Порошки металлов — виды, свойства, где применяются
Порошки металлов — мелко измельченные частицы металлов, которые могут использоваться в различных технологических процессах. Служат исходным материалом для создания изделий из металлокерамики. Их производят различными методами: распыление, разложение, нагревание карбонилов, восстановление окислов, измельчение металлов.
Механическое измельчение происходит в мельницах — шаровых либо молотковых. Для предотвращения возможного воспламенения некоторых видов металлических порошков процесс измельчения проводится в защитной среде.
Производство
Выделяют 2 способа получения:
физико-химический ;- механический.
Наиболее распространенный — механический. Он включает использование специализированных устройств для механического измельчения металла. Этот процесс особенно эффективен при производстве порошков из хрома, сурьмы либо бериллия.
Метод Распыления
В ходе распыления частицы порошка быстро остывают, что обеспечивает высокую прочность изготовленных деталей. Альтернативно, можно получить расплавленный металл с применением другого метода, в котором распыление металла осуществляется за счет вращения диска.
Этот способ также предоставляет возможность вносить изменения в состав порошка по мере необходимости.
Метод Восстановления
При его использовании восстановление порошка из металлов (титан, железо) осуществляется с использованием твердых веществ и газов.
Виды
Существует несколько видов металлического порошка. Рассмотрим некоторые из них:
| Железный | Используется в качестве восстановителя органических продуктов, при изготовлении щелочных аккумуляторов, сварочных электродов и прочее. Подразделяется на пять групп: ПЖ-1…ПЖ-5. По фракции бывает крупным, средним, мелким и пудрообразным. В составе порошка не допускается наличие посторонних примесей и комков, а его влажность должна быть не выше 0,2%. |
| Медный порошок | Изготовление изделий из металлокерамики, щеток двигателей. Может быть стабилизированным, нестабилизированным, стабилизированным конопаточным. Медному порошку предъявляются определенные требования: насыпная масса не должна отклоняться от установленной более чем на ±0,1 г/см³, влажность до 0,05%. |
| Никелевый | Способ получения — ректификационный. Необходим для получения химических источников тока. |
| Кобальтовый | Выделяют 2 марки: ПК1, ПК2. Метод получения — электролитический. Получение изделий из металлокерамики. |
| Оловянный | Необходим для получения металлокерамических деталей. Производят оловянный порошок через распыление жидкого металла. |
| Серебряный | Токопроводящие, металлокерамические изделия. Цвет — бело-серый. Механические примеси не допускаются. |
| Титановый | Используется для создания прочных и легких деталей, а также в аддитивных технологиях. Находит применение в производстве ракетного топлива, зубных протезов, благодаря своей биосовместимости и прочности. |
| Иридиевый | Применяется при создании мундштуков для выдувки тугоплавкого стекла, инструментов для хирургии, кардиостимуляторов. Также выступает в роли катализатора при превращении углеродов, индикатора при дефектоскопии сварных швов. Бывает 3 видов: ИА-0…ИА-2, различается процентом содержания основного элемента. |
| Танталовый | Незаменимый элемент в электротехнике, электронике, ювелирной, ядерной энергетике. Может применяться как легирующая добавка при получении жаростойких сплавов. |
| Гафниевый | Оптика, атомная техника, рентгеновские зеркала. Выделяют 2 вида: ГФМ-1, ГФМ-2. Относится к 4 классу опасности для человека. |
| Вольфрамовый | Выступает как основной компонент либо легирующий при производстве инструментальных, быстрорежущих сталей, жаропрочных, износостойких сплавов. |
Где применяется?
Основные области:
- порошковая металлургия. Создание прочных, сложных деталей: зубчатые колеса, подшипники, детали автомобилей, инструменты и другие изделия;
- 3D-печать. Производство прототипов, индивидуальных деталей и компонентов в аэрокосмической, медицинской и других отраслях;
- электроника. Получение проводников, контактов;
- катализаторы. Применяются в катализаторах для ускорения химических реакций, например, в процессах, связанных с очисткой выхлопных газов;
- медицина. Некоторые виды применяются в производстве медицинских имплантатов;
- энергетика. Батареи и прочие энергосберегающие технологии;
- авиация, космос. Легкие, прочные детали для космической, авиационной техники;
- химическая промышленность. Синтез различных химических соединений, катализ химических реакций.
Свойства
Металлические порошки классифицируют по насыпной массе, форме, размеру, химсоставу. Их высокая удельная поверхность говорит о быстром поглощении кислорода и влаги, что может сказываться на качестве. Для предотвращения воздействия атмосферы металлические порошки перевозят в герметичной упаковке и размещают в сухих помещениях.
Характеризуются:
- текучестью;
- уплотняемостью;
- сжимаемостью;
- формуемостью.
В случае длительного неиспользования перед использованием проводится процесс восстановления.