Подготовка порошков к прессованию

Металлические порошки обычно изготовляются на специализированных производствах, однако иногда производятся непосредственно и самим потребителем; в этом случае процесс изготовления построен в прямом соответствии с требованиями данного потребителя. Если порошок поступает от стороннего поставщика, возникает необходимость в специальных операциях подготовки, перед запуском в производство, для придания порошку определенных химических и физических характеристик. Наконец, как правило, порошки редко применяются в чистом виде, а большей частью в смеси с порошками других металлов и неметаллов.

Поэтому подготовка порошков к прессованию обычно состоит из следующих операций:

1)    отжиг;
2)    рассев по фракциям крупности;
3)    развеска;
4)    смещение (шихтование);
5)    введение в порошок смазки.

Отжиг производится в том случае, если порошок частично окислился вследствие хранения в, ненадлежащих условиях или требуется смягчить его жесткость с целью улучшения прессуемости и ведется в защитно-восстановительной (контролируемой) атмосфере, при температуре, обусловленной характеристиками порошка. Так, например, окисленный медный порошок довосстанавливается при 350—400° в токе восстановительного газа до повышения содержания меди не ниже 99,5%.

Электролитический железный порошок сейчас широко применяется для изготовления металлокерамических подшипников на  ё мобиль. При его подготовке, его отжигают в восстановительной среде при 650—720° для довосстановления окислов железа и улучшения прессуемости, в результате снятия с частиц наклепа и удаления поглощенного водорода.

Для отжига применяют печи методического типа, конструкция которых обеспечивает перемещение порошка вдоль зоны нагрева навстречу потоку восстанавливающих газов. Перемещение может осуществляться проталкиванием контейнеров (лодочек) с порошком или же непосредственным механическим воздействием на порошок (вращающиеся печи, печи с гребками и т. п.). Во всех случаях печи снабжены специальным холодильником, обеспечивающим охлаждение порошка в защитной атмосфере.

Рассев порошка производится обычно через одну или несколько сеток требуемой крупности: для медного порошка на фракции —200  +325 меш и —325 меш, для железного — на фракции —100 +200 меш, —200 +325 меш и —325 меш и для других порошков в соответствии с требованиями потребителя. Просеивание ведется на механических ситах-трясучках, вибрационных (с электромагнитным либо механическим вибратором) и т. п.
Развеска порошков, различных по химическому составу и фракциям крупности, подлежащих смешению для получения шихты заданного состава, производится на обычных весах.

Отвешенные порции порошков подвергаются смешению в специальной аппаратуре; равномерность распределения компонентов в шихте имеет решающее значение. В процессе смешения имеется естественная тенденция порошков к разделению по удельным весам и по размерам частиц. При изготовлении, например, шихты для тормозных элементов смешиваются порошки меди, олова, железа, кремния, свинца, цинка и графита; естественно, что тяжелые частицы свинца стремятся «утонуть» в шихте, частицы же графита, напротив, — «всплывают».

Полнота смещения шихты достигается длительностью операции, которая колеблется от 2 до 48 часов (в зависимости от состава шихты). В некоторых случаях для улучшения смешиваемости пользуются особыми приемами: применением компонентов в виде сплавов, введением смачивающих агентов и смешением в жидкой среде. Полнота и равномерность смешения обязательно контролируются. Употребляются смесители разной конструкции: простые полые смесительные барабаны, шнековые и лопастные смесители, смесители непрерывного действия и др., обычно употребляемые для этой цели в химической и других отраслях промышленности.

Для снижения удельного давления прессования, значительная часть которого расходуется на преодоление трения между частицами порошка и стенками контейнера, в шихту иногда вводят некоторое количество смазки — твердой, например, стеарин или жидкой, например, масла, глицерин, спиртовые и другие растворы. Количество вводимой смазки невелико — до 1 % от веса шихты; внесение смазки может совмещаться с операцией смешения, в этом случае смазка вводится перед загрузкой порошка в смеситель.

Подготовленная таким образом шихта, после соответствующего контроля, поступает на прессование.

Следует особо подчеркнуть значение правильной и тщательной подготовки порошка. В большинстве случаев брак при прессовании и спекании вызывается нарушением технологических режимов на операциях подготовки порошка. Недостаточная пластичность порошка, неравномерность смешения по химическому и гранулометрическому составам усложняют последующие операции, вызывают брак и не обеспечивают получения качественной и стандартной продукции.