Достоинства и недостатки порошковой металлургии

"Порошковая металлургия так же стара, как египетские пирамиды, и так же современна, как реактивный самолет" М.Ю. Бальшин
Отличительной чертой порошковой металлургии является получение изделий из порошка на протяжении всего технологического процесса.
Достоинства

1. Первым, и одним из самых главных достоинств, мы можем назвать возможность производства изделий с уникальными свойствами (жаропрочность и жаростойкость, тугоплавкость, антикоррозионная стойкость, высокая точность), которые невозможны при других методах обработки материалов.
2. Существует ряд факторов ПМ, которые обуславливают ее экономичность, это такие факторы, как:

А) коэффициент использования металла приближен к 100% (отсутствие его потерь при производстве изделий);
Б) повышение производительности технологического процесса;
В) снижение энергозатрат;
Г) успешное вовлечение вторичного сырья и отходов;
Д) привлечение в производство вспомогательного персонала, имеющего невысокую квалификацию;
Е) снижение капитальных затрат на производство (уменьшение парка металлообрабатывающих станков, а следовательно и их обслуживающего персонала)
3. Следующим достоинством ПМ является то, что из порошка можно изготавливать части каких-либо изделий, а не сами изделия целиком, а также получение таких изделий, которые невозможно изготовить другими методами.
4. Используя ПМ представляется возможность замены дорогих и редких металлов на менее дорогие и редкие.
5. При помощи ПМ возможно уменьшить или полностью исключить различные примеси.

Недостатки

1. Порошки металла более дорогие по сравнению с аналогичными металлами.
2. Дорогая пресс-оснастка.
3. Достаточно тяжелое получение изделий сложной формы, которое, на данный момент, допускается только методом инжекционного формирования.
4. Только методом инжекционного формирования возможно получения точного изделия.
5. Имеет место быть остаточная пористость, хотя на данный момент технологии обработки непрерывно совершенствуются.
6. Пожароопасность, взрывоопасность и токсичность металлических порошков, которая имеет место быть у каждого в той или иной степени.

Методами порошковой металлургии изготавливаются изделия, имеющие специальные свойства: антифрикционные детали узлов трения приборов и машин (втулки, вкладыши, опорные шайбы и т.д.), конструкционные детали (шестерни, кулачки и др.), фрикционные детали (диски, колодки и др.), 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.

Рис. 1. Детали, полученние методами порошковой металлургии

Большая часть изделий из ПМ содержат поры. Это преимущество, когда металлические порошки используются для изготовления, например, самосмазывающихся подшипников, в которых связанные с поверхностью поры деталей пропитывают маслом. Когда поверхность подшипника нагревается из-за трения, масло высвобождается из поры. Когда подшипник охлаждается, масло всасывается обратно в каналы пор под действием капиллярных сил. Пористость в частях изделий из ПМ оказывает влияние на физические, механические, магнитные, термические и коррозионные свойства деталей, а также на износостойкость.

Рис. 2.Высокопористый материал на основе никеля

Теплофизические свойства спеченных сталей, в частности их коэффициент теплового расширения и их теплопроводность, необходимы при проектировании деталей и при моделировании процессов термообработки. Относительно влияния плотности на эти свойства мнения исследователей различаются. Даннингер показал, однако, что коэффициент теплового расширения до 1000 C (1832 F) практически не зависит от пористости (плотность) в диапазоне плотности от 5,97 до 7,53 г / см³. Кроме того, теплопроводность определялась в том же температурном диапазоне, используя лазер для измерения температуропроводности и удельной теплоемкости, а затем по этим параметрам рассчитывалась теплопроводность и плотность в соответствии с:
= /(С_р),