Научные основы порошковой металлургии и металлургии волокна - Бальшин М.Ю.
Скачать (прямая ссылка):
S18
всего на три слоя). Поэтому избыточная энергия А « соответствующее снижение температуры плавлена ЬТгр граничных слоев равны: v плавления
mm»
ATYp Тпл — (ATmax?)/Tni[1 (УШ 51)
где НВтХа «ЯKmin— твердость ненаклепанного метал.
ла при О К (экстраполированное значение!), приблизительно равная V3 твердости металла в состоянии максимального наклепа.
В соответствии с данными табл. 85 АТ"гр/Гпл=0,07 -j--h 0,1. Поэтому температуры расплавления граничных атомов равны 90—93% Тил. Так как при таком плавлении границ резко интенсифицируется спекание, то именно при этих температурах практикуется спекание металлов из грубых порошков и волокна.
61. ДЕЗАКТИВИРОВАНИЕ И АКТИВИРОВАНИЕ СПЕКАНИЯ
Впервые дезактивирование спекания было проведено в работах [4, 5]. Для этого применили предварительный отжиг порошков перед прессованием. С увеличением температуры такого отжига уменьшались усадка и прочность спеченных тел. Такое действие отжига можно объяснить двумя обстоятельствами: 1) уменьшается количество активных атомов (на свободной поверхности частиц, на внутричастичных границах раздела, количество атомов в дефектных местах, например дислоцированных и др.); 2) происходит предварительное зональное обособление с образованием агломератов групп частиц. Если, например, линейные размеры такого агломерата в 3—5 раз больше величины исходных частиц, то сила, вызывающая спекание, уменьшится тоже в 3—5 раз, а скорость спекания в 9—25 раз.
В. А. Ивенсен [29—33] открыл, что снижение скорости нагрева перед изотермической выдержкой или предварительная выдержка при более низких температурах дезактивируют спекание, т. е. уменьшают усадку (а иногда и рост контактного сечения) *. Такое дезактивирова-
1 Можно утверждать и наоборот, что увеличение скорости нагрева активирует спекание, но по существу это одно и то же.
ниє объясняется приблизительно теми же причинами ЧТЛ и при предварительном отжиге. Спекание выражается ъ трех процессах (внешняя и внутренняя консолидация и зональное обособление). Длительная выдержка при низ ких температурах содействует преобладанию двух пос* ледних процессов. Уже было отмечено, что предварительное прохождение зонального обособления очень сильно дезактивирует спекание. При высоких же температурах интенсифицируется уплотнение, что в известной степени препятствует проявлению зонального обособления.
Интенсификация спекания может быть достигнута за счет различных методов, которые можно разделить на две группы. К первой группе относятся повышение температуры, длительность выдержки, приложение дополнительной нагрузки. Методы первой группы были уже описаны ранее в гл. VII. Ко второй группе относятся прочие, весьма различные приемы более или менее длительного ослабления связей между частицами спекаемого тела. Такое предварительное ослабление связей способствует в конечном счете их упрочнению и уплотнению спекаемого тела. Приемы второй группы (или их совокупность) обычно называют активированием спекания. Следует заметить, что аналогичные приемы для активирования уплотнения применяют и при холодном прессовании или формовании пористых тел [43]. Внутрент няя основная сущность механизмов активирования прессования при всем внешнем разнообразии в деталях всегда едина — ослабление (временное или постоянное) прочности контакта (уменьшение поверхности контакта) между частицами и уменьшение трения между ними.
Пути ослабления прочности контакта и трения между частицами различны, поэтому и механизм активирования прессования, имея единую основу, может различаться в деталях. В ряде случаев наблюдается химическое активирование прессования. Например, при мокром прессовании окислов уплотнение облегчается в результате химического взаимодействия между водой и окислами (образование гидратов окислов). И в этом случае единой основой механизма активирования прессования являются временное ослабление прочности контакта между частицами и снижение трения между ними. После сушки прессовок это ослабление устраняется.
320
Другой п>ть ослабления прочности связи между частицами при прессовании —физический, например добавка жидких или твердых смазок, адсорбирующихся на поверхности частиц. Весьма эффективны поверхностно активные смазки, которые неполностью выдавливаются из контактных участков, например, олеиновая кислота [62]. И в этом случае значительное уплотнение достигается за счет уменьшения прочности связи между частицами.
К механическим методам активирования прессования относится вибрационное уплотнение [63]. Вибрация связана с циклическим образованием и разрывом связей между частицами. В данном случае более значительная степень уплотнения достигается за счет уменьшения прочности связи между частицами.
Точно так же и при спекании все методы активирования сводятся к временному ослаблению связей между частицами. При химическом активировании (например, в результате добавки паров воды в водородную атмосферу) при периодическом окислении-восстановлении атомов на поверхности частиц резко растет их подвижность падает межчастичное сопротивление деформации [1].
