Порошковый металл своими руками

Порошковый металл своими руками

Металлические плашки предназначаются для нарезания наружной металлической резьбы, для ее калибровки либо восстановления после того, как она была приклепана, примята или.

К чему приводит выбор для финального покрытия фасада качественной краски – это эффективно или эстетично? Многие владельцы домов думают только о внешней.

Современные технологии строительства предполагают использование надежных, долговечных и качественных материалов, которые способны с легкостью противостоять внешнему.

Строительные материалы – это не просто необходимые продукты, обеспечивающие возможность возвести здание или провести его облицовку, но и вещи, за счет которых.

Благодаря низкой стоимости, высокой прочности и огромному количеству разновидностей бетон является идеальным строительным материалом, которому нет альтернативы в.

Почему оптовые приобретения любой продукции – это всегда дешевле, удобней и проще? В первую очередь, такое приобретение действительно будет иметь меньшую стоимость за.

Вывоз мусора – это услуга, которая пользуется актуальностью в самых разных сферах.

Вам требуется металлорежущий и слесарный инструмент? В таком случае добро пожаловать на сайт компании wolfstar где Вам предложат большое разнообразие товара высокого.

Источник

Технология изготовления порошковых сталей

Порошковые стали используются для изготовления ножей уже более 30 лет. За эти годы цена на такие стали существенно снизилась, они стали более доступны и применимы в самых разных ножах, в том числе и не только премиального сегмента. В чем же отличие порошковой стали от «обычной» и каким образом она создается?

Порошковая сталь – это измельченная до состояния порошка сталь, которую распыляют в инертном газе, затем взвесь подают на специальный кристаллизатор, а затем полученные микрослитки прессуют при сверхвысоких температурах и спекают в специальной печи. В результате этих действий происходит так называемый порошковый передел — сталь получает большое количество карбидов, которые отвечают за рез ножа и при этом ее можно легировать дополнительными укрепляющими прочность элементами.

Структура любой закаленной стали состоит из двух важнейших элементов: карбидов и мартенсита.

Мартенсит — это основная структурная составляющая закалённой стали (матрица). Она представляет собой упорядоченный пересыщенный твёрдый раствор углерода в α-железе такой же концентрации, как у исходного материала стали (аустенита). Структура мартенсита неравновесна, и в ней есть большие внутренние напряжения, что в значительной степени определяет высокую твёрдость и прочность сталей с мартенситной структурой.

Карбиды – это соединения металлов и неметаллов с углеродом. Особенностью карбидов является большая электроотрицательность углерода, по сравнению с другим элементом. Карбиды — тугоплавкие твёрдые вещества. Они нелетучие и не растворимы ни в одном из известных растворителей. Карбиды применяют в производстве чугунов и сталей, керамики, различных сплавов, как абразивные и шлифующие материалы, как восстановители, раскислители, катализаторы и др. Из карбида кремния SiC (карборунд) изготавливают шлифовальные круги и другие абразивы; карбид железа Fe3C (цементит) входит в состав чугунов и сталей, из карбида вольфрама и карбида хрома производят порошки, используемые при газотермическом напылении.

Большинство сталей, используемых для производства клинков, после термообработки имеют структуру: мартенсит + карбиды (+ остаточный аустенит + неметаллические включения и т.д.). Карбиды, более твёрдые и хрупкие, чем мартенситная матрица, увеличивают износостойкость стали, но ухудшают ее механические характеристики, негативно влияя прочность и вязкость. Степень снижения прочностных свойств зависит от количества карбидной фазы, её типа, размера карбидов и их скоплений и равномерности распределения карбидов в структуре.

Кроме того, выраженная карбидная неоднородность создаёт проблемы при шлифовании, увеличивает склонность к поводкам и трещинам. Стали с большим количеством крупных и неравномерно распределённых карбидов хуже поддаются горячей деформации. Такая сталь приобретает при термообработке неоднородную структуру, а сами результаты термообработки становятся менее предсказуемыми.

Следовательно, чтобы увеличить износостойкость стали и длительное удержание остроты, нужно увеличивать количество карбидной фазы, а чтобы сохранить приемлемые механические характеристики уменьшать и улучшать их распределение. Добиться этой цели можно несколькими методами. Среди них:

1. Оптимизация состава стали. К примеру, можно насытить сталь карбидами других типов, чаще всего большим количеством ванадия.

2. Микролегирование. Насыщение стали элементами, которые улучшают распределение карбидов и несколько уменьшают их размеры.

3. Высокоинтенсивная пластическая деформация. При увеличении степени деформации карбиды частично дробятся, и улучшается их распределение (особенно при использовании специальных приёмов деформации).

4. Увеличение скорости кристаллизации. Именно этот принцип лежит в основе технологии порошковой металлургии. Для того, чтобы увеличить скорость охлаждения нужно уменьшить размеры слитка. При размере слитка порядка 150 мкм, скорость охлаждения достигает 104105 к/с, при таких скоростях и размерах эвтектика (жидкий раствор, кристаллизующийся при наиболее низкой температуре для сплавов данной системы) получается очень тонкой, а размер карбидов не превышает 23 мкм. Для того, чтобы этого добиться нужно применить порошковый метод или метод порошкового передела.

Порошковый метод (порошковый передел).

Переде́л— одна из стадий получения или переработки металла в чёрной и цветной металлургии. К переделам относятся: плавка и разливка металла, обжатие, прокат, трубное и метизное производство. Сущность технологии метода порошковой металлургии состоит в получении порошков чистых металлов и многокомпонентных сплавов с их последующим поэтапным безотходным преобразованием в готовые к эксплуатации материалы, изделия и покрытия требуемых функциональных параметров.

Порошки металлов различаются по своим физико-химическим и технологическим свойствам. К категории физических свойств относятся форморазмеры и гранулометрический состав частиц, характеристики их удельной поверхности, а также плотность и способность деформироваться, которая называется микротвердостью.

Набор химических свойств определяется химическим составом сырья и метода/способа изготовления. Допустимая концентрация в готовой порошковой продукции нежелательных примесей не должна превышать значения 1,5-2%. Одним из важнейших химических свойств является степень газонасыщенности порошка, что особенно актуально для порошков, получаемых путем восстановления, из состава которых бывает трудно удалить определенную часть газообразных восстановителей и продуктов реакции.

Основными методами изготовления порошков из сырья являются:

1. Физико-механический метод

В рамках данного метода исходное сырье преобразуется в порошок без нарушения химсостава, посредством механического измельчения, как в твердом агрегатном состоянии, так и виде жидкого расплава. Физико-механическое измельчение производят способами: дробления и размола; распыления и грануляции. При дроблении и размоле твердого сырья изначальные размерные параметры частиц уменьшаются до заданных значений.

2. Химико-металлургический метод

Этот метод получения металлических порошков также можно реализовывать различными способами, среди которых наиболее востребованные:

• Химическое восстановление металла из исходного сырья (восстановительный способ). Он применением различных химических веществ-восстановителей, которыми воздействуют на соли и оксиды металлов для отделения неметаллической фракции (солевого остатка, газов).

• Электролиз — способ изготовления порошков состоит в осаждении частиц чистого металла на катоде под воздействием постоянного тока на соответствующий электролит в виде раствора либо расплава.

• Термокарбонильная диссоциация (карбонильный способ). Порошки карбонильные изготавливают путем разложения в заданном температурном режиме карбонильных металлических соединений на исходные составляющие: частицы чистого металла и газообразный монооксид углерода СО, который удаляется.

• Процесс изготовления порошковой стали включает в себя ряд этапов: предварительную подготовку порошковой смеси (шихты); формовку; спекание.

• Предварительная подготовка порошковой смеси

• П реобразование уже изготовленного металлического порошка в конечные изделия начинается с предварительной подготовки исходной смеси (шихты), которая в последующем будет подвергаться формованию и спеканию. Процесс подготовки исходной шихты является трехэтапным и последовательно осуществляется в виде: отжига, затем сортировки по фракциям (классификации) и непосредственно смешивания.

Рекристаллизационный отжиг порошков необходим для повышения показателей их пластичности и прессуемости. Путем отжига удается восстановить остаточные оксиды и удалить внутреннее напряжение – наклеп. Для отжига порошки подвергают нагреву в восстановительно-защитных газовых или вакуумных средах.

Классификацию порошков осуществляют их разделением по фракциям (в зависимости от тех или иных размерных параметров частиц) с применением специальных вибросит, имеющих ячейки соответствующих диаметров. Для разделения по фракциям применяют также воздушные сепараторы, а для классификации жидких смесей – способ центробежной дисперсной седиментации.

Порошковый материал направляется нагнетаемым турбиной воздушным потоком в область разделения, где под действием центробежной силы происходит отделение и оседание тяжелых крупных частиц, удаляемых в нижнем направлении через разгрузочный клапан. Мелкие легкие частицы увлекаются циклонным потоком воздуха вверх и направляются на дополнительную сепарацию.

Смешивание – важнейшая из подготовительных операций, она производится путем приготовления из металлопорошков различного химико-гранулометрического состава (возможны легирующие добавки порошков неметаллических элементов) однородной субстанции – шихты. От того, насколько тщательно происходит смешивание, зависит однородность шихты, что исключительно важно для конечных функциональных свойств готовой металлокерамической продукции. Чаще всего смешивание порошковых составляющих осуществляют механическим способом с применением специальных миксерах. Смешивание, не сопровождающееся измельчением, выполняют в миксерах непрерывного действия барабанного, шнекового, лопастного, центробежного и других типов. По завершении процесса получаемая шихта тщательно высушивается и просеивается.

Формование (формовка) в порошковой металлургии – это технологическая стадия, целью которой является уплотнение поступающего в пресс-форму заданного количества готовой сыпучей шихты и ее обжатие для придания форморазмеров готового к последующему спеканию изделия. Деформация частиц при формовке по своему генезу может быть одновременно упругой, хрупкой и пластической. Формовка шихты в большинстве случаев осуществляется путем ее размещения в прочных стальных пресс-формах и последующего спрессовывания под давлением от 30 до 1200 МПа на прессовых агрегатах механического, пневматического или гидравлического принципа действия.

Последней стадией технологического метода порошковой металлургии является термическая обработка сформованных заготовок. Она осуществляется методом спекания. Спекание – одна из наиболее ответственных технологических процедур в рамках метода ПМ, в результате которой малопрочные заготовки преобразуются в исключительно прочные спеченные тела. В ходе спекания из заготовки удаляются адсорбированные в них газы, происходит возгонка нежелательных примесей, и снимаются остаточные напряжения в частицах и точках контакта между ними, устраняются оксидные пленки, происходит диффузионное преобразование поверхностного слоя, качественно преобразуется форма пор. Спекание осуществляют двумя способами: твердофазным (по мере нагрева заготовок не образуется жидкий расплав одного из компонентов), и жидкофазным. В результате спекания получается металлический брусок или пластина, которые и становиться основой для изготовления ножа.

Преимущества порошковых сталей

За счёт мелких размеров и равномерному распределению карбидов в порошковых сталях можно существенно увеличить степень легирования и объем карбидной фазы, и тем самым повысить стойкостные свойства стали. Достигаются лучшие механические характеристики, в частности порошковые стали гораздо лучше шлифуются и куются. При закалке стали получается более насыщенный твёрдый раствор, более мелкое и равномерное зерно, что способствует некоторому повышению твёрдости, теплостойкости, механических свойств и коррозионной стойкости. Порошковая технология позволяет достаточно легко получать высокоазотистые стали методами твердофазного азотирования. В целом порошковый передел практически не имеет недостатков, повышая все качества стали.

Источник

Дамасская сталь из шариков и стального порошка

Представляю вашему вниманию качественный стильный нож из дамасской стали, которые вы можете сделать своими руками. Дамасской сталью называют такую сталь, которая неоднородна в своем составе. Это достигается путем ковки, когда смешиваются разные марки сталей. А если такой металл затем погрузить в кислоту, на нем образуется уникальный рисунок, так как каждая сталь меняет свой цвет по-разному.

В этой инструкции мы рассмотрим, как можно сделать дамасскую сталь самому. Тут будут использоваться более современные технологии. Дамаск мы получим путем спешивания я двух или трех типов стали. В качестве основы тут будет использоваться стальной порошок, а также стальные шарики. Именно благодаря шарикам мы получим интересный узор. В принципе, процесс ковки не сложен, но требует наличия кузнечной печи, наковальни, а также некоторого опыта. Работать с раскаленным металлом очень опасно, так что нужно при этом соблюдать все правила безопасности. Итак, переходим к изготовлению ножа!

Материалы и инструменты, которые были использованы автором:

Список материалов:
— стальная трубка (желательно из углеродистой стали);
— стальные шарики;
— стальной порошок;
— немного листового металла для заглушек;
— древесина для накладок;
— латунные стержни или втулки под штифты;
— масло для пропитки древесины;
— эпоксидный клей.

Список инструментов:
— кузнечная печь, наковальня и молот;
— ленточная шлифовальная машина;
— кислота для травления стали;
— болгарка;
— дрель;
— сварочный аппарат;
— штангенциркуль;
— масло для закалки, изолента и другое.

Процесс изготовления ножа:

Шаг первый. Формируем заготовку
В первую очередь из шариков, стального порошка и куска трубы нам нужно изготовить заготовку, из которой потом и будет делаться клинок. Для этого засыпаем в стальную трубу порошок и шарики. Засыпать нужно порционно, то есть немного шариков, потом немного порошка и так далее. Шарики предварительно нужно хорошо вымыть в мыльной воде, чтобы на них не было никаких следов масла. Также можно промыть их в ацетоне. Дно трубы завариваем, используя кругляк из стали.

Что касается металла трубы, то желательно, чтобы это была тоже углеродистая сталь.

Ну а далее завариваем и другой конец и отправляем все это дело в печь. Прогреть нужно до желтого свечения и при таком прогреве выполняем ковку. Мнем металл с разных сторон. Нам крайне важно смешать все металлы воедино. Нагревать заготовку понадобится ни один раз, но в ковке легко никогда не бывает. После этого получаем отличный металл для ножа.

Шаг второй. Проверяем металл
Когда на ваш взгляд заготовка будет готова, нужно проверить качество металла. Сначала берем болгарку и срезаем края пластины. Металл должен быть равномерным, без раковин и прочих дефектов. Далее по контуру проходимся ленточной шлифовальной машиной. Аналогично смотрим, хорошо ли мы перемешали металл. Если все отлично, можно переходить к следующему шагу – формированию профиля ножа.

Шаг третий. Профиль клинка
Профиль клинка автор задает путем ковки. Сначала формируем кончик ножа, ну а далее делаем можно сделать и скосы на клинке. К формированию скосов подходим ответственно, лезвие должно быть ровным, но не слишком тонким. Спешить в этом деле не нужно, работаем молотком с обеих сторон.

В завершении вам нужно будет отделить лезвие от ручки. Для этого работаем острой частью молотка. Если все отлично, убедитесь в том, что ваш клинок ровный. На этом ковку можно завершать.

Первое, что делает автор – нормализует металл после ковки. Для этого его нужно прогреть и дать постепенно остыть. Автор помещает клинок в пакет с углем и отправляет в печь. Далее заготовку можно уже и закалить, для этого снова раскаляем клинок и погружаем в масло. Процедуру можно повторить несколько раз, но обычно хватает и одного раза. Если после этого клинок не берется напильником, значит, сталь закалена.
Однако тут есть один подводный камень, если после закалки не отпустить сталь – она будет хрупкой. То есть нам нужно сделать металл немного мягче, чтобы он пружинил, а не ломался. Для этого вполне хватит бытовой духовки. Ее нужно прогреть до температуры около 200°C и греть нож около 1-1.5 часа в зависимости от толщины металла. Если отпуск прошел успешно, клинок должен стать соломенного цвета. Теперь ваш нож сможет выдерживать огромные нагрузки на изгиб, а также ударные нагрузки.

Шаг шестой. Шлифуем и сверлим отверстия
После закалки на металле будет иметься налет, который нужно счистить. Ставим на ленточную машину не слишком крупный ремень и производим шлифовку. При желании клинок можно сделать блестящим, как зеркало.

Еще нам нужно насверлить в ручке отверстий под штифты. Но сделать такую процедуру с закаленным металлом очень тяжело. В связи с этим берем газовую горелку и прогреваем ручку. Даем ей постепенно остыть. После этого металл будет сверлиться обычными сверлами по металлу. Вот и все, теперь осталось сделать ручку. Замотайте лезвие изолентой или малярным скотчем, чтобы не порезаться при последующих работах.

Шаг седьмой. Подготовим накладки
Накладки можно делать из различных материалов, это может быть пластик, текстолит, кости, рога и многое другое. В нашем случае это самый популярный и востребованный материал – дерево. Подбираем доску из красивой породы дерева с красивым рисунком и делаем две накладки. При желании на накладки можно приклеить еще какой-то материал, чтобы ручка была комбинированной.

Шаг девятый. Сборка ножа
Нож можно собирать, сверлим в накладках отверстия под штифты и собираем ручку на эпоксидном клею. Хорошо стяните ручку струбцинами, чтобы все качественно склеилось. В качестве штифтов автор использовал латунные трубки со стальными вставками. Когда клей высохнет, отрезаем лишнюю древесину и приступаем к шлифовке. Грубую работу проводим на ленточной машине, а еще очень удобно для этого иметь бормашину. Ну а более тонкую обработку можно провести вручную, используя очень мелкую наждачную бумагу.

Хорошо шлифуем дерево и пропитываем его потом маслом для защиты от влаги. На этом все, нож готов!

Источник