Брак при спекании и методы его предотвращения   

   При проведенні спікання з’являється не тільки брак, викликаний порушенням технології, але і виявляється брак попередніх операцій формування, змішування і виготовлення порошків.

   Особливі труднощі виникають при спіканні систем з утворенням рідкої фази. Таке явище спостерігається найчастіше при дуже швидкому підйомі температури, і приводить воно до утворення пористої серцевини. Для усунення цього небажаного явища передбачають проміжні витримки при температурі дещо нижче за температуру утворення рідкої фази, що забезпечує можливість виділення газів із брикету, що спікається. Розглянемо види браку, що найбільш часто зустрічаються, при спіканні.

   Приховане розшарування — прояв в спеченому виробі тріщин, що були в пресуванні в результаті неправильного режиму пресування у вигляді невеликих порушень щільності, невидимих неозброєним оком. Брак непоправний.

   Викривлення і спотворення форми — порушення потрібних геометричних розмірів виробу. Часто спостерігається в плоских виробах, товщина яких незначна в порівнянні з довжиною, особливо у разі виготовлення виробів з дрібнодисперсних порошків, що дають значну усадку при спіканні. Появі такого виду браку сприяє погане змішування компонентів шихти, нерівномірна щільність пресування і дуже швидкий підйом температури при спіканні. Цей вид браку за відповідних умов може бути виправлений подальшою холодною або гарячою обробкою тиском. Для його попередження застосовують спікання пресувань під тиском.

   Перепал — порушення нормальної структури спеченого виробу при перевищуванні заданої температури спікання. Виявляється у вигляді розтріскування, надмірного загрубіння структури або підвищення пористості виробу. Брак непоправний.

   Недопікання — порушення вимог щільності і міцності спеченого виробу при заниженні заданих температури або часу витримки при нагріві. Цей вид браку можна виправити повторним спіканням.

   Окислення — поява на поверхні спеченого виробу кольорів мінливості, окалини або корозії. Це найбільш частий вид браку, пов’язаний з порушенням атмосферних умов спікання (присутність кисню або газів, що взаємодіють з матеріалом виробів, що спікаються, підсос повітря і т.п.). У ряді випадків його можна виправити повторним нагрівом у відновній атмосфері. Проте при спіканні компонентів, створюючих важковідновлювані  оксиди, цей вид браку практично непоправний.

   Скориночка — порушення поверхневого шару спеченого виробу, що виражається в зміні його структури і властивостей, наприклад із-за розкладання органічних зв’язок, що вводяться в шихту для поліпшення пресуємості порошків. Брак непоправний. Для запобігання його появі при спіканні застосовують повільний і рівномірний нагрів виробів, ретельне укриття їх засипкою і достатню витрату захисного газового середовища.

   Спучення — утворення пузирів на поверхні спеченого виробу. Причина — інтенсивне газовиділення при рідкофазному спіканні, місцеві перегріви із-за нерівномірності нагріву пресування в печі, що викликають розплавлення компонентів при твердофазному спіканні.

   Випотівання — виділення рідкої фази на поверхні виробу, що спікається наприклад: із-за поганої або такої, що погіршується змочуваності рідкою фазою тугоплавкої складової матеріалу. Брак непоправний.

   Дифузійна пористість — пористість, що виникає при спіканні матеріалів, що складаються з компонентів з неоднаковими коефіцієнтами гетеродифузії при температурі спікання.

   Зневуглецьовування — зменшення складу вуглецю в поверхневих шарах деталей. Брак пов’язаний з підвищеним складу окислювачів, в основному Н2О і СО2, в гарячій зоні печі. Як правило, зневуглецьовування більше у виробів, що знаходяться у верхньому шарі завантаження в човнику (піддоні). Для усунення виборчого зневуглецьовування верхнього шару виробів, що спікаються човники (піддони) закривають металевими або графітовими кришками, а також застосовують захисні засипки, що містять вуглець. Слабо зневуглецьовані матеріали можна виправити, спіканням їх у вуглецевій засипці при мінімальному струмі водню.

   Сажистий наліт — утворення на поверхні деталей, що спікаються темного нальоту в результаті розкладання оксиду вуглецю, метану або інших вуглеводнів; може з’являтися як результат наявності на поверхні деталей важких масел і інших матеріалів, що запікаються з утворенням вуглецьвмісних нальотів.

   Сульфідна плівка — утворення на поверхні деталей, що спікаються нальоту, що містить з’єднання сірки.

   Роз’їдання і шорсткість поверхні — порушення цілісності поверхні спеченого виробу в результаті відновлення тих оксидів, які були на поверхні заготовок до спікання або утворилися на початку їх нагріву в печі.

   Брак при спіканні, особливо непоправний, істотно погіршує економічні показники виробництва матеріалів і виробів методом порошкової металургії. У зв’язку з цим при появі браку повинні бути прийняті заходи по з’ясуванню причин його виникнення і запропоновані заходи його усунення, зокрема на всіх стадіях виготовлення виробів, передуючих спіканню.

Похожие записи:
  • Жидкофазное спекание (часть 1)
  • Свойства пористых проникающих материалов (часть 2)
  • Твердофазное спекание металлических порошков
  • Спекание однокомпонентных систем (часть 2)
  • Спекание прокатанного порошка (часть 1)
  •