Порошковая металлургия

Сегодня крайне сложно представить современную жизнь человека
без использования в различных её аспектах различных металлов и изделий из них.
Всё, начиная с быта, заканчивая тяжёлой промышленностью, базируется на данном
материале и не может полноценно функционировать без него. Неудивительно, что
человечество с момента открытия этого сырья придумало массу способов обработки
для получения нужных форм, параметров и рабочих характеристик. Существуют более
традиционные и распространённые способы, включая:

• Литьё;
• Ковку;
• Штамповку и т.д.;

Однако есть и такие, которые недоступны широким массам и уж
точно не используются в домашних мастерских, гаражах и небольших цехах. Сегодня
речь пойдёт о порошковой металлургии.

Корнями в историю

На самом деле, порошковая металлургия в своём первоначальном
виде появилась ещё пару тысяч лет назад, когда железная руда обрабатывалась в
своеобразных доменных печах – ямах, обмазанных глиной. При термической реакции
металл окислялся, и его примеси выпадали в осадок, откладываясь на дне ямы.
После закаливания эти частицы довольно крупных размеров объединялись в литые
куски, а далее отправлялись для изготовления каких-либо изделий.

Сегодня технологии претерпели серьёзных изменений, однако
принципы остались неизменными. Порошковую смесь до сих пор получают из солей и
окисла обработанного металла.

Как это происходит

В основе получения металлического порошка лежит два ключевых
процесса:

• Анодное растворение;
• Катодное осаждение.

При растворении под рабочим напряжением в специальных ваннах
металл очищается от примесей и извлекается. Полученная загрязнённая смесь
поддаётся катодном осаждению под температурой, после чего извлекается из
ёмкости и проходит процесс дробления. Причём, здесь всё зависит от конечных
целей и того, для чего предназначен порошок. Частицы могут быть самыми мелкими,
либо состоять из крупных элементов.

Прессование и
формирование заготовок

Следующий этап – придание нужной формы на специальных
прессах. Порошок собирается и укладывается в формы или рабочие площадки
прессового оборудования. Причём, номинальное давление может достигать 1000 Мпа
и более. Специальная плита оказывает физическое воздействие на сырьё, под
которым частички соединяются между собой, образуя практически монолит. Однако
это не конечная стадия. Если завершить работу на этом этапе, деталь получится
хрупкой и неустойчивой к любым негативным факторам. Поэтому полученная
заготовка поддаётся процессу обжига.

Камеры доменных печей нагреваются до температуры 80-90% от
температуры плавления конкретного сплава, из которого состоит порошок. При
превышении данного значения на поверхности может образовываться окалина. Если
же сделать температуру ниже. Процесс обжига затянется и может привести к
растрескиванию поверхности. Поэтому за данной стадией нужно следить очень
внимательно и, по возможности, использовать специализированное оборудование с
датчиками, термостатами и т.д. Обжиг длится несколько минут, после чего детали
дают остыть. Это может происходить, как в печи, так и на открытом воздухе, в
зависимости от желаемых результатов и метода отпуска.

Сферы применения

С каждым годом данная отрасль металлообработки всё больше
расширяется, развиваются её методики, а соответственно, и количество получаемых
продуктов растёт. Сегодня среди крупных сфер, где применяется порошковая
металлургия, можно отметить:

• Авиастроение;
• Космическую отрасль;
• Машиностроение;
• Мебельное производство;
• Добывающая промышленность и т.д.

Изготовление
шестерен, комплектующих к различным агрегатам, деталей сложной техники –
всё это стало возможно из-за технического прогресса, который наблюдается в
металлургии. Кроме того, исследования показали, что во многих случаях
использование методик значительно целесообразнее, чем применение традиционных
способов обработки металлов. Возможно, уже в недалёком будущем часть
производства полностью перейдёт в сферу порошковой металлургии, будут
переоборудованы предприятия или отдельные цеха, а люди научатся максимально полезно
и без остатка использовать столь драгоценный ресурс, как железо, не утилизируя
то, что можно применять с пользой.