Технология изготовления изделий из порошков 7 класс доклад

Обновлено: 07.07.2024

Порошковыми считаются те виды материалов, которые получают спеканием и последующим формованием из гранулированных порошков. Порошковые материалы фактически представляют собой псевдосплавы с пористостью, более высокой (на 15…30%), чем продукция со схожим химическим составом, которая получается металлургическим путём.

Материалы, изготавливаемые из мелкодисперсного порошка, освобождают конструкторов от иногда длительных и трудоёмких цепочек типовых процессов обработки давлением или литьём. В то время как большинство технологий формования металлов адаптированы преимущественно под круглые цилиндрические заготовки, порошковые материалы открывают для проектировщика широкий спектр вариантов своей конфигурации, притом без риска увеличенных производственных затрат.

Основные характеристики и свойства порошковых материалов

По некоторым оценкам, до 70% всех деталей, изготовленных из металлического порошка, представляют собой чугун с наличием меди и углерода. Во время спекания железо и углерод объединяются, образуя феррит, микроструктура которого весьма схожа с ферритом в сталях.

Медь участвует двояко. В процессе спекания она, как более легкоплавкий компонент, плавится, заполняя поры (хотя в то же время оставляет некоторые пустоты), а, с другой стороны, способствует ускоренному затвердеванию феррита. Добавление других легирующих элементов может повысить прочность или пластичность, улучшить износостойкость и изменить способ чистовой обработки спечённого изделия. Наличие легирующих добавок улучшает следующие характеристики детали:

обрабатываемость;
формуемость;
свариваемость.

Установлено, что, во многих случаях весьма небольшое применение порошковых материалов (по весу) в качестве легирующих элементов может вызывать существенное изменение свойств готовой детали. Это положительно сказывается на себестоимости получения 1 кг продукции, изготовленной из порошковых заготовок.

К другим распространенным материалам, которые получаются из порошков чёрных металлов, относятся нержавеющая сталь (увеличивает коррозионную стойкость и прочность при повышенных температурах) и низколегированная сталь, позволяющая во многих случаях обходиться без термической обработки.

Спекание и закалку порошковых заготовок можно производить за одну операцию, что положительно сказывается на размерной точности готовых изделий.

Многие магнитомягкие материалы, которые используются для изготовления датчиков скорости, соленоидов и прочей электротехнической продукции цепей постоянного тока также получают методами спекания. Из металлопорошков производят магнитно-мягкие детали двигателей и высокочастотных трансформаторов.

Характерные особенности продукции:

Повышенная прочность, позволяющая инженеру-конструктору уменьшить размеры детали, сэкономив вес и пространство.
Более высокая твёрдость, снижающая износ и увеличивающая срок службы детали.
Пористость, что может снизить потребность в специальных покрытиях или смазке.
Лучшая обрабатываемость, положительно сказывающаяся на трудоёмкости финишной обработки.
Улучшенная свариваемость, которая может устранить необходимость в крепежных деталях.

Данные преимущества имеют значение при массовом применении порошковых материалов, поскольку их себестоимость пока ещё остаётся высокой.

Виды порошковых материалов в зависимости от сферы применения

Применяемость и свойства порошковых материалов определяются способом их получения. В отличие от традиционной металлургии здесь значительно меньше отходов и более высокая экологическая степень чистоты производства, поскольку чаще всего удаётся избежать вторичной обработки продукта. Притом отработанные изделия можно переработать и превратить в новый порошок.

Процесс состоит из нескольких этапов. Вначале выбираются основные компоненты металлопорошка, среди которых преобладают железо, медь, латунь, бронза, легированные стали, алюминий, цинк, олово, кадмий, хром и магний. Некоторые сплавы могут быть предварительно смешаны механическим путём, чтобы добиться желаемого сочетания механических или магнитных свойств.

Способы изготовления металлического порошка:

твердотельное восстановление;
распыление;
электролиз;
химическая обработка;
центробежное распыление.

При восстановлении последовательно происходит измельчение и смешивание соответствующей руды с углеродом. После составления смеси её спекают в печи, удаляя излишки углерода и кислорода. Металлическая руда измельчается, а затем смешивается с другим материалом, обычно углеродом. После того, как процесс будет завершён, смесь пропускают через печь, чтобы вызвать термохимическую реакцию, которая уменьшает содержание кислорода и углерода в порошке. Полное восстановление происходит в течение 2…3 смен, в результате получается материал с высокой степенью химической чистоты.

При методе распыления в качестве исходного сырья используется металлолом. Расплавленная мелкодисперсная струя выходит из потока воды или газа. Мелкие капли такой струи затвердевают ранее, чем вступят контакт с поверхностью или друг с другом. Способ эффективен для всех типов металлических расплавов.

При использовании технологии электролиза порошков задаются значениями состава и концентрации электролита, его плотностью и температурой. Способ достаточно дорогой, зато гарантирует наивысшую степень чистоты и плотности порошка. Используется для получения порошков редких металлов, а также меди, где требуется высокая электропроводность изделий.

Химические методы получения используют термическое разложение исходного сырья, а также восстановление из оксидов или растворов. В результате можно производить металлические порошки с очень специфическими качествами. Например, термическое разложение используется в основном для обработки карбонилов, а осаждение из раствора обеспечивает получение порошков высокой чистоты с узким гранулометрическим составом.

Для центробежного распыления расплава используется центрифуги, включающие перфорированный контейнер. Там происходит разделение жидкого металла на капли определенного размера. Скорость центрифугирования можно изменять в зависимости от требующихся результатов.

Конструкционные

Есть еще порошковые композиционные материалы, которые должны отвечать критериям минимальной пористости, наибольшей прочности при различных типах нагрузок, а также характеризоваться хорошей обрабатываемостью. Метод получения таких материалов – любой из описанных ранее.

Технология использования металлопорошков конструкционного направления включает в себя нагрев предварительно спечённых материалов до температуры чуть ниже температуры плавления и последующее прессование/экструдирование нагретой массы через специальную форму (фильеру). Таким образом получают заготовки постоянного поперечного сечения. Для изготовления штучной продукции спекание производится в специальных разъёмных формах, которые изготавливаются из огнеупорных материалов. Формы могут быть разового и многократного применения.

Измельченные для конструктивного использования компоненты измельчаются с помощью шаровых мельниц (исключение составляют металлопорошки, которые в измельчённом состоянии обладают повышенной горючестью). Ряд конструкционных металлопорошков могут производиться из легированных смесей. Они кристаллизуются на атомных уровнях, образуя соединения с равномерно диспергированными частицами, обеспечивающими высокую прочность конечного продукта.

Пористые

Не всегда пористость материала является недостатком. Например, при помощи пористых фильтров производится удаление нежелательных частиц, находящихся в фильтруемой жидкости.

При плотности спеченного металлопорошка в 4…5 г/см3 он считается высокопористым. В этом случае пористость становится балансирующим фактором, определяя оптимальное соотношение между показателями плотности и пористости. Например, деталь с большим количеством крошечных отверстий структурно слабее, чем деталь с небольшим количеством пор. Однако имеются определённые области применения, где потребность в пористости может оказаться решающей.

Приведём несколько примеров:

Пористая нержавеющая сталь – оптимальный выбор, когда фильтруемый материал может вызывать коррозию других, менее прочных металлов.
Самосмазывающиеся подшипники. Наличие пор позволяет смазке проникать внутрь детали, в результате никакой внешнего смазочного вещества не требуется.
Медь считается достаточно инертной по отношению к многим средам и элементам. Вместе с тем в определённых приложениях медные пористые порошки облегчают эксплуатацию конструкций и узлов оборудования.

Однако пористое железо не лишено недостатков. Оно хорошо фильтрует воду, однако такой материал нельзя применять в химически агрессивных средах. Высокую степень пористости имеют детали, спечённые из смеси железа, меди и углерода, однако при эксплуатации возможно образование нежелательных пустот в теле детали, что снизит её прочность. Пористость алюминия, превышающая 50…55 %, повышает риск воспламеняемости изделия при повышенных температурах. Это объясняется пирофорностью данного металла - способностью порошка к самовозгоранию при одновременном выделении большого количества тепловой энергии.

Электротехнические

Электротехнические применения металлопорошков противоречивы и спорны, поскольку одновременно с положительными факторами проявляются и ряд отрицательных. Среди них:

Увеличение электросопротивления материала с ростом давления его прессования. Для мягких металлов - цинка, свинца, олова и серебра разница меньше, чем для твердых металлов - железа, никеля, вольфрама.
Электросопротивление спечённых металлопорошков зависит от времени приложения давления. При этом максимум электросопротивления наблюдается в начальный момент прессования, а также при повышении давления.
Кривые зависимости сопротивления от давления необратимы. При уменьшении давления сопротивление остается близким к своему минимальному значению, полученному для самых высоких давлений, и часто увеличивается, если снизить давление прессования.
Металлопорошки многих цветных металлов - вольфрама, никеля, серебра, цинка, висмута, железа, меди, сурьмы и платины - обладают меньшим электросопротивлением, чем изготавливаемые выдавливанием из цельного металла. Эффект особенно заметно проявляется при росте твёрдости.
Увеличение электрического сопротивления зависит от продолжительности давления. Для короткого во времени высокого давления и мягкого металлического порошка кривые зависимости сопротивления от давления, полученные после последующих приложений давления, лежат ниже друг друга.
Сопротивление прессованного порошка зависит от размера частицы. Оно, как правило, выше, чем мельче частицы.
Повышение температуры спекания снижает электросопротивление, измеренное при комнатной температуре.

Поэтому порошковые композиционные материалы в электротехнике применяются в ограниченных масштабах.

Для ядерной энергетики

Порошковые материалы в ядерной энергетике используются по двум направлениям – в качестве рабочих деталей атомных реакторов некоторых типов АЭС, а также для эффективной фильтрации отработанной воды в охлаждающих контурах.

Установлено, что для изготовления деталей из металлопорошков целесообразно использовать технологию горячего изостатического прессования. Таким образом можно получать крупные компоненты для атомных электростанций. С технологией горячего изостатического прессования связано множество положительных качеств: снижение затрат на обеспечение безопасности, увеличенный срок службы оборудования и возможность увеличения скорости подачи энергии. Важным ограничением до недавнего времени было повышенное содержание кислорода в порошковом материале, которое может снизить ударную вязкость при ударной нагрузке. Однако в последнее время эта проблема снята, поэтому с помощью порошковой металлургии можно создавать большие детали с чрезвычайно хорошими свойствами материалов для ядерных установок.

Вы можете изучить и скачать доклад-презентацию на тему Технология изготовления изделий 7 -8 класс. Презентация на заданную тему содержит 13 слайдов. Для просмотра воспользуйтесь проигрывателем, если материал оказался полезным для Вас - поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте наш сайт презентаций в закладки!

194934 194906 194907 194946 194911 194947 194945 194942 194918 194948 194936 194943 194923 194910 194929 194933 194950 194909 194944 194912 194941 194932 194913 194949 194951 194935 194919 194922 194940 194930

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать доклад-презентацию, Вы можете заказать её на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Мы в социальных сетях

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Описание презентации по отдельным слайдам:

Технология создания материалов
Технология изготовления изделий из порошка.
Порошковая металлургия
7 класс 1 урок

подготовка к ЕГЭ/ОГЭ и ВПР
по всем предметам 1-11 классов

Курс повышения квалификации

Дистанционное обучение как современный формат преподавания

Сейчас обучается 933 человека из 80 регионов

Курс профессиональной переподготовки

Технология: теория и методика преподавания в образовательной организации

Курс повышения квалификации

Педагогическая деятельность в контексте профессионального стандарта педагога и ФГОС

ЗП до 91 000 руб.
Гибкий график
Удаленная работа

Дистанционные курсы для педагогов

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

5 608 516 материалов в базе

Самые массовые международные дистанционные

Школьные Инфоконкурсы 2022

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Другие материалы

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

15.09.2021 334
PPTX 1.8 мбайт
19 скачиваний
Оцените материал:

Настоящий материал опубликован пользователем Горюшина Елена Юрьевна. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт

Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.

Автор материала

40%

Подготовка к ЕГЭ/ОГЭ и ВПР
Для учеников 1-11 классов

Московский институт профессиональной
переподготовки и повышения
квалификации педагогов

Дистанционные курсы
для педагогов

663 курса от 690 рублей

Выбрать курс со скидкой

Выдаём документы
установленного образца!

Учителя о ЕГЭ: секреты успешной подготовки

Время чтения: 11 минут

Минтруд предложил упростить направление маткапитала на образование

Время чтения: 1 минута

Отчисленные за рубежом студенты смогут бесплатно учиться в России

Время чтения: 1 минута

В Россию приехали 10 тысяч детей из Луганской и Донецкой Народных республик

Время чтения: 2 минуты

Академическая стипендия для вузов в 2023 году вырастет до 1 825 рублей

Время чтения: 1 минута

Курские власти перевели на дистант школьников в районах на границе с Украиной

Время чтения: 1 минута

Каждый второй ребенок в школе подвергался психической агрессии

Время чтения: 3 минуты

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Презентация на тему: " Порошковая металлургия Выполнил: Кокатев Александр 554 гр." — Транскрипт:

1 Порошковая металлургия Выполнил: Кокатев Александр 554 гр.

2 Порошковая металлургия - это область техники, охватывающая совокупность методов изготовления порошков металлов и металлоподобных соединений, полуфабрикатов и изделий из них или их смесей с неметаллическими порошками без расплавления основного компонента

3 Преимущества использования порошковой металлургии снижает затраты использует энерго- и ресурсосберегающие технологии позволяет получать изделия с уникальными свойствами получает более высокие экономические, технические и эксплуатационные характеристики изделий упрощает изготовление изделий сложной формы обеспечивает прецизионное производство (Соответствие размеров в серии изделий)

4 Порошковая металлургия как новое направление науки, стала активно развиваться, после первых работ П.Г. Соболевского по разработке процесса изготовления монет из порошка платины, выполненных в России в 1826 – 1827 гг.

5 Типовая технология производства заготовки изделий методом порошковой металлургии включает четыре основные операции: получение порошка исходного материала; формование заготовок; спекание окончательная обработка. Каждая из указанных операций оказывает значительное влияние на формирование свойств готового изделия.

6 получение порошка исходного материала Условно различают два способа изготовления металлических порошков –физико-механический способ изготовления порошков - превращение исходного материала в порошок происходит путём механического измельчения в твердом или жидком состоянии без изменения химического состава исходного материала –химико-металлургический способ - происходит изменение химического состава или агрегатного состояния исходного материала

7 Шаровая мельница Схемы движения шаров в мельнице: а – режим скольжения, б – режим перекатывания, в – режим свободного скольжения, г – режим критической скорости Общий вид шаровой мельницы

8 Вибрационная мельница Схема вибрационной мельницы:1-корпус- барабан,2-вибратор вращения,3- спиральные пружины,4- электродвигатель,5- упругая соединительная муфта. Общий вид вибрационной мельницы: 1 - рабочая камера, 2 - патрубок загрузки, 3 - клапан разгрузки, 4 - упругие элементы, 5 - опорная рама, 6 - электродвигатель

9 Другие виды мельниц Схема планетарной мельницы Общий вид планетарной центробежной мельницы

10 Порошки исходных материалов Порошок кремния Порошок железа

11 Процесс прессования Схема распределения плотности по вертикальному сечению спрессованного порошка при одностороннем приложении давления (сверху). Рис.6 Схема прессования в прессформе (1 - матрица, 2 – уансон, 3 – нижний пуансон, 4 - порошок Рис.7 Кривая идеального порцесса уплотнения

12 Рис.9 Схема прессования в пресс-форме сложного изделия: 1- пуансон,2-пуансон, 3-матрица, Рис.10 Схема мундштучного прессования. Схема гидростатического прессования Выдавливание

13 Процесс спекания Спеканием называют процесс развития межчастичного сцепления и формирования свойств изделия, полученных при нагреве сформованного порошка. Спекание проводят для повышения прочности предварительно полученных заготовок прессованием или прокаткой.

14 Изделия порошковой металлургии Пористые подшипники Металлокерамически е подшипники Аэрогель Аэрогель плохо проводит тепло Окно из аэрогеля

15 Недостатки порошковой металлургии Порошковая металлургия имеет и недостатки, тормозящие ее развитие: сравнительно высокая стоимость металлических порошков; необходимость спекания в защитной атмосфере, что также увеличивает себестоимость изделий порошковой металлургии; трудность изготовления в некоторых случаях изделий и заготовок больших размеров; сложность получения металлов и сплавов в компактном состоянии; необходимость применения чистых исходных порошков для получения чистых металлов.

Читайте также: