Ваш браузер устарел и не обеспечивает полноценную и безопасную работу с сайтом.
Установите актуальную версию вашего браузера или одну из современных альтернатив.
Производство малогабаритных изделий из тугоплавких соединений, является актуальной задачей современного машиностроения. К данной группе сплавов относят сплавы на основе вольфрама [1–3]. Низкие температуры формообразования (150–200 °С), и последующее спекание, позволяют значительно снизить энергозатраты при производстве изделий данной группы, а минимально необходимая финишная механическая обработка, позволяет значительно снизить производственные издержки в материале по сравнению с традиционными технологиями [4–6]. Данная работа посвящена исследованию полимерных связующих и их влиянию на химический состав материала спеченных изделий относительно состава подготовленной шихты порошков.
Для опытно-технологической отработки производства первых образцов была подготовлена шихтовая смесь, состоящая из тонкой фракции порошков вольфрама, никеля и железа. С использованием подготовленной шихты впоследствии была изготовлена порошково-полимерная смесь — «фидсток», необходимая для литьевого формования порошково-полимерных заготовок деталей, называемых «зеленые детали» [7–9]. Изготовленный фидсток по составу был предназначен для каталитическогоспособа удаления полимерногосвязующего в парах азотной кислоты для получения пористого порошкового полуфабриката спекаемой детали.
Образцы отформовывались с использованием лабораторной плунжерной литьевой машины, не имеющей перемешивающего шнека и осуществляющей прямой впрыск формуемой смеси из материального цилиндра в полость формообразующей оснастки. Полученные значения плотности, шероховатости поверхности и другие механические характеристики изготовленных образцов удовлетворяли требованиям, предъявляемым к изделию.
Следует еще раз отметить, что первичная опытно-технологическая работа с фидстоком для каталитического типа удаления связующего проводилась именно на плунжерных машинах лабораторного типа. Однако, в связи с высокой серийностью изделий и высокими требованиями к финишной детали, для литья образцов было решено использовать шнековую литьевую машину, создающую высокие сдвиговые деформации, способствующие снижению вязкости и гомогенизации формуемой порошково-полимерной смеси (данные условия существенно отличаются от условий формования на лабораторной плунжерной машине для литья) [7, 8]. При формовании зеленых деталей было выявлено обеднение формуемого состава по содержанию никеля вследствие возникновения химической реакции с продуктами в виде летучих соединений. По-видимому, данный эффект был связан с интенсивным трением частиц порошка в достаточно вязкой среде полимерного связующего каталитического типа, что приводило к многократному истиранию и повторному возникновению плакирующих оксидных слоев на порошке никеля, находящемся в свободном состоянии, то есть не в виде твердого раствора с железом. В результате опытно-технологического формования образцов на шнековой литьевой машине был получен отрицательный результат — содержание никеля резко упало.
Для достижения поставленных целей было решено перейти на воск-полиолефиновое связующее [10, 11], разработанное коллективом сотрудников лаборатории «Новые способы и технологии литья» МГТУ им. Н.Э. Баумана. Данный тип связующего полностью состоит из отечественных компонентов, предназначенных для растворного способа удаления полимерной матрицы из зеленой детали, но важнейшей особенность связующего является существенно меньшая вязкость и температура переработки по сравнению со связующим для каталитического способа удаления. Ранее это связующее на сплавах данного типа опробовано не было [1, 11]. Первые результаты доказали возможность изготовления фидстоков на разработанной смеси полимерных компонентов, а также возможность формования зеленых деталей из названного фидстока не только на плунжерных литьевых машинах лабораторного типа, но и на шнековых литьевых машинах, что необходимо для серийного производства крупных партий изделий из тяжелых сплавов на основе вольфрама.
Проведенные исследования показали возможность изготовления и использования фидстоков с высоким наполнением шихтой на основе вольфрама, определены режимы формования сложно профильных изделий и подобраны режимы спекания при сохранении химического состава подготовленной шихты.
