Технология получения твердосплавных пластин из порошка.

Методы порошковой металлургии широко применяют в промыш­ленности для получения металлокерамических, металлических и керамических композиций. Достаточно отметить получаемые этим методом и широко используемые в технике металлорежущие твердосплавные пластины, представляющие собой спеченную смесь порошков кобальта и карбидов вольфрама или титана. Однако для получения волокнистых композиционных материалов методы порошковой металлургии стали использовать относи­тельно недавно, причем почти все эти методы — прессование с по­следующим спеканием, горячее прессование, экструзия, дина­мическое уплотнение и др. - оказались пригодными для указан­ных целей, разумеется, в зависимости от природы составляющих композиционных материалов — матрицы и упрочнителя.

В качестве исходных материалов используют металлические или металлокерамические порошки, образующие матрицу, и армирующие волокна в виде непрерывных или дискретных воло­кон, либо в виде металлических сеток. Оборудование, применя­емое при изготовлении композиционных материалов, как пра­вило, существенно не отличается от оборудования, применяемого в порошковой металлургии. В основном это разного типа вибра­ционные столы для уплотнения смеси, прессы, печи для спекания

и ДР.

Рассмотрим некоторые наиболее типичные процессы при изготовлении волокнистых композиционных материалов с использованием методов порошковой металлургии.

Прессование с последующим спеканием для получения во­локнистых композиционных материалов используется в тех слу­чаях, когда волокна обладают высокой стабильностью в контакте с материалом матрицы при температурах, достаточных для спе­кания матриц. Во всех других случаях в процессе длительной" выдержки спрессованной заготовки при высокой температуре, необходимой для уплотнения матрицы, одновременно происходит взаимодействие волокон с матрицей, приводящее к снижению свойств материала. Кроме того, как было показано Баски на мате­риалах на основе никелевого сплава типа хастеллой, армиро­ванных волокнами вольфрама и молибдена, в результате различ­ного температурного коэффициента линейного расширения компо­нентов происходит отслаивание матрицы от волокна в процессе;

охлаждения материала от температуры спекания до комнатной,

Как правило, прессование и спекание используют как пред­варительные технологические операции, позволяющие получит! заготовку, содержащую необходимое количество определенным образом расположенных волокон, хотя в целом ряде случаев возможно получение композиционного материала большой плот-. ности (95—98% от расчетной) при использовании только процес-, сов прессования и спекания. «tg

В отличие от обычного металлокерамического производства, для которого возможны процессы получения полуфабрикатов методом обработки давлением непосредственно из порошков (прокатка, экструзия из порошков и др.), порошковая металлур­гия композиционных материалов предусматривает обязательное изготовление предварительно подпрессованной заготовки с рав­номерно распределенным в ней волокнистым упрочнителем.

Окончательное формирование компактной, беспор истой'заго­товки или готовой детали производится методами горячего прес­сования, ковки, прокатки, экструзии и др.

Приготовление заготовок для прессования.

Метод прессования с последующим спеканием используется для получения матери­алов, армированных как дискретными, так и непрерывными, во­локнами. Технологические схемы на стадии получения компакт­ной заготовки для спекания существенно различаются.

Схема получения материала с дискретными волокнами состоит из операций смешения порошкового матричного материала с име­ющими определенную длину волокнами упрочнителя. При исполь­зовании металлического упрочнителя (нарезаемая определенной длины проволока) возможно применение обычных валковых мель­ниц и шаровых смесителей. Возможно перемешивание как всу­хую, так и с применением жидкостей, например спирта. При этом следует обратить внимание на возможность комкования волокон отдельно от порошковой фракции; обычно это происходит в том случае, когда отношение длины к диаметру волокон составляет более ста. Получение хорошо перемешанной шихты с равномер­ным распределением волокон зависит от следующих факторов, устанавливаемых опытным путем: 1) метода перемешивания;

2) геометрических размеров смесителя и загрузки его шихтой — отношения длины волокон к размерам смесителя; 3) формы и раз­меров порошковой фракции; 4) отношения длины к диаметру воло­кон; 5) соотношения порошковой и волокнистой фракции в шихте;

' 6) времени перемешивания (при отсутствии явления комкования волокон); 7) наличия в составе жидкости той или иной конси­стенции, изменяющей сыпучесть компонентов.