Процесс получения металлокерамики
Краткое сожержание материала:
Размещено на
Министерство образования и науки РФ
Волжский институт строительства и технологий
Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения Высшего профессионального образования
Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет
Кафедра ТПМ
Курсовая работа
по дисциплине «Технологии и оборудование производства технической керамики»
на тему: «Металлокерамика»
Выполнил: Жарков Е.А.
Проверила: Пушкарская О.Ю.
Волжский 2013
Оглавление
Введение
1. Основы порошковой металлургии
1.1 Способы получения и технологические свойства порошков
1.2 Металлокерамические материалы
2. Изготовление металлокерамических деталей
2.1 Приготовление смеси
2.2 Способы формообразования заготовок и деталей
2.3 Спекание и окончательная обработка заготовок
Заключение
Список использованной литературы
Введение
Порошки металлов применяли и в древнейшие времена. Порошки меди, серебра и золота применяли в красках для декоративных целей в керамике, живописи во все известные времена. При раскопках найдены орудия из железа древних египтян (за 3000 лет до нашей эры), знаменитый памятник из железа в Дели относится и 300 году нашей эры. До 19 века не было известно способов получения высоких температур (около 1600-1800 С). Указанные предметы из железа были изготовлены кричным методом: сначала в горнах при температуре 1000 С, восстановлением железной руды углем получали крицу (губку), которую затем многократно проковывали в нагретом состоянии, а завершали процесс нагревом в горне для уменьшения пористости.
Активно разрабатывались и другие материалы - фрикционные, уплотнительные, износостойкие, магнитные, фильтровые, инструментальные, волокновые, дисперсно-упрочненные. Созданы ряд материалов, изготавливаемых методами прокатки - токосъемные пластины, электродные ленты, биметаллическая проволока и другие биметаллические и триметаллические материалы.
Типовая технология производства заготовки изделий методом порошковой металлургии включает четыре основные операции:
- получение порошка исходного материала;
- формование заготовок;
- спекание;
- окончательную обработку.
Каждая из указанных операций оказывает значительное влияние на формирование свойств готового изделия.
Теоретические, методологические и практические вопросы получения металлокерамики являются предметом исследования как отечественных, так и зарубежных ученых.
Актуальность и не достаточная степень разработанности проблемы определили цель и задачи исследовательской работы.
Цель работы - исследование процесса получения металлокерамики.
Задачи работы:
- определить сущность и содержание металлокерамики;
- исследовать способы получения металлокерамики.
Объект исследования - процесс получения металлокерамики.
Теоретической и методологической основой исследования послужили фундаментальные концепции и гипотезы, представленные в классической и современной мировой и отечественной науке по исследуемой проблеме.
Эмпирической базой исследования явились законодательные и нормативные акты, результаты эмпирических исследований, проведенных российскими учеными.
1. Основы порошковой металлургии
1.1 Способы получения и технологические свойства порошков
Металлокерамика, или порошковая металлургия - отрасль технологии, занимающаяся производством металлических порошков и деталей из них. Сущность порошковой металлургии заключается в том, что из металлического порошка или смеси порошков прессуют заготовки, которые затем подвергают термической обработке - спеканию.
Порошковой металлургией можно получать детали из особо тугоплавких металлов, из нерастворимых друг в друге металлов (вольфрам и медь, железо и свинец и т. д.), пористые материалы и детали из них, детали, состоящие из двух (биметаллы) или нескольких слоев различных металлов и сплавов.
Металлические порошки состоят из очень мелких частиц (0,5-500 мкм) различных металлов и их окислов. Порошки получают механическим и физико-химическим путем.
Для механического измельчения твердых и хрупких материалов применяют шаровые, вибрационные мельницы и бегуны. Порошки из пластичных и легкоплавких металлов и сплавов получают различными способами, основанными на раздуве жидкого материала струей воды или газа. Механическим путем, как правило, получают порошки из отходов основного производства[1, c.23].
К физико-химическим способам получения порошков относят восстановление окислов металлов, электролиз и др.
Окислы металлов можно восстанавливать газообразными или твердыми восстановителями. Наибольшее практическое применение нашли газообразные углеродистые и углеводородистые соединения (природный газ, доменный, углекислый газ) и водород. Электролизом водных растворов солей получают тонкие и чистые порошки различных металлов и сплавов. Порошки из редких металлов (тантала, циркония, титана и др.) получают электролизом расплавленных солей. Режимы и технология изготовления порошков физико-химическим путем приведены в справочной литературе.
Основными технологическими свойствами порошков являются текучесть, прессуемость и спекаемость.
Текучесть - способность порошка заполнять форму. Текучесть ухудшается с уменьшением размеров частиц порошка и повышением влажности. Количественной оценкой текучести является скорость вытекания порошка через отверстие диаметром 1,5-4,0 мм в секунду.
Прессуемость характеризуется способностью порошка уплотняться под действием внешней нагрузки и прочностью сцепления частиц после прессования. Прессуемость порошка зависит от пластичности материала частиц, их размеров и формы и повышается с введением в его состав поверхностно-активных веществ.
Под спекаемостъю понимают прочность сцепления частиц в результате термической обработки прессованных заготовок.
Порошковая металлургия находит широчайшее применение для различных условий работы деталей изделий. Методами порошковой металлургии изготовляют изделия, имеющие специальные свойства: антифрикционные детали узлом трения приборов и машин (втулки, вкладыши, опорные шайбы и т.д.), конструкционные детали (шестерни, кулачки и др.), фрикционные детали, инструментальные материалы (резцы, пластины резцов, сверла и др.), электротехнические детали (контакты, магниты, ферриты, электрощетки и др.) для электронной и радиотехнической промышленности, композиционные (жаропрочные и др.) материалы[2, c. 78].
Основные преимущества использования порошковой металлургии:
- снижает затраты на дальнейшую механическую обработку, которая может быть исключена или существенно уменьшена. Получает готовое изделие точное по форме и размерам. Обеспечивает высокое качество поверхности изделия.
- использует энерго и ресурсосберегающие технологии. Уменьшает количество операций в технологической цепи изготовления продукта. Использует более чем 97% стартового сырья. Реализует многие последующие сборочные этапы ещё на стадии спекания.
- позволяет получать изделия с уникальными свойствами, используя многокомпонентные смеси, объединяя металлические и не металлические компоненты. Изделия различной пористости (фильтры) с регулируемой проницаемостью; Подшипники скольжения с эффектом самосмазывания.
- получает более высокие экономические, технические и эксплуатационные характеристики изделий по сравнению с традиционными технологиями.
- упрощает зачастую изготовление изделий сложной формы.
- обеспечивает прецизионное производство. Соответствие размеров в серии изделий.
1.2 Металлокерамические материалы
Порошковой металлургией получают различные конструкционные материалы для изготовления заготовок и готовых деталей. Большое применение находят материалы со специальными свойствами.
Из антифрикционных металлокерамических материалов изготовляют подшипники скольжения для различных отраслей промышленности. В антифрикционных материалах с пористостью 10-35% металлическая основа является твердой составляющей, а поры, заполняемые маслом, графитом или пластмассой, выполняют роль мягкой составляющей. Пропитанные маслом пористые подшипники способны работать без дополнительной смазки в течение нескольких месяцев, а подшипники со специальными «карманами» для запаса масла - в течение 2-3 лет. Во время работы подшипника масло нагревается, вытесняется из пор, образуя смазочную пленку па трущихся поверхностях. Такие подшипники широко применяют в машинах для пищевой промышленности, где попадание смазки в продукцию недопустимо. Для пористых антифрикционных материалов используют железо-графитовые, железо-медно-графитовые, бронзо-графитовые, алюминиево-медно-графитовые и другие композиции. Процентный состав этих композиций зависит от эксплуатационных требований...
Базисная техника изготовления металлокерамических зубных протезов. Введение в технологию металлокерамики
Данный атлас - это лишь введение в технологию металлокерамики которая постоянно, совершенствуется в связи с ростом эстетических запросов пациентов. В...
Процесс получения и область применения базальтового волокна
Месторождение базальтов, их структура и текстура, распространённость. История развития производства базальтовой теплоизоляции. Сравнительные характери...
Производство ацетилена
Товарные и определяющие технологию свойства ацетилена. Сырьевые источники получения. Перспективы использования различного сырья. Промышленные способы...
Проектирование технологического процесса получения вала
Конструкторский осмотр, анализ эксплуатационных свойств и технологичности конструкции детали. Характеристика и выбор оптимального метода получения заг...
Основы эстетики. Техника моделирования металлокерамического зубного протеза
В работе описана техника оформления мостовидных металлокерамических протезов.Так как успех этого метода во многом определяется уровнем квалификации зу...