Причина "расслоя" - завышение давления прессования (перепрессовка), неравномерное распределение пресспорошка в прессформе, перекос пуансонов в процессе прессования, окисленная смесь, наличие примесей в смеси, неполное удаление растворителя при сушке заготовок.
Брак неисправим.
Недопекание (недоспекание) - в результате занижения температуры спекания снижены физико-механические свойства материала изделия.
Брак исправим путем повторного спекания на положенных режимах.
Трещины - возникают при локальных перенапряжениях при прессовании, но на прессовке незаметны, и появляются в виде сетки трещин либо одиночных трещин только после спекания. (рис. 90-в) Причиной трещинноватости изделий является неправильная конструкция прессфомы, вызывающей перенапряжение при прессовании в отдельных участках прессовки, неравномерный нагрев изделия при спекании, завышение скорости нагрева при отгонке пластификатора, при котором бурно выделяющиеся пары разрывают заготовку.
Брак неисправим.
Пережог - сильное завышение температуры спекания вызывает появление сферических вздутий, проплавленных мест, пузырей, раковин, общее повышение пористости. (рис. 90-б)
Брак неисправим.
Бой - скалывание или выкрашивание углов и ребер изделий. Причинами его возникновения является неаккуратное обращение с сырыми ("зелеными") заготовками, особенно при укладке их на лодочки.
Этот вид брака нормирован стандартами и техническими условиями на изделия.
Коробление - искажение формы изделия, связанное с неравномерной усадкой вследствие неравномерной плотности прессовки, либо с прогибом - искривлением изделий под действием собственного веса. (рис. 90-г) Причиной может быть неравномерный нагрев заготовки, при котором отдельные ее участки нагреваются сильнее, а также нарушение основного правила при укладке изделий на лодочку - прессовки надо укладывать в направлении прессования.
Этот вид брака нормирован стандартами и техническими условиями.
Изменения поверхностного слоя: науглероживание, декарбидизация, цианирования (нитроцементация) и др., связанные с удалением или пересыщением поверхностного слоя теми или иными элементами. Вызываются недопустимыми изменениями состава атмосферы печи с одновременным превышением температуры спекания.
Брак неисправим.
Рис.90. Различные виды брака поверхности твердосплавных изделий.
А - корочка, Б - пережог и расслой, В - трещины, Г - коробление.
5.2.1. АППАРАТУРА И МАТЕРИАЛЫ
1. Образца брака
5.2.2. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ.
По стандарту брак выявляется путем внешнего осмотра спеченного изделия без применения оптических средств и средств измерения.
Студент получает комплект образцов изделий с установленным видом брака и рассматривает их. Затем составляет описание образцов и зарисовывает их.
5.2.3. ТРЕБОВАНИЯ К ОТЧЕТУ
В отчете должны быть описаны виды брака, причины его появления и методы устранения.
Отчет должен содержать зарисованные образцы бракованных изделий.
Отчет содержит 2-3 стр.
Отчет подписывается студентом.
5.2.4. ЛИТЕРАТУРА.
Романова Н.И., Чекулаев П.Г., Дусев В.И. и др. Металлокерамические твердые сплавы. Учебник. М., Металлургия 1970г. с. 170-178.
5.2.5. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ.
1. Какие виды брака спеченных изделий из твердых сплавов Вы знаете ?
2. Какие основные причины вызывают появление брака ?
3. Какие основные меры предупреждения появления брака ?
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 24
5.3. Измерение плотности спеченных заготовок.
5.3.1. АППАРАТУРА И МАТЕРИАЛЫ
1. Приспособление для измерения плотности
2. Весы электронные ...........................
3. Специальный образец
5.3.2. ОСНОВЫ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОТНОСТИ
Плотностью тела называется отношение массы тела к его объему.
M
r = ─── , где
V
M - масса тела, г
V - объем тела, смЗ.
Плотность спеченных заготовок определяют гидростатическим способом, в основе которого лежит закон Архимеда: на тело, погруженное в жидкость действует выталкивающая сила, которая численно равна весу жидкости, вытесненной телом. Таким образом, гидростатическая сила выталкивания численно равна объему исследуемого тела при плотности жидкости, равной единице.
5.3.3. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ.
Для определения плотности собирают приспособление, показанное на рисунке 91
Взвешивание осуществляют следующим образом. На платформу электронных весов 1 устанавливают кронштейн для подвески образца 5. Сверху кронштейна, между его стойками помещают подставку для стакана 2 так, чтобы она не соприкасалась с платформой весов и кронштейном. На подставку 2 устанавливают стакан 4, также устанавливая его без соприкосновения с кронштейном. На кронштейн укладывают нить с крючком 6 для подвески образца.
Включают весы и сбрасывают их показания в нуль.
Затем образец закрепляют с помощью нити с крючком 6 на кронштейне 5 и производят взвешивание образца. Этим определяют вес образца в воздухе М1.
Затем в стакан наливают кипяченую (обезгаженную) холодную воду и измеряют ее температуру термометром 7. После измерения температуры измеряют вес образца в воде М2.
По формуле
M1´rm
r = ───── , где
M1 – M2
М1 - масса образца в воздухе, г
М2 - масса образца в воде, г
rm -плотность воды при данной температуре, г/см3
Плотность воды при температуре измерения определяют по таблице 7.
Таблица 7
Зависимость плотности воды от температуры
Расчет плотности проводят с точностью до 2-го знака.
За показатель плотности принимают значение рассчитанной плотности, округленное до 0,1 г/см3.
Результаты испытаний заносят в протокол. По результатам определения плотности строят картину распределения плотности по высоте прессовки.
5.3.4. ТРЕБОВАНИЯ К ОТЧЕТУ
Отчет должен содержать краткое описание физических основ прессования, описание установок и методики определения плотности прессовки, порядок выполнения работы и таблицу наблюдений.
Таблица наблюдений показана на рисунке 92 (см. ниже)
Среднее значение плотности образца -
Объем отчета 2-4 стр.
Отчет подписывается студентом.
5.3.5. ЛИТЕРАТУРА.
1. Кипарисов С.С., Либенсон Г.А. Порошковая металлургия. Учебник. М., Металлургия, 1980, с 215-246.
2. Сплавы твердые спеченные. Метод определения плотности. ГОСТ 20018.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 25
5.4. Определение предела прочности при поперечном изгибе стандартных образцов из спечённых твёрдых сплавов. 5.4.1. АППАРАТУРА И МАТЕРИАЛЫ
1. Разрывная машина с реверсором .......
2. Приспособление для измерения предела
прочности при поперечном изгибе
3. Специальный образец по ГОСТ 20019
Рис.93. Разрывная машина ИР-5145 (Р-5).
5.4.2. ОСНОВЫ ИЗМЕРЕНИЯ ПРЕДЕЛА ПРОЧНОСТИ ПРИ ПОПЕРЕЧНОМ ИЗГИБЕ
При исследовании прочности малопластичных и хрупких порошковых материалов таких как пористые фильтры, композиционные материалы, тугоплавкие металлы, керметы, твердые сплавы и тому подобных производят испытания на изгиб.
Испытания на изгиб проводят с использованием балки на двух опорах, как это показано на схеме слева на рисунке 94.
Испытания на изгиб проводят на стандартных образцах определенного размера, например для твердых сплавов - сечением 5 ´ 5 мм и длиной не менее 35 мм (ГОСТ 20019). Образец устанавливают на опорах, расстояние между которыми - l = 30+0,5 мм. Нагрузка прикладывается посередине между опорами приспособления.
Приспособление для измерения состоит из массивного основания 1 с установленной на нем между двумя цилиндрическими стойками призмой 2, на которой установлена с возможностью перемещения самоустанавливающаяся опора 3. На опоре 3 закреплены на расстоянии 30 мм друг от друга два параллельных опорных ролика 7 из высокопрочного материала. В штоке 5 приспособления закреплен нажимной ролик 4, ось которого параллельна осям опорных роликов 7.
5.4.3. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ.
На опорные ролики устанавливают стандартный образец и подводят к нему шток с нажимным роликом 7. Включают разрывную машину и со скоростью перемещения траверсы
разрывной машины не более 2 мм/мин производят нагружение образца до разрушения.