Порошок молибдена

 

Молибден - тугоплавкий металл светло-серого цвета, химический элемент под номером 42 в таблице Менделеева, обладает следующими физическими свойствами: плотность - 10,2 г/см3, температура плавления - 2620 °С, температура кипения - 4630 °С.

Среди разнообразной продукции из молибдена (проволока, прутки, листы) также широкое применение получил и молибденовый порошок. Основная марка порошка молибдена - МПЧ. Технические условия". Содержание молибдена в данной продукции должно быть не менее 99,5%. 92% зерен молибденового порошка МПЧ должны иметь размер до 5 мкм.

Как правило, молибденовый порошок служит сырьем для дальнейшего производства компактного молибдена. При этом применяются методы порошковой металлургии, которые позволяют получать штабики из молибдена различных размеров. Штабики, в свою очередь, являются заготовками для производства молибденовых прутков, листов, проволоки. Полезные свойства данного металла обусловили его применение в качестве легирующей добавки к различным сталям и сплавам с целью улучшения их эксплуатационных характеристик.

 

Порошок вольфрама

 

Вольфрам - тугоплавкий твердый металл серого цвета, химический элемент под номером 74 в таблице Менделеева, обладает следующими физическими свойствами: плотность - 19,3 г/см3, температура плавления - 3422 °С, температура кипения - более 5500 °С. (см. вольфрам - описание)

Среди разнообразной продукции из вольфрама (проволока, прутки, электроды, листы) также широкое применение получил и вольфрамовый порошок. Основные марки порошка вольфрама - ПВН (порошок вольфрамовый низкоактивный), ПВВ (порошок вольфрамовый высокоактивный), ПВТ (порошок вольфрамовый технический), ВП. Данная продукция выпускается в соответствии сТУ 48-19-72-92 "Порошок вольфрамовый. Технические условия". Средний диаметр зерна для порошка вольфрамового ПВН должен составлять 3,5-6 мкм, ПВВ - 0,8-1,7 мкм, ПВТ - 3,5-6 мкм. При этом не более 40% зерен вольфрама порошка ПВН могут иметь размер более 4 мкм.

Как правило, вольфрамовый порошок служит сырьем для дальнейшего производства компактного вольфрама . При этом применяются методы порошковой металлургии, которые позволяют получать штабики из вольфрама различных размеров. Штабики, в свою очередь, являются заготовками для производства вольфрамовых электродов, прутков, листов, проволоки. Полезные свойства данного металла обусловили его применение при производстве твердых сплавов, быстрорежущих и инструментальных сталей, жаропрочных и износостойких сплавов, электродов для сварки, электроосветительной техники. Порошок вольфрамовый применяется в качестве легирующей добавки или основного компонента быстрорежущих и инструментальных сталей, а также износостойких и жаропрочных сплавов (например, стеллитов). Карбид вольфрама - основа твердых сплавов типа ВК (вольфрамокобальтовые). Из вольфрамового порошка изготовляют неплавящиеся вольфрамовые электроды для сварки, а проволока из вольфрама используется в лампах накаливания.

 

Карбид вольфрама

 

Карбид вольфрама - соединение тугоплавкого металла вольфрам (W) с углеродом (C). Всего существует два карбида - WC и W2C. Основными достоинствами карбидов вольфрама являются высокая твердость и тугоплавкость. Карбид WC сохраняет повышенную твердость и при высоких температурах.

Карбиды вольфрама являются основой для производства различных твердых сплавов. Среди наиболее распространенных твердых сплавов стоит выделить сплавы марки ВК, а именно ВК6 и ВК8. Как правило, твердые сплавы получают методами порошковой металлургии из смеси карбида тугоплавкого металла с порошком металла-связки. Так, например, химическое или механическое смешивание карбида вольфрама с порошком кобальта дает смесь ВК. В дальнейшем проводится прессование смеси и ее спекание для получения твердого сплава. Из смеси ВК8 или ВК6 получают одноименные твердые сплавы, которые содержат 8% и 6% кобальта соответственно.

Твердые сплавы группы ВК активно используются при изготовлении бурового и режущего инструмента. Существуют резец ВК8, ВК6; сверло ВК8, ВК6; фреза ВК8, ВК6 и другие режущие инструменты, сделанные с применением твердого сплава ВК. Пластины твердосплавные ВК8, ВК6 также нашли применение в промышленности.

 

Порошок кобальта

 

Кобальт - металл сине-черного цвета, химический элемент под номером 27 в таблице Менделеева, обладает следующими физическими свойствами: плотность - 8,9 г/см3, температура плавления - 1493 °С, температура кипения - 2957 °С.

Чаще всего кобальт используется промышленностью в виде порошка. Наиболее распространенной маркой порошка кобальта является ПК-1у. Кобальтовый порошок производится в соответствии с ГОСТ 9721-79 "Порошок кобальтовый. Технические условия". Порошок данной марки производят электролитическим методом. Кобальт является основной составляющей порошка ПК-1у, его содержание должно быть не менее 99,35%. Стоит также отметить, что порошок кобальта должен иметь частицы размером менее 71 мкм. При этом в 30% от общей массы партии размер частиц кобальтового порошка не должен превышать 45 мкм.

Порошок кобальта ПК-1у нашел широкое применение в различных областях промышленности, где активно применяются методы порошковой металлургии. К данным областям относятся производство твердых сплавов, постоянных магнитов, лакокрасочной продукции, быстрорежущих инструментальных сталей, коррозионностойких, жаропрочных сплавов. В твердых сплавах порошок кобальтовый выполняет роль металла-связки. Хорошие магнитные свойства кобальта определили использование порошка данного металла при производстве постоянных магнитов. Постоянные магниты, содержащие кобальтовый порошок, устойчивы к вибрациям, высоким температурам и обладают высоким сопротивлением к размагничиванию (кобальт размагничивается при температуре более 1121 °C). Так называемый кобальтовый цвет хорошо известен художникам. Кобальт в виде порошка используется для изготовления красок темно-синего цвета. Коррозионная стойкость и жаропрочность кобальта, а также его износостойкость обусловили его применение в качестве легирующей добавки или основного компонента сталей и сплавов со специальными свойствами. Очень часто для улучшения защитных свойств изделий на них наносят кобальтовое напыление.

 

Порошок никеля

 

Никель - металл серебристо-белого цвета, химический элемент под номером 28 в таблице Менделеева, обладает следующими физическими свойствами: плотность - 8,9 г/см3, температура плавления - 1453 °С, температура кипения - 2730-2915 °С.

Среди разнообразной продукции из никеля (проволока, лента, полоса, прутки, листы, аноды, катоды) также широкое применение получил и никелевый порошок. Основные марки порошка никеля - ПНК-УТ1, ПНК-УТ2, ПНК-УТ3, ПНК-УТ4, ПНК-1Л5, ПНК-1Л6, ПНК-1Л7, ПНК-1Л8 (порошок никелевый карбонильный), ПНЭ-1, ПНЭ-2 (порошок никелевый электролитический). Данная продукция выпускается в соответствии с ГОСТ 9722-97 "Порошок никелевый. Технические условия". Содержание никеля + кобальта в порошке никелевом электролитическом должно быть не менее 99,5%. Порошок никелевый карбонильный должен иметь в своем составе 99,7-99,9% никеля в зависимости от марки. Размер частиц у порошка никеля ПНК должен быть менее 20 мкм, у порошка никеля ПНЭ-1 - менее 71 мкм, ПНЭ-2 - 250 мкм.

Никель нашел широкое применение в современной промышленности. Существует множество сплавов, одним из основных компонентов которых является никель (например, никелевые, медно-никелевые сплавы). Данный металл обладает хорошими свойствами жаропрочности, жаростойкости и коррозионной стойкости. Это обуславливает добавление никеля в качестве легирующей добавки в различные стали и сплавы. Также широкое распространение получил процесс никелирования - нанесения на металлические поверхности тонкой никелевой пленки, которая защищает их и придает красивый внешний вид. Для этих целей используется порошок никелевый, который распыляется по поверхности или наплавляется на нее.

 

Металлические порошки, включая твердые сплавы

 

Твердые сплавы - гетерогенные материалы, в которых частицы высокотвердых тугоплавких соединений (чаще всего карбиды реже нитриды или бориды переходных металлов; наиболее широко используют карбиды вольфрама, титана, тантала, хрома или их сочетаний) сцементированы пластичным металлом-связкой (кобальтом, никелем, железом и их сплавами). Твердые сплавы обладают высокой твердостью и износостойкостью и сохраняют эти свойства при температуре 900 - 1500 °С.

Классификация твердых сплавов
По способу изготовления выделяют два типа твердых сплавов:

• спеченные;

• литые.

Спеченные сплавы получают методами порошковой металлургии. Изделия, произведенные таким способом, требуют минимальной механической обработки, поэтому они обрабатываются шлифованием или физико-химическими методами (лазер, ультразвук, травление в кислотах и др.). Спеченные твердые сплавы иногда называют металлокерамическими, т.к. технология их производства сходна с технологией производства керамики. Спеченные твердые сплавы наносят на инструмент с помощью пайки или механическим закреплением. Наиболее распространенными представителями этой группы являются сплавы ВК (например, ВК6, ВК8), ТК и ТТК - твердые сплавы на основе карбида вольфрама. Литые сплавы получают методом наплавки и литья. К этой группе твердых сплавов относят стеллиты (хром, вольфрам, никель, углерод; основа - кобальт), сормайты (хром, никель, углерод; основа - железо), стеллитоподобные сплавы (основа - никель). Для наплавки их выпускают в виде литых стержней или прутков различного химического состава.

В соответствии с областью применения выделяют следующие группы твердых сплавов:

• Инструментальные сплавы, применяемые при обработке материалов резанием, давлением или штамповкой, при бурении горных пород и т.п.

• Конструкционные сплавы, служащие для изготовления износостойких деталей машин, механизмов и приборов, в том числе и с особыми свойствами - высокой плотностью, большим временным сопротивлением и значительным модулем упругости.

• Жаропрочные и жаростойкие сплавы.

Спеченные твердые сплавы
Данный вид твердых сплавов чаще всего в основе содержит карбиды вольфрама или титана, частицы которых сцементированы металлом-связкой, которым обычно является кобальт, никель, железо или никельмолибденовый сплав (кобальтовый порошок, никелевый порошок, молибденовый порошок).

Среди спеченных выделяют:

• вольфрамсодержащие инструментальные твердые сплавы;

• безвольфрамовые инструментальные порошковые твердые сплавы;

• конструкционные жаропрочные и жаростойкие порошковые твердые сплавы.

Вольфрамовые твердые сплавы
Вольфрамовые твердые сплавы - состоят из монокарбида вольфрама WC и кобальта (сплавы ВК, например, ВК6, ВК8 и другие) или другого металла-связки, например, никеля (WC-Co, WC-Ni). Данные сплавы содержат от 3 до 25 % кобальта (ГОСТ 3882-74). Вольфрамовые твердые сплавы обозначают ВК, цифра после буквы К показывает содержание кобальта (%). Спеченные твердые сплавы данного вида сочетают в себе высокие значения прочности (предел прочности при изгибе составляет 100 - 250 кгс/мм2, при сжатии - 320 - 590 кгс/мм2 в зависимости от количества кобальта), модуля упругости, износостойкости, остаточной деформации, высокую тепло- и электропроводность, но они имеют незначительную стойкость к коррозии и окислению. Плотность сплавов ВК (ВК8, ВК6 и других) - 13·103 - 15,1·103 кг/м3.