/
Текст
Металлические
порошки
и порошковые
материалы
Справочник
Под редакцией д-ра техн.наук Ю.В. Левинского
/як
Москва
«ЭКОМЕТ»
2005
УДК 621.762:006
ББК 34.39;30.36я92(2)
М41
Федеральная целевая программа
«Культура России» (подпрограмма
«Поддержка полиграфии и книгоиздания России»)
Авторы: Б.Н. Бабич, Е.В. Вершинина, В.А. Глебов, В.Л. Калихман,
Ю.В. Левинский, В.Ю. Лопатин, В.Г. Люлько, С.С. Набойченко,
И.А. Тимофеев, В.А. Фальковский, О.Н. Фомина
Под редакцией Ю.В. Левинского
Металлические порошки и порошковые материалы: справочник /Б.Н. Бабич,
М41 Е.В. Вершинина, В.А. Глебов и др.; под ред. Ю.В. Левинского. - М.: ЭКОМЕТ,
2005.-520 с.: ил.
ISBN 5-89594-122-2
Обобщены и прокомментированы отечественные нормативные документы
по основным разделам порошковой металлургии, приведены сведения о степе-
ни соответствия этих документов международным стандартам. Изложены ме-
тоды определения свойств и получения порошков и их свойства. Рассмотрены
также методы получения, свойства, химический состав, области применения
твердых сплавов, конструкционных, пористых магнитных, электрических, три-
ботехнических материалов, тяжелых, дисперсноупроченных сплавов и изделий
из них.
Приведен подробный список предприятий, выпускающих металлические по-
рошки и порошковые материалы, с указанием их адресов, номенклатуры про-
дукции, контактных телефонов, e-mail.
Справочник предназначен для потребителей металлических порошков и по-
рошковых материалов: металлургов, металловедов, технологов и конструкто-
ров. Он будет полезен студентам металлургических и машиностроительных
вузов.
УДК 621.762:006
ББК 34.39;30.36я92(2)
ISBN 5-89594-122-2
© Бабич Б.Н., Вершинина Е.В.,
Глебов В.А. и др., 2005
© Оформление. «ЭКОМЕТ», 2005
Содержание
Предисловие............................................................................. 5
Часть L Металлические порошки........................................................... 7
Раздел 1. Общие вопросы международной стандартизации.................................... 7
1.1. Международные организации по стандартизации.................................... 7
1.2. Методология разработки международных стандартов................................ 8
1.3. Международная стандартизация в области порошковой металлургии................. 10
1.4. Региональная стандартизация в области порошковой металлургии.................. 17
1.5. Управление качеством по стандартам ИСО серии 9000 ............................ 25
1.6. Экологическое управление по стандартам ИСО серии 14 000....................... 26
1.7. Безопасность работ и утилизация отходов....................................... 28
Раздел 2. Определение свойств порошков и порошковых материалов......................... 29
2.1. Отбор проб порошков............................................................29
2.2. Насыпная плотность............................................................ 32
2.3. Насыпная плотность после утряски.............................................. 35
2.4. Прессуемость порошков при одноосном сжатии.................................... 37
2.5. Текучесть порошков............................................................ 39
2.6. Размеры частиц металлических порошков......................................... 40
2.7. Форма частиц металлических порошков........................................... 49
2.8. Удельная поверхность.......................................................... 52
2.9. Гранулометрический состав порошков............................................ 58
2.10. Определение содержания кислорода в порошках путем восстановления водородом... 64
2.11. Плотность формовок........................................................... 68
2.12. Потери массы при прокаливании в водороде..................................... 70
2.13. Размерные изменения при прессовании и спекании............................... 73
2.14. Прочность неспеченных прессовок.............................................. 75
2.15. Твердость по Виккерсу твердых сплавов........................................ 78
2.16. Модуль Юнга.................................................................. 79
2.17. Предел прочности твердых сплавов при поперечном разрыве...................... 80
2.18. Плотность непроницаемых твердых сплавов...................................... 81
2.19. Твердость по Роквеллу твердых сплавов........................................ 83
2.20. Образцы для испытаний на растяжение порошковых материалов.................... 84
2.21. Испытание на радиальное сжатие............................................... 85
2.22. Испытание на ударный изгиб................................................... 87
2.23. Удельное электрическое сопротивление......................................... 88
2.24. Твердость порошковых материалов (кроме твердых сплавов)...................... 90
2.25. Размеры пор проницаемых порошковых материалов................................ 91
2.26. Проницаемость материалов с открытой пористостью.............................. 93
2.27. Плотность, содержание масла и открытая пористость в проницаемых материалах... 98
2.28. Определение содержания масла в пропитанных порошковых изделиях...............102
2.29. Триботехнические свойства....................................................103
2.30. Определение содержания общего углерода в твердых сплавах.....................108
2.31. Определение содержания тигана в твердых сплавах............................. 111
2.32. Определение содержания кобальта в твердых сплавах............................115
2.33. Коэрцитивная сила в твердых сплавах......................................... 116
2.34. Определение содержания свободного углерода в твердых сплавах.................118
2.35. Предел прочности и предел текучести твердых сплавов..........................119
2.36. Определение содержания кобальта, тигана, тантала, ниобия, вольфрама,
железа рентгенофлюоресцентным методом в твердых сплавах.............................122
2.37. Методы определения содержания воды.......................................... 124
Раздел 3. Металлические порошки........................................................132
3.1. Порошки железа и сплавов на его основе....................................... 132
3.1.1. Основные способы получения порошков................................... 132
3.1.2. Железные порошки.......................................................135
3.1.3. Легированные порошки на основе железа..................................140
3.2. Порошки цветных металлов и сплавов на их основе.............................. 145
3.2.1. Основные способы получения порошков цветных металлов.................. 145
3.2.2. Структура ГОСТов и ТУ на порошки цветных металлов и их сплавов.........150
3.2.3. Алюминиевые порошки и пудры............................................156
3.2.4. Ванадиевый порошок электролитический.................................. 170
3.2.5. Вольфрамовые.порошки.................................................. 171
3.2.6. Гафний порошковый..................................................... 176
3.2.7. Порошок золота мелкозернистый......................................... 177
3.2.8. Индий порошковый.......................................................177
3.2.9. Кобальтовые порошки.................................................. 178
3.2.10. Магниевые порошки................................................... 180
3.2.11. Медные порошки и пудры...............................................186
3.2.12. Молибденовые порошки................................................ 206
3.2.13. Никелевые порошки....................................................207
3.2.14. Ниобиевые порошки................................................... 212
3.2.15. Оловянные порошки................................................... 214
3.2.16. Порошки платины и платиноидов........................................216
3.2.17. Рений металлический..................................................221
3.2.18. Свинцовый порошок....................................................222
3.2.19. Серебряные порошки...................................................223
3.2.20. Скандиевый порошок...................................................225
3.2.21. Танталовые порошки.................................................. 226
3.2.22. Титановые порошки....................................................229
3.2.23. Цинковые порошки.....................................................234
3.2.24. Циркониевые порошки................................................. 238
3.2.25. Смеси порошковые-на основе цветных металлов..........................240
3.2.26. Порошки, сплавы и смеси для напыления и наплавки.....................244
3.2.27. Порошкообразные сплавы и смеси для припоев...........................250
3.2.28. Пасты паяльные, содержащие цветные металлы...........................256
3.2.29. Порошки на основе цветных металлов для специального назначения.......259
Часть II. Металлические порошковые материалы......................................... 262
Раздел 4. Порошковые материалы....................................................... 262
4.1. Твердые сплавы...............................................................262
4.1.1. Производство твердых сплавов в России.................................262
4.1.2. Свойства и области применения твердых сплавов.........................269
4.2. Конструкционные порошковые материалы на основе железа........................380
4.3. Пористые проницаемые материалы.............................................. 391
4.3.1. Свойства материалов...................................................391
4.3.2. Способы производства и области применения пористых
проницаемых материалов........................................................393
4.3.3. Бронзовые пористые проницаемые материалы............................. 394
4.3.4. Пористые проницаемые материалы из коррозионностойкой стали............396
4.3.5. Никелевые пористые проницаемые материалы............................. 397
4.36. Титановые пористые проницаемые материалы...............................398
4.3.7. Высоко пористые ячеистые материалы...............'....................398
4.4. Тяжелые сплавы.............................................................. 398
4.5. Дисперсноупрочненные сплавы................................................. 401
4.6. Магнитные материалы..........................................................408
4.6.1. Магнитотвердые материалы............................................. 408
4.6.2. Магнитомягкие материалы...............................................424
4.7. Порошковые материалы на основе вольфрама, молибдена и их сплавов............ 454
4.7.1. Способы получения.....................................................454
4.7.2. Технические условия и свойства........................................456
4.7.3. Номенклатура изделий..................................................469
4.7.4. Нормативно-техническая документация...................................469
4.8. Электротехнические материалы................................................ 471
4.8.1. Основные виды материалов и изделий....................................471
4.8.2. Электрические контакты................................................472
4.8.3. Разрывные электроконтакты.............................................473
4.8.4. Скользящие электроконтакты............................................482
4.8.5. Электропроводниковые материалы и изделия различного назначения........489
4.9. Антифрикционные материалы....................................................494
4.9.1. Общие сведения........................................................494
4.9.2. Материалы на основе меди..............................................496
4.9.3. Материалы на основе железа............................................496
4.10. Фрикционные материалы.......................................................506
4.10.1. Общие сведения.......................................................506
4.10.2. Материалы на основе железа...........................................507
4.10.3. Материалы на основе меди.............................................508
4.10.4. Материалы для работы в условиях жидкой смазки........................509
Приложение........................................................................... 511
Предисловие
Порошковая металлургия, объединяющая производство порошков и изделий из
них разного назначения, является одной из наиболее динамично и стабильно разви-
вающихся областей техники.
Значительная часть металлических порошков используется в виде паст, обмазок,
смесей для поверхностного напыления, красок и т.д. Из другой части порошков изго-
тавливают компактные изделия: конструкционные, инструментальные, электротехни-
ческие, магнитные, триботехнические, пористые и другие, объединенные общим на-
званием - порошковые материалы.
Последние имеют два преимущества перед материалами, получаемыми традици-
онным способом - литьем с последующей механической обработкой. Во-первых, они
обладают принципиально новыми свойствами, среди которых можно назвать порис-
тость, высокую твердость, тугоплавкость, особые триботехнические, электрические и
магнитные свойства. Во-вторых, во многих случаях порошковые материалы, имею-
щие с традиционными одинаковые свойства, более экономичны и экологичны.
Успешное взаимодействие производителей и потребителей порошков и порошко-
вых материалов невозможно без точного знания свойств и качества продукции.
Настоящий справочник представляет собой попытку обобщения сведений о свой-
ствах и качестве порошков и порошковых материалов, производимых в Российской
Федерации. Основу справочника составляют данные ГОСТов и технических условий,
а также сведения о продукции, широко применяемой в промышленности и имеющей
установившуюся маркировку. В тех случаях, когда это представлялось возможным,
приведены сведения о производителях продукции (название организаций, их адреса,
контактные телефоны, факс, e-mail).
При использовании материала справочника следует иметь в виду два обстоятель-
ства.
Во-первых, к моменту издания справочника значительная часть государственных
стандартов и технических условий переведена из разряда обязательных в разряд реко-
мендуемых. Кроме того, срок действия большинства из них уже истек. По многим, в
основном экономическим, причинам обновление технической документации прово-
дится очень медленно, а в отдельных областях в течение последних десяти лет вооб-
ще не проводится. Существуют предложения и планы, по которым полное обновление
государственных стандартов и приведение их в соответствие с международными, на-
мечается на ближайшие 7-10 лет. Поэтому основное назначение справочника - ин-
формация потребителей о достигнутом к настоящему времени уровне свойств метал-
лических порошков и порошковых материалов. Эта информация может быть исполь-
зована при заключении контрактов между заказчиками и исполнителями. Именно эти
контракты, а не ГОСТы и ТУ являются юридической основой, гарантирующей свой-
ства и качество продукции.
Во-вторых, быстро меняющаяся в последнее время конъюнктура рынка привела к
ревизии производственных мощностей предприятий, выпускающих различную про-
дукцию, в том числе и порошковую. Поэтому некоторые из продуктов, свойства кото-
рых помещены в справочнике, в настоящее время не выпускаются. Однако наши кон-
сультации со многими производителями порошков и порошковых материалов показа-
ли, что выпуск такой продукции может быть быстро восстановлен при наличии на нее
спроса.
Продукция порошковой металлургии не обделена справочной литературой. Наи-
более обстоятельными, охватывающими свойства продукции практически всей по-
рошковой металлургии являются несколько изданий справочников коллектива авто-
ров Института проблем материаловедения им. И.Н. Францевича (г. Киев) под руково-
дством И.М. Федорченко. Последний из этих справочников «Порошковая металлур-
гия. Материалы, технология, свойства, области применения» опубликован в 1985 г.
Это издание, кроме того что уже несколько устарело, и относится к предприятиям
всех стран бывшего СССР, носит в основном монографический характер, особенно в
части порошковых материалов (в книге обсуждаются результаты более 700 ориги-
нальных работ, большая часть из которых посвящена технологии). Во многих спра-
вочниках изложены вопросы технологии получения и свойств отдельных групп по-
рошков и порошковых материалов: твердых сплавов, фильтров, магнитов, электротех-
нических, триботехнических и др. Как правило, эти справочники содержат сведения
и о материалах, получаемых традиционными способами, в них много внимания уде-
ляется зависимости свойств материалов от условий их получения.
Главной задачей настоящего справочника и его отличием от уже изданных являет-
ся максимальная информация о свойствах металлических порошков и порошковых
материалов, которые выпускаются или могут выпускаться при наличии спроса на
предприятиях Российской Федерации. Эта задача, а также стремление охватить как
можно более широкий круг материалов при фиксированном объеме справочника про-
диктовали его структуру. Основное внимание уделено свойствами продукции с указа-
нием, по возможности, регламентирующих нормативных материалов (ГОСТов, техни-
ческих условий и т.д.), а также предприятий, выпускающих или способных выпускать
эту продукцию.
Свойства порошковых материалов приведены, в основном, в тех системных еди-
ницах, которые использованы в оригинальных нормативных документах. Пересчета в
систему СИ старались избегать, чтобы не дезориентировать читателей в точности зна-
чений приводимых свойств.
Авторы будут благодарны за конструктивные замечания и добавления и просят
присылать их по адресу 127006, Москва, Старопименовский пер. 8, стр. 1—1 а »Интер-
мет инжиниринг» или по e-mail: levinsky@hotbox.ru.
Предисловие и разделы 4.4 и 4.7 написаны докт. техн, наук, проф. Ю.В. Левинским,
который также в той или иной мере принимал участие в написании большинства осталь-
ных разделов; раздел 4.5 написан канд. техн, наук Б.Н. Бабичем; разделы 4.8.1; 4.8.4; 4.9
и 4.10 - канд. техн, наук, доц. Е.В. Вершининой; раздел 4.6.1. - докт. техн, наук В.А. Гле-
бовым; раздел 4.8.2 - докт. техн, наук В.Л. Калихманом; раздел 4.3 - канд. техн, наук, доц.
В.Ю. Лопатиным; разделы 3.1; 4.2 - док. техн, наук, проф. В.Г. Люлько; раздел 3.2 - акад.
РАН, докт. техн, наук С.С. Набойченко; раздел 4.6.2 - канд. техн, наук П.А. Тимофее-
вым; раздел 4.1 - докт. техн, наук, проф. В.А. Фальковским; раздел 1.2 - канд. техн, на-
ук О.Н. Фоминой.
Часть I. Металлические порошки
Раздел 1. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ
МЕЖДУНАРОДНОЙ СТАНДАРТИЗАЦИИ
1.1. Международные организации по стандартизации
Международная организация по стандартизации (ИСО), созданная в 1947 г. 25
странами, сегодня является наиболее представительной среди международных орга-
низаций, занимающихся стандартизацией и управлением качеством. Сфера деятель-
ности ИСО (Интернет - http://www.iso.ch), штаб-квартира которой находится в Жене-
ве, охватывает практически все области экономики. Членами ИСО являются более 100
стран, производящих практически всю конкурентоспособную на мировом рынке про-
дукцию. ИСО предоставлен статус специализированного агентства ООН.
Согласно Конституции ИСО, ее главной задачей является разработка и публикация
международных стандартов, способствующих облегчению международного товаро-
оборота и расширению сотрудничества в области интеллектуальной, научной, техни-
ческой и экономической деятельности.
Сфера деятельности ИСО охватывает стандартизацию во всех областях, за исклю-
чением стандартов по электротехнике и электронике, которые относятся к Междуна-
родной электротехнической комиссии (МЭК). ИСО и МЭК (Интернет -
http://www.iec.ch) образуют специализированную систему всемирной стандартизации,
самую большую в мире неправительственную систему добровольного сотрудничест-
ва в области науки и техники на международном уровне.
Результаты работы ИСО публикуются в форме международных стандартов. Это,
например, стандарты ИСО на сортаменты сталей; испытания прочности тканей; усло-
вия хранения цитрусовых; размеры кредитных карточек; автомобильные ремни безо-
пасности и т.д. Международные стандарты создаются для обеспечения технической
совместимости в целях международной торговли различными продуктами и изделия-
ми, такими как авиационная техника, морские суда, хирургические инструменты, из-
делия для спорта и отдыха, краны и тросы, фототехника, компьютеры - для примера
перечислена только очень малая часть о&ьектов стандартизации.
В разработке международных стандартов принимают участие более 30 000 инже-
неров, ученых и администраторов. 450 международных организаций, включая почти
все специализированные агентства ООН, сотрудничают с Техническими комитетами
(ТК) ИСО, которых насчитывается более 200. Сегодня специалисты ИСО разработа-
ли более 11500 международных стандартов ИСО.
Россия (Интернет - http://www.gost.ru) активно участвует в работе ИСО с момента
ее создания, является членом руководящих органов ИСО - Совета ИСО и Исполкома
ИСО, а также возглавляет секретариаты ряда важнейших Технических комитетов.
С 1921 г. Россия является членом МЭК, созданной в 1904 г. в Женеве для коорди-
нации работ в области электротехники, а затем электроники и дальней связи. МЭК с
1976 г. на основе накопленного опыта и на базе согласованных рекомендаций по стан-
дартизации приступила к разработке международных стандартов. Членами МЭК яв-
ляются около 50 стран мира, которые к 1 июля 1998 г. разработали более 2500 между-
народных стандартов.
Стремление мирового сообщества к установлению взаимосогласованных норм
проявилось в образовании совместных ТК крупнейших организаций по стандартиза-
ции ИСО и МЭК. С 1987 г. для устранения дублирования в смежных областях дея-
тельности работает первый совместный ТК ИСО/МЭК СТК 1 «Информатика». В ре-
зультате сотрудничества ИСО и МЭК определены единые требования к построению и
содержанию международных стандартов.
Работы по международной стандартизации в рамках ИСО и МЭК позволяют ис-
пользовать в национальной практике научно-технический и производственный опыт
промышленно развитых стран, содействуют взаимному обмену информацией о дос-
тигнутом научно-техническом уровне продукции, способствуют устранению торго-
вых барьеров. Принятие стандарта ИСО или МЭК в качестве национального стандар-
та позволяет избежать расходов по пересмотру национальных документов, способст-
вует проникновению продукции на рынки других стран под защитой международных
стандартов. Например, британский стандарт BS 0 предписывает прямое применение
стандартов ИСО. Если при введении международного стандарта в качестве нацио-
нального необходимо внести дополнения или изменения, то характер таких отклоне-
ний оговаривается в вводной части национального стандарта с приведением аутентич-
ного текста международного стандарта, так как справедливо считается, что практика
корректировок международного стандарта может стать барьером в международной
торговле.
Расширяя свое участие в работе международных организаций по стандартизации,
Россия обеспечивает:
максимальное использование прогрессивных показателей международных стан-
дартов для повышения научно-технического уровня отечественных нормативно-тех-
нических документов (НТД) до мировых норм;
необходимые условия для оперативного прямого применения международных
стандартов;
активное продвижение отечественных НТД для принятия их в качестве междуна-
родных.
1.2. Методология разработки международных стандартов
При разработке международных стандартов руководствуются принципом, соглас-
но которому содержание этих документов должно быть изложено четко, чтобы не до-
пускать различного толкования; эти документы должны быть составлены в такой фор-
ме, чтобы их легко можно было принять в качестве национальных стандартов.
Международные стандарты разрабатываются в целях развития международной
торговли и решают задачи обеспечения защиты интересов потребителя, охраны здо-
ровья, способствуют экономному расходованию ресурсов, защите окружающей сре-
ды, обеспечивают взаимозаменяемость, совместимость или взаимодействие. Внедре-
ние стандарта должно способствовать расширению выбора потребителя, интенсифи-
кации торговых операций.
Разработку международных стандартов осуществляют ТК ИСО, образуемые Сове-
том ИСО по предложению национальных комитетов - членов или органов ИСО. Все
национальные органы по стандартизации имеют право принимать участие в работе
ТК в качестве активных членов - P-членов или пассивных членов - О-членов.
. P-члены должны принимать активное участие в заседаниях рабочих органов с.обя-
зательным голосованием по проектам международных стандартов.
О-члены имеют статус наблюдателя с правом получения документов, подготовлен-
ных ТК, представления замечаний и присутствия на заседаниях рабочих органов.
Каждая страна (комитет - член) в ИСО может быть представлена только одной на-
циональной организацией, которая может быть правительственной или неправитель-
ственной.
Ведение секретариата ТК поручается национальному органу с его согласия. Секрета-
риат подготавливает проекты международных стандартов, проводит заседания специа-
листов с целью согласования проекта стандарта на основе консенсуса или большинства
(2/3) P-членов. В своей работе секретариат обязан руководствоваться исключительно ме-
ждународными интересами, отказываясь от выражения национальной точки зрения.
Руководство секретариата приняло на себя выполнение следующих функций:
постоянное совершенствование структуры ТК и его вспомогательных органов;
сбор, анализ и ведение всей технической документации;
рассмотрение и использование всех технических предложений Комитетов - чле-
нов сотрудничающих международных организаций;
координацию работ с работами других ТК и международных организаций;
регистрацию новых тем программы работ;
подготовку и проведение заседаний Технических комитетов, подкомитетов и рабо-
чих групп;
подготовку и окончательную обработку всех документов.
Для разработки стандарта секретариат создает рабочие группы (РГ) специалистов
или, если объекты стандартизации ТК являются стабильными, подкомитеты (ПК), а
затем уже РГ.
Правила работы ТК установлены Директивами ИСО/МЭК. Международные стандар-
ты ИСО и МЭК издаются на английском и французском языках (терминологические стан-
дарты выпускаются, как правило, на английском, французском и русском языках). Изда-
ние международного стандарта на русском языке осуществляет комитет - член Россия.
При разработке стандартов на методы испытаний используют, как правило, апроби-
рованные методы. Существование международного стандарта на методы испытаний
обычно не означает, что проведение того или иного испытания является обязательным.
Если в международном стандарте на продукцию указывается, что каждое изделие долж-
но быть испытано в соответствии с требованиями соответствующего международного
стандарта, то любое заявление о соответствии изделия требованиям стандарта означает,
что каждое изделие прошло испытания и признано отвечающим соответствующим тре-
бованиям. Исключение дублирования - главный принцип методологии международной
стандартизации методов испытаний, так как один и тот же метод с небольшими измене-
ниями подходит для нескольких видов испытаний или на один и тот же вид испытаний
имеется несколько различных методов. При стандартизации предпочтение при прочих
равных условиях отдается методу, наиболее широко применяемому в международной
практике, обеспеченному, если это необходимо, стандартными приборами и образцами.
Особое значение международные стандарты на испытания приобретают для сер-
тификации продукции. По определению ИСО и Европейской экономической комис-
сии ООН сертификация - это действие, проводимое с целью подтверждения соответ-
ствия изделия или услуги определенным стандартам или техническим условиям. Сер-
тификация - это гарантия независимой испытательной лаборатории потребителю то-
го, что продукция (разнообразные виды которой интенсивно рекламируются постав-
щиками) соответствует стандарту или определенным требованиям.
При разработке международных стандартов на испытания, которые могут быть по-
ложены в основу систем сертификации, следует учитывать требования Руководства
ИСО/МЭК 16-1978 «Кодекс принципов по системам сертификации третьей стороной
и соответствующим стандартам». Стандарт должен четко определять приводимые ха-
рактеристики, методы испытаний должны быть точными и воспроизводимыми и со-
действовать развитию передовых технологий изготовления изделий.
1.3. Международная стандартизация в области порошковой металлургии
Стандартизацией в области порошковых металлургических материалов в рамках
ИСО занимается Технический комитет 119, созданный в 1966 г. по предложению Шве-
ции. ТК 119 состоит из 5 подкомитетов и 24 рабочих групп (РГ). Членами ТК 119 яв-
ляются 37 стран. Состав ТК 119 «Порошковая металлургия» представлен ниже:
Р-члены Австрия Болгария Великобритания Германия Иран Канада Польша Россия Румыния США Франция Швеция Южная Африка О-члены Алжир Бельгия Бразилия Венгрия Греция Египет Индия Ирландия Испания Италия Китай КНДР Куба Таиланд Тунис Турция Украина Финляндия Чехия Чили Швейцария Ю. Корея Югославия Япония
Структура ИСО/ТК 119 «Порошковая металлургия» следующая:
Технический комитет ИСО/ТК 119
__________________________Секретариат Швеция___________
ПК 1 Терминология Вел икобрит ан ия ПК 2 Методы отбора и испытаний порош- ков (кроме порошков твердых сплавов) Швеция
ПКЗ Методы отбора образцов и ПК 4 испыта- Методы отбора и испытаний образцов
ний спеченных металлических материа- твердых сплавов
лов (кроме твердых сплавов) Франция Россия
ПК 5
Технические условия на металлургические материалы (кроме твердых сплавов)
Великобритания
В ПК 1 «Терминология» входит РГ 1 «Словарь (Великобритания)».
В ПК 2 «Методы отбора и испытаний порошков (кроме порошков твердых спла-
вов)» входят:
РГ 1 «Определение насыпных свойств металлических порошков (Великобрита-
ния)»;
РГ 3 «Определение прочности неспеченных прессовок (Великобритания)»;
РГ 4 «Определение содержания смазки в порошковых смесях (Великобрита-
ния)»;
РГ 5 «Определение содержания кислорода методами восстановления (Шве-
ция)»;
РГ 6 «Определение неметаллических включений (Швеция)»;
РГ 7 «Определение гомогенности порошковых смесей (Швеция)»;
РГ 8 «Оценка склонности порошковых смесей к расслоению при обработке (Шве-
ция)»;
РГ 9 «Испытание спеченных материалов на растяжение (Швеция)».
В ПК 3 «Методы отбора образцов и испытаний спеченных металлических мате-
риалов (кроме твердых сплавов)» входят:
РГ 4 «Определение твердости (Великобритания)»;
РГ 5 «Подготовка образцов для химического анализа (США)»;
РГ 7 «Техника микрографических исследований (Франция)»;
РГ 8 «Измерение микротвердости по Виккерсу (Франция)»;
РГ 9 «Испытание спеченных материалов на растяжение (США)»;
РГ 10 «Испытание твердости спеченных материалов, упрочненная поверхность ко-
торых получена обработкой, отличной от ИСО 44982 (Франция)»;
РГ 11 «Определение сопротивления поперечному излому (Канада)»;
РГ 12 «Образцы для испытания на растяжение (США)»;
РГ 13 «Определение плотности, содержания масла и открытой пористости
(США)»;
РГ 14 «Определение предела текучести при сжатии (США)»;
РГ 15 «Определение усталостных свойств (Великобритания)»;
РГ 16 «Определение предела износостойкости поверхности (Великобритания)».
ПК 4 «Методы отбора и испытаний образцов твердых сплавов» (рабочие группы
не сформированы).
В ПК 5 «Технические условия на металлургические материалы (кроме твердых
сплавов)» входят:
РГ 1 «Принципы номенклатуры и маркировки (Швеция)»;
РГ 2 «Технические условия на материалы для подшипников и конструкционных
деталей (Великобритания)»;
РГ 4 «Технические условия на пористые материалы (Великобритания)».
ИСО/ТК 119 при создании стандартов на порошковые металлургические материа-
лы сотрудничает со следующими техническими комитетами:
ИСО/ТК 17
ИСО/ТК 24
ИСО/ТК 26
ИСО/ТК 29
ИСО/ТК 39
Сталь
Сита, просеивание и другие методы определения
гранулометрического состава
Медь и медные сплавы
Инструменты
Станки
ИСО/ТК 79 ИСО/ТК 123 ИСО/ТК 135 ИСО/ТК 156 ИСО/ТК 164 Легкие металлы и их сплавы Подшипники скольжения Методы неразрушающего контроля Коррозия металлов и сплавов Механические испытания металлов
Перечень
табл. 1.1.
стандартов ИСО в области порошковой металлургии приведен в
Таблица 1.1. Перечень международных стандартов ИСО по порошковой металлургии
Номер стан- дарта ИСО Наименование стандарта ИСО
2738:1987 ПМС* 2738 Проницаемые спеченные материалы. Определение плотности, содержания масла и открытой пористости Permeable sintered metal materials - Determination of density, oil content, and open porosity
2739:1973 Спеченные металлические вкладыши. Определение усилия радиального раздавливания Sintered metal bushes - Determination of radial crushing strength
2740:1986 ПМС 2740 Спеченные металлические материалы (кроме твердых сплавов). Образцы для испытания на растяжение Sintered metal materials (excluding hardmetal) - Tensile test pieces
3252:1996 ПМС 3252 Порошковая металлургия. Словарь Powder metallurgy - Vocabulary
3312:1987 Спеченные металлические материалы и твердые сплавы. Определение мо- дуля Юнга Sintered metal materials and hardmetals - Determination of Young modulus
3325:1996 Спеченные металлические материалы, исключая твердые сплавы. Определе- ние сопротивления поперечному раз- рыву Sintered metal materials, excluding hardmetals - Determination of trans- verse rupture strength
3326:1975 Твердые сплавы. Определение коэр- цитивной силы по намагниченности Hardmetals - Determination of (the magnetization) coercivity
3327:1982 Твердые сплавы. Определение сопро- тивления поперечному разрыву Hardmetals - Determination of trans- verse rupture strength
3369:1975 Непроницаемые спеченные материа- лы и твердые сплавы. Определение плотности Impermeable sintered metal materials and hardmetals - Determination of den- sity
3738-1:1982 Твердые сплавы. Определение твер- дости по Роквеллу (шкала А). Часть 1: Метод определения Hardmetals - Rockwell hardness test (scale A) - Part 1: Test method
3738-2:1988 Твердые сплавы. Определение твер- дости по Роквеллу (шкала А). Часть 2: Приготовление и калибровка стан- дартных образцов Hardmetals - Rockwell hardness test (scale A) - Part 2: Preparation and cali- bration of standard test blocks
3878:1983 Твердые сплавы. Определение твер- дости по Виккерсу Hardmetals - Vickers hardness test
Продолжение табл. 1.1
Номер стан- дарта ИСО Наименование стандарта ИСО
3907:1985 Твердые сплавы. Определение общего содержания углерода. Гравиметриче- ский метод Hardmetals - Determination of total carbon content - Gravimetric method
3908:1985 Твердые сплавы. Определение содер- жания нерастворимого (свободного) углерода. Гравиметрический метод Hardmetals - Determination of insoluble (free) carbon content - Gravimetric method
3909:1976 Твердые сплавы. Определение ко- бальта. Потенциометрический метод Hardmetals - Determination of cobalt - Potentiometric method
3923-1:1979 Металлические порошки. Определе- ние насыпной плотности. Часть 1: Метод воронки Metallic powders - Determination of apparent density - Part 1: Funnel method
3923-2:1981 Металлические порошки. Определе- ние насыпной плотности. Часть 2: Метод волюмометра Скотта Metallic powders - Determination of apparent density - Part 2: Scott volu- meter method
3927:1985 Металлические порошки, кроме по- рошков для твердых сплавов. Опреде- ление компактируемости (прессуемо- сти) при одноосном прессовании Metallic powders, excluding powders for hardmetals - Determination of com- pactibility (Compressibility) in uniaxial compression
3928:1977 ПМС 3928 Спеченные металлические материалы, исключая твердые сплавы. Образцы для определения сопротивления уста- лости Sintered metal materials, excluding hardmetals - Fatigue test pieces
3953:1993 Металлические порошки. Определе- ние плотности утряски Metallic powders - Determination of tap density
3954:1977 Порошки для порошковой металлур- гии. Отбор проб Powders for powder metallurgical pur- poses - Sampling
3995:1985 Металлические порошки. Определе- ние прочности неспеченной прямо- угольной прессовки методом попе- речного излома Metallic powders - Determination of green strength by transverse rupture of rectangular compacts
4003:1977 Проницаемые спеченные металличе- ские материалы. Определение разме- ров пор пузырьковым методом Permeable sintered metal materials - Determination of bubble test pore size
4022:1987 Проницаемые спеченные металличе- ские материалы. Определение прони- цаемости жидкостей Permeable sintered metal materials - Determination of fluid permeability
4489:1978 Спеченные твердые сплавы. Отбор и испытание образцов Sintered hardmetals - Sampling and testing
4490:1978 Металлические порошки. Определе- ние текучести с помощью калибро- ванной воронки (прибор Холла) Metallic powders - Determination of flowability by means of a calibrated funnel (Hall flowmeter)
Продолжение табл. 1.1
Номер стан- дарта ИСО Наименование стандарта ИСО
4491-1:1989 Металлические порошки. Определе- ние содержания кислорода методами восстановления. Часть 1: Общее руко- водство Metallic powders - Determination of oxygen content by reduction methods - Part 1: General guidelines
4491-2:1997 Металлические порошки. Определе- ние содержания кислорода методами восстановления. Часть 2: Потеря мас- сы при восстановлении в водороде (водородная потеря) Metallic powders - Determination of oxygen content by reduction methods - Part 2: Loss of mass on hydrogen reduc- tion (hydrogen loss)
4491-3:1997 Металлические порошки. Определе- ние содержания кислорода методами восстановления. Часть 3: Кислород, восстановимый водородом Metallic powders - Determination of oxygen content by reduction methods - Part 3: Hydrogen - reducible oxygen
4491-4:1989 Металлические порошки. Определе- ние содержания кислорода методами восстановления. Часть 4: Определе- ние общего содержания кислорода методом восстановления - экстракции Metallic powders - Determination of oxygen content by reduction methods - Part 4: Total oxygen by reduction - extraction
4492:1985 Металлические порошки, исключая порошки для твердых сплавов. Опре- деление размерных изменений, свя- занных с прессованием и спеканием Metallic powders, excluding powders for hardmetals - Determination of di- mensional changes associated with compacting and sintering
4495:1978 Пластифицированные металлические порошки. Определение содержания смазки. Метод экстракции по Соксле- ту Lubricated metallic powders - Determi- nation of lubricant content - Soxhlet extraction method
4496:1978 Металлические порошки. Определе- ние содержания нерастворимого в кислотах остатка в порошках железа, меди, олова и бронзы Metallic powders - Determination of acid insoluble content in iron, copper, tin and bronze powders
4497:1983 Металлические порошки. Определе- ние размеров частиц методом сухого просеивания Metallic powders - Determination of particle size by dry sieving
4498-1:1990 Спеченные металлические материалы, исключая твердые сплавы. Определе- ние кажущейся твердости. Часть 1: Материалы с практически одинаковой твердостью по сечению Sintered metal materials, excluding hardmetals - Determination of apparent hardness - Part 1: Materials of essen- tially uniform section hardness
4498-2:1981 Спеченные металлические материалы, исключая твердые сплавы. Определе- ние кажущейся твердости. Часть 2: Поверхностно упрочненные черные металлы с науглероженной поверхно- стью или с поверхностью, насыщен- ной углеродом и азотом Sintered metal materials, excluding hardmetals - Determination of apparent hardness - Part 2: Casehardened ferrous materials, surface enriched by carbon or carbon and nitrogen
Продолжение табл. 1.1
Номер стан- дарта ИСО Наименование стандарта ИСО
4499:1978 Твердые сплавы. Металлографиче- ское определение микроструктуры Hardmetals - Metallographic determina- tion of microstructure
4501:1978 Твердые сплавы. Определение титана. Потенциометрический пероксидный метод Hardmetals - Determination of titanium - Photometric peroxide method
4503:1978 Твердые сплавы. Определение содер- жания металлических элементов ме- тодом рентгеновской флюоресценции. Метод расплава Hardmetals - Determination of contents of metallic elements by X-ray fluores- cence - Fusion method
4505:1978 Твердые сплавы. Металлографиче- ское определение пористости и несвя- занного углерода Hardmetals - Metallographic determina- tion of porosity and uncombined carbon
4506:1979 Твердые сплавы. Испытание на сжа- тие Hardmetals - Compression test
4507:1978 Спеченные черные металлы с карби- дизированной или карбонитрирован- ной поверхностью. Определение и проверка глубины упроченного слоя методом измерения микротвердости по Виккерсу Sintered ferrous materials, carburized or carbonitrided - Determination and veri- fication of effective case depth by the Vickers microhardness testing method
4883:1978 Твердые сплавы. Определение содер- жания металлических элементов ме- тодом рентгеновской флюоресценции. Метод раствора Hardmetals - Determination of contents of metallic elements by X-ray fluores- cence - Solution method
4884:1978 Твердые сплавы. Отбор проб и иссле- дование порошков с помощью спе- ченных образцов Hardmetals - Sampling and testing of powders using sintered test pieces
5754:1978 Спеченные металлические материалы, исключая твердые сплавы. Образцы без надреза для испытания на удар Sintered metal materials, excluding hardmetals - Unnotched impact test piece
5755:1996 ПМС 5755 Спеченные металлические материалы. Технические условия Sintered metal materials - Specifications
7625:1983 Спеченные металлические материалы, исключая твердые сплавы. Приготов- ление образцов для химического ана- лиза на содержание углерода Sintered metal materials, excluding hardmetals - Preparation of samples for chemical analysis for determination of carbon content
7627-1:1983 Твердые сплавы. Химический анализ методом пламенной атомно- абсорбционной спектрометрии. Часть 1: Общие требования Hardmetals - Chemical analysis by flame atomic absorption spectrometry - Part 1: General requirements
Продолжение табл. 1.1
Номер стан- дарта ИСО Наименование стандарта ИСО
7627-2:1983 Твердые сплавы. Химический анализ методом пламенной атомно- абсорбционной спектрометрии. Часть 2: Определение кальция, калия, маг- ния и натрия при содержании от 0,001 до 0,02 мае. % Hardmetals - Chemical analysis by flame atomic absorption spectrometry - Part 2: Determination of calcium, potas- sium, magnesium and sodium in con- tents from 0,001 to 0,02 % (m/m)
7627-3:1983 Твердые сплавы. Химический анализ методом пламенной атомно- абсорбционной спектрометрии. Часть 3: Определение кобальта, железа, марганца и никеля при содержании от 0,01 до 0,5 мае. % Hardmetals - Chemical analysis by flame atomic absorption spectrometry - Part 3: Determination of cobalt, iron, manganese and nickel in contents from 0,01 to 0,5 % (m/m)
7627-4:1983 Твердые сплавы. Химический анализ методом пламенной атомно- абсорбционной спектрометрии. Часть 4: Определение молибдена, титана и ванадия при содержании от 0,01 до 0,5 мае. % Hardmetals - Chemical analysis by flame atomic absorption spectrometry - Part 4: Determination of molybdenum, titanium and vanadium in contents from 0,01 to 0,5 % (m/m)
7627-5:1983 Твердые сплавы. Химический анализ методом пламенной атомно- абсорбционной спектрометрии. Часть 5: Определение кобальта, железа, марганца, молибдена, никеля, титана и ванадия при содержании от 0,5 до 2 мае. % Hardmetals - Chemical analysis by flame atomic absorption spectrometry - Part 5: Determination of cobalt, iron, manganese, molybdenum, nickel, tita- nium and vanadium in contents from 0,5 to 2 % (m/m)
7627-6:1985 Твердые сплавы. Химический анализ методом пламенной атомно- абсорбционной спектрометрии. Часть 6: Определение хрома при содержа- нии от 0,01 до 2 мае. % Hardmetals - Chemical analysis by flame atomic absorption spectrometry - Part 6: Determination of chromium in contents from 0,01 to 2 % (m/m)
10070:1991 Металлические порошки. Определе- ние удельной поверхности методом измерения проницаемости воздуха через слой порошка в условиях ста- ционарного потока Metallic powders - Determination of envelope - specific surface area from measurements of the permeability to air of a powder bed under steady - state flow conditions
10076:1991 Металлические порошки. Определе- ние распределения частиц по разме- рам методом гравитационной седи- ментации в жидкости Metallic powders - Determination of particle size distribution by gravitational sedimentation in a liquid and attenuation measurement
13944:1996 Пластифицированные смеси металли- ческих порошков. Определение со- держания смазки. Модифицирован- ный метод экстракции по Сокслету Lubricated metal - powder mixes - De- termination of lubricant content - Modi- fied Soxhlet extraction method
14321:1997 Примеча листами и гото Спеченные металлические материалы, исключая твердые сплавы. Металло- графическая подготовка и исследова- ние н и е. ПМС - проект международного с вится к изданию). Sintered metal materials, excluding hardmetals - Metallographic preparation and examination тандарта (стандарт рассмотрен специа-
1.4. Региональная стандартизация в области порошковой металлургии
Региональная стандартизация в области порошковой металлургии развивается в Евра-
зии и Северной Америке. В настоящее время существуют три типа региональных органи-
заций по стандартизации. Первый - национальные неправительственные организации,
имеющие в своем составе иностранных членов и выпускающие стандарты, которые ши-
роко применяются в различных странах. В области порошковой металлургии такой орга-
низацией является Американское общество по испытаниям и материалам (ASTM), стан-
дарты которого широко применяются не только в США, но и в Канаде, Мексике, странах
Центральной и Южной Америки, Юго-Восточной Азии, Ближнего Востока и Европы.
Ко второму типу относятся собственно региональные организации, объединяющие
заинтересованные независимые страны.
К третьему типу организаций относится бывший Госстандарт СССР, стандарты ко-
торого после распада страны применяются в 15 независимых странах, большинство
из которых подписали Соглашение о проведении согласованной политики в области
стандартизации.
Перечень государственных и отраслевых стандартов в области порошковой метал-
лургии приведен в табл. 1.2.
Таблица 1.2. Перечень государственных и отраслевых стандартов
по порошковой металлургии
Обозначение и номер стандарта Наименование стандарта
Государственные стандарты
ГОСТ 2246-70 ГОСТ 4960-75 ГОСТ 5494-95 ГОСТ 9721-79 ГОСТ 9722-97 ГОСТ 9723-73 ГОСТ 9849-86 ГОСТ 10096-76 ГОСТ 12338-81 ГОСТ 12339-79 ГОСТ 12342-81 ГОСТ 12343-79 ГОСТ 12601-76 ГОСТ 13084-88 ГОСТ 13610-79 ГОСТ 14086-68 ГОСТ 14836-82 ГОСТ 14837-79 ГОСТ 16412.0-91 ГОСТ 16412.1-91 ГОСТ 16412.2-91 ГОСТ 16412.3-91 ГОСТ 16412.4-91 ГОСТ 16412.5-91 ГОСТ 16412.7-91 ГОСТ 16412.8-91 ГОСТ 16412.9-91 Проволока стальная сварочная Порошок медный электролитический. Технические условия Пудра алюминиевая пигментная. Технические условия Порошок кобальтовый. Технические условия Порошок никелевый. Технические условия Порошок оловянный. Технические условия Порошок железный. Технические условия Пудра алюминиевая комкованная. Технические условия Иридий в порошке. Технические условия Осмий в порошке. Технические условия Родий в порошке. Технические условия Рутений в порошке. Технические условия Порошок цинковый. Технические условия Порошки высоколегированных сталей и сплавов. Технические условия Железо карбонильное радиотехническое. Технические условия Порошки распыленные из нержавеющих хромоникелевых сталей и никеля Палладий в порошке. Технические условия Платина в порошке. Технические условия Порошок железный. Общие требования к методам анализа Порошок железный. Методы определения железа Порошок железный. Методы определения фосфора Порошок железный. Методы определения кремния Порошок железный. Методы определения марганца Порошок железный. Методы определения серы Порошок железный. Методы определения углерода Порошок железный. Методы определения нерастворимого ос- татка Порошок железный. Методы фотоэлектрического спектрального анализа кремния, марганца и фосфора
Продолжение табл. 1.2
Обозначение и номер стандарта Наименование стандарта
ГОСТ 17359-82 ГОСТ 17431-72 ГОСТ 17432-72 ГОСТ 18227-85 ГОСТ 18228-94 ГОСТ 18317-94 ГОСТ 18318-94 ГОСТ 18897-73 ГОСТ 18898-89 ГОСТ 19440-94 ГОСТ 20017-74 ГОСТ 20018-74 ГОСТ 20019-74 ГОСТ 20559-75 ГОСТ 20899-75 ГОСТ 21448-75 ГОСТ 22306-77 ГОСТ 22397-77 ГОСТ 23148-78 ГОСТ 23401-90 ГОСТ 23402-78 ГОСТ 24903-81 ГОСТ 24916-81 ГОСТ 25095-82 ГОСТ 25172-82 ГОСТ 25279-93 ГОСТ 25280-90 ГОСТ 25281-82 ГОСТ 25282-93 ГОСТ 25283-93 ГОСТ 25599.1-83 ГОСТ 25599.2-83 ГОСТ 25599.3-83 ГОСТ 25599.4-83 ГОСТ 25698-83 ГОСТ 25849-83 Порошковая металлургия. Термины и определения Материалы порошковые. Листы из сплава марки М-МП. Техни- ческие условия Материалы порошковые. Прутки и поковки из сплава марки М- МП. Технические условия Материалы порошковые. Метод испытания на растяжение Материалы металлические спеченные, кроме твердых сплавов. Определение предела прочности при поперечном изгибе Порошки металлические. Методы определения воды Порошки металлические. Определение размера частиц сухим просеиванием Порошки металлические. Метод определения потери массы при прокаливании в водороде Изделия порошковые. Методы определения плотности, содержа- ния масла и пористости Порошки металлические. Определение насыпной плотности Сплавы твердые спеченные. Метод определения твердости по Роквеллу Сплавы твердые спеченные. Метод определения плотности Сплавы спеченные твердые. Определение предела прочности при поперечном изгибе Сплавы твердые, материалы керамические инструментальные. Правила приемки и методы отбора проб Порошки металлические. Определение текучести Порошки из сплавов для наплавки. Технические условия Металлы высокой и особой чистоты. Общие требования к мето- дам анализа Порошок цинковый. Метод спектрального анализа Порошки металлические. Методы отбора и подготовки проб Порошки металлические. Катализаторы и носители. Определе- ние удельной поверхности Порошки металлические. Микроскопический метод определения размеров частиц Порошковые изделия. Метод определения масла Сплавы твердые спеченные. Метод определения коэрцитивной силы Сплавы твердые спеченные. Метод определения модуля упруго- сти (модуля Юнга) Сплавы твердые спеченные. Метод определения твердости по Виккерсу Порошки металлические. Метод определения плотности после утряски Порошки металлические. Метод определения уплотняемости Металлургия порошковая. Метод определения плотности фор- мовок Порошки металлические. Определение прочности прессовок Материалы спеченные проницаемые. Определение проницаемо- сти жидкостей Сплавы твердые спеченные. Методы определения общего угле- рода Сплавы твердые спеченные. Методы определения свободного углерода Сплавы твердые спеченные. Методы определения титана Сплавы твердые спеченные. Метод определения кобальта Порошковые изделия. Метод определения твердости Порошки металлические. Метод определения формы частиц
Продолжение табл. 1.2
Обозначение и номер стандарта Наименование стандарта
ГОСТ 25947-83 ГОСТ 26101-84 ГОСТ 26252-84 ГОСТ 26271-84 ГОСТ 26528-85 ГОСТ 26529-85 ГОСТ 26467-85 ГОСТ 26530-85 ГОСТ 26614-85 ГОСТ 26630-85 ГОСТ 26719-85 ГОСТ 26802-86 ГОСТ 26849-86 ГОСТ 26876-86 ГОСТ 27034-86 ГОСТ 27417-87 ГОСТ 28377-89 ГОСТ 28378-89 ГОСТ 28393-89 ГОСТ 29006-91 ГОСТ 29012-91 ГОСТ 29278-92 Сплавы твердые спеченные. Метод определения удельного элек- трического сопротивления Проволока порошковая наплавочная. Технические условия Порошок ниобиевый. Технические условия Проволока порошковая для дуговой сварки углеродистых и низ- колегированных сталей. Общие технические условия Материалы порошковые. Метод испытания на ударный изгиб Материалы порошковые. Метод испытания на радиальное сжа- тие Лента порошковая наплавочная. Общие технические условия Сплавы твердые спеченные безвольфрамовые. Марки Материалы антифрикционные порошковые. Метод определения триботехнических свойств Материалы керамические инструментальные. Марки Материалы антифрикционные порошковые на основе меди. Марки Материалы антифрикционные порошковые на основе железа. Марки Материалы порошковые. Метод определения величины пор Сплавы твердые спеченные. Общие требования к методам хими- ческого анализа Сплавы твердые спеченные. Методы определения предела проч- ности и предела текучести при сжатии Порошки металлические. Методы определения кислорода Порошки для газотермического напыления и наплавки. Типы Материалы конструкционные порошковые на основе железа. Марки Прутки и полосы из быстрорежущей стали, полученной методом порошковой металлургии. Общие технические условия Порошки металлические. Метод определения кислорода, восста- новимого водородом Порошковая металлургия. Метод определения изменения разме- ров прессовок после снятия давления прессования и во время спекания Изделия порошковые. Конструктивные элементы. Общие требо- вания
Отраслевые стандарты
ОСТ 3 6082-86 ОСТ 3 6476-89 ОСТ 4 ГО 014.205-84 ОСТ 4 ГО 029.277 ОСТ 4 ГО 029.230-83 ОСТ 4 ГО 029.232-84 ОСТ 23.4.101-76 ОСТ 23.4.162-79 Заготовки из антифрикционных порошковых материалов на ос- нове меди. Технические условия Детали порошковой металлургии. Общие технические условия Порошковая металлургия. Покрытия порошковые металлические и неметаллические неорганические. Общие технические условия Порошковая металлургия. Изделия из порошковых конструкци- онных материалов. Общие технические условия Порошковая металлургия. Изделия из конструкционных мате- риалов, полученные методом холодного деформирования. Об- щие технические условия Порошковая металлургия. Изделия из конструкционных мате- риалов, полученные методом горячей штамповки спеченных прессовок. Общие технические условия Заготовки твердосплавные выглаживающих элементов для круг- лых протяжек и прошивок. Общие технические условия Заготовки твердосплавные деформирующих элементов для круг- лых протяжек и прошивок. Технические условия
Продолжение табл. 1.2
Обозначение и номер стандарта Наименование стандарта
ОСТ 24.960.03-77 ОСТ 48 93-93 ОСТ 107 460851.001-89 Детали из спеченных материалов на железной основе. Общие технические требования Заготовки пластин сменных многогранных твердосплавных. Технические условия Изделия из порошковых материалов с заданным температурным коэффициентом линейного расширения. Общие технические условия
Резолюцией Совета ИСО предусмотрено установление сотрудничества с любой
региональной организацией по стандартизации при условии, что:
не менее 50 % членов региональной организации являются членами ИСО;
региональная организация обязуется, насколько возможно, использовать междуна-
родные стандарты ИСО как основу для гармонизации стандартов ее членов.
Требованиям данной резолюции отвечает СЕН, ранее отвечал СЭВ и в буду-
щем, возможно, будет отвечать координирующий орган по стандартизации Содру-
жества Независимых Государств (СНГ). Ниже подробно рассмотрена деятель-
ность указанной организации по стандартизации в области коррозии и защиты от
коррозии.
Северная Америка. ASTM, основанное в 1898 г., является крупнейшей научной
и технической неправительственной организацией, занимающейся стандартизаци-
ей свойств материалов. В составе ASTM работает 140 ТК, объединяющих 34 000
активных членов, из которых 15 % находятся за пределами США, представляю-
щих изготовителей и разработчиков, потребителей продукции, широкую общест-
венность; более 17 400 активных членов работают в качестве технических экспер-
тов.
ASTM поддерживает прямые связи с ИСО, Германским институтом по стандарти-
зации (DIN), Французской ассоциацией по стандартизации (AFNOR), Британским ин-
ститутом стандартов (BSI). Одна из важнейших целей ASTM - расширение междуна-
родного применения стандартов ASTM и координация работ с ИСО.
Американский национальный институт стандартов (ANSI) признал большинство
стандартов ASTM по порошковой металлургии в качестве национальных. Ряд стан-
дартов ASTM стал основой международных стандартов ИСО благодаря своему высо-
кому качеству и широкой международной апробации.
В рамках ASTM разработку стандартов в области порошковой металлургии ведет
комитет ASTM В09 «Металлические порошки и изделия из металлических порош-
ков» (Интернет - http://www.asm-intl.org). В составе комитета, основанного в 1944 г.,
более 100 членов, представляющих десятки фирм и организаций из США и других
стран. Комитет ASTM В09 координирует работы по стандартизации с Американской
национальной федерацией порошковой металлургии (Интернет -
http://www.mpif.org).
Структура комитета ASTM В09 приведена ниже:
Технический комитет ASTM В09 «Металлические порошки и изделия из
металлических порошков»
В09.01 В09.02
Номенклатура и технические данные Основные металлические порошки
В09.03
Порошки тугоплавких металлов
В09.05
Конструкционные детали
В09.09
Техническая группа по сотрудниче-
ству ИСО/ТК 119 «Порошковая метал-
лургия»
В09.91
Редакторский
В09.04
Подшипники
В09.06
Цементированные карбиды
B09.ll
Порошковые металлические материа-
лы с плотностью, близкой к теоретиче-
ской
В09.92
Премии
Перечень стандартов Американского общества по испытаниям и материалам
(ASTM) в области порошковой металлургии приведен в табл. 1.3.
Таблица 1.3. Перечень стандартов ASTM по порошковой металлургии
Номер стан- дарта ASTM Наименование стандарта
В 6-95а Технические требования к цинку Zinc
В 39-79 Технические требования к никелю Nickel
Е 159-92 Метод определения потери в водороде для порошков меди, вольфрама и железа Hydrogen Loss of Copper, Tungsten, and Iron Powders
Е 194-90 Метод определения нерастворимого в кислотах остатка в порошках меди и же- леза Acid-Insoluble Content of Copper and Iron Powders
В 212-89 Метод определения кажущейся плотно- сти свободно насыпанных порошков Apparent Density of Free-Flowing Metal Powders
В 213-90 Метод определения скорости течения металлических порошков Flow Rate of Metal Powders
В 214-92 Метод определения гранулометрического состава металлических порошков сито- вым анализом Sieve Analysis of Granular Metal Powders
В 215-96 Отбор проб металлических порошков Sampling Finished Lots of Metal Powders
В 243-97 Терминология порошковой металлургии Powder Metallurgy
В 255-83 Технические требования к конструкци- онным деталям из спеченной бронзы Sintered Bronze Structural Parts
В 276-91 Метод определения кажущейся пористо- сти в спеченных карбидах Apparent Porosity in Cemented Car- bides
В 282-83 Технические требования к конструкци- онным деталям из спеченной латуни Sintered Brass Structural Parts
В 294-92 Метод определения твердости спеченных карбидов Hardness Testing of Cemented Car- bides
В 311-93 Метод определения плотности спеченных порошковых материалов с пористостью менее 2 % Density Determination for Powder Metallurgy (P/M) Materials Contain- ing Less Than Two Percent Porosity
В 312-96 Метод определения прочности неспечен- ных прессовок из металлических порош- ков Green Strength for Compacted Metal Powder Specimens
В 328-96 Метод определения плотности, содержа- ния масла и открытой пористости спе- ченных конструкционных деталей и про- питанных маслом вкладышей подшипни- ков Density, Oil Content, and Interconnected Porosity of Sintered Metal Structural Parts and Oil- Impregnated Bearings
Продолжение табл. 1.3
Номер стан- дарта ASTM Наименование стандарта
В 329-95 Метод определения кажущейся плотно- сти порошков твердых сплавов с помо- щью волюмометра Скотта Apparent Density of Metal Powders and Compounds Using the Scott Volumeter
В 330-88 Метод определения среднего размера частиц порошков тугоплавких металлов с помощью прибора Фишера Average Particle Size of Powders of Refractory Metals and Their Com- pounds by the Fisher Sub-Sieve Sizer
В 331-95 Метод определения прессуемости метал- лических порошков при одноосном сжа- тии Compressibility of Metal Powders in Uniaxial Compaction
Е 384-89 Метод определения микротвердости ма- териалов Microhardness of Materials
В 390-92 Способ оценки размеров и распределения зерен в спеченных карбидах вольфрама Evaluating Apparent Grain Size and Distribution of Cemented Tungsten Carbides
В 406-96 Определение сопротивления спеченных карбидов поперечному излому Transverse Rupture Strength of Ce- mented Carbides
В 417-89 Определение кажущейся плотности ме- таллических порошков Apparent Density of Non-Free- Flowing Metal Powders
В 430-95 Определение распределения частиц по- рошков тугоплавких металлов методом седиментации Particle Size Distribution of Refrac- tory Metal Powders and Related Compounds by Turbidimetry
В 438-95 Технические требования к спеченным бронзовым подшипникам, пропитанным маслом Sintered Bronze Bearings (Oil- Impregnated)
В 439-95 Технические требования к спеченным железным подшипникам, пропитанным маслом Iron-Base Sintered Bearings (Oil- Impregnated)
В 458-83 Технические требования к спеченным конструкционным деталям из никель- серебряного сплава Sintered Nickel Silver Structural Parts
В 527-93 Метод определения плотности утряски порошков тугоплавких металлов и соеди- нений Determination of Tap Density of Metallic Powders and Compounds
В 595-95 Технические требования к спеченным конструкционным деталям из алюминия Sintered Aluminum Structural Parts
В 610-93 Метод определения размерных измене- ний прессовок из металлических порош- ков при спекании Measuring Dimensional Change of Metal Powder Specimens Due to Sintered
В 611-85 Метод определения устойчивости к исти- ранию спеченных карбидов Abrasive Wear Resistance of Ce- mented Carbides
В 612-91 Технические требования к спеченным подшипникам из железистой бронзы, пропитанным маслом Iron Bronze Sintered Bearings (Oil- Impregnated)
В 665-92 Способ приготовления образцов для ме- таллографии из спеченных карбидов Metallographic Sample Preparation of Cemented Tungsten Carbides
В 657-92 Метод металлографического определения микроструктуры спеченных карбидов Metallographic Determination of Microstructure in Cemented Tungsten Carbides
В 703-94 Метод определения кажущейся плотно- сти металлических порошков с использо- ванием прибора Арнольда Apparent Density of Powders Using Arnold Meter
В 715-96 Технические требования к спеченным конструкционным медным деталям для электротехники Sintered Copper Structural Parts for Electrical Conductivity Applications
Продолжение табл. 1.3
Номер стан- дарта ASTM Наименование стандарта
В 771-87 Метод определения стойкости к раз- рушению стержней из спеченных карби- дов Short Rod Fracture Toughness of Cemented Carbides
В 782-94 Технические требования к спеченным железо-углеродным подшипникам, про- питанным маслом Iron Graphite Sintered Bearings (Oil- Impregnated)
В 783-93 Технические требования к материалам для спеченных конструкционных желез- ных деталей Materials for Ferrous Powder Metal- lurgy (P/M) Structural Parts
В 795-93 Метод определения примесей несплав- ленного железа в низколегированных порошковых кованых стальных деталях Determining the Percentage of Al- loyed or Unalloyed Iron Contamina- tion Present in Powder Forged (P/F) Steel Parts
В 796-93 Метод определения уровня неметалличе- ских включений в низколегированных порошковых кованых деталях Nonmetallic Inclusion Level of Pow- der Forged (P/F) Steel Parts
В 797-93 Метод определения глубины прораста- ния поверхностных оксидов и наличия оксидной сетки в низколегирован- ных порошковых кованых стальных дета- лях Surface Finger Oxide Penetration Depth and Presence of Interparticle Oxide Networks in Powder Forged (P/F) Steel Parts
В 817-93 Технические требования к конструкци- онным деталям из порошковых титано- вых сплавов Powder Metallurgy (P/M) Titanium Alloy Structural Components
В 821-92 Руководство по распределению в жидко- сти металлических порошков и родствен- ных соединений для определения разме- ров частиц Liquid Dispersion of Metal Powders and Related Compounds for Particle Size Analysis
В 822-92 Метод определения распределения по размерам частиц металлических порош- ков и родственных соединений путем рассеивания света Particle Size Distribution of Metal Powders and Related Compounds by Light Scattering
В 823-93 Технические требования к материалам для конструкционных порошковых дета- лей из цветных металлов Materials for Nonferrous Powder Metallurgy (P/M) Structural Parts
В 848-94 Технические требования к порошковым кованым конструкционным деталям Powder Forged (P/F) Ferrous Struc- tural Parts
В 853-94 Технические требования к конструкци- онным деталям из порошковой борсо- держащей нержавеющей стали Powder Metallurgy (P/M) Boron Stainless Steel Structural Components
В 855-94 Метод определения скорости течения металлических порошков с исполь- зованием прибора Арнольда и воронки Холла Volumetric Flow Rate of Metal Pow- ders Using Arnold Meter and Hall Funnel
В 859-95 Способ разрушения агломератов в по- рошках тугоплавких металлов и их со- единений для определения размеров час- тиц De-Agglomeration of Refractory Metal Powders and Their Compounds Prior to Particle
Западная Европа. Страны Западной Европы, в том числе страны - члены Европей-
ского Экономического Сообщества, в 1961 г. образовали Европейский комитет по
стандартизации (СЕН).
В 1989 г. Генеральная Ассамблея СЕН (Интернет - http://www.cenorm.be) под-
твердила необходимость создавать, насколько это возможно, Европейские стан-
дарты на базе международных под лозунгом: «Делай один раз, делай правильно,
делай международно». В целях устранения дублирования страны - члены СЕН
(все они, за исключением Люксембурга, являются членами ИСО - см. табл. 1.4)
подписали с ИСО ряд соглашений об обмене технической информацией и коорди-
нации работ, создали гибкую систему своевременного отказа от разработки регио-
нальных стандартов при целесообразности решения проблемы на международном
уровне.
Только при отсутствии необходимых стандартов или если они окажутся неполны-
ми, слишком общими, СЕН предпринимает разработку регионального стандарта с по-
следующим отстаиванием своей позиции в ИСО.
Координация работ между ИСО и СЕН, предусмотренная соглашением между ука-
занными организациями по стандартизации, в том числе Лиссабонским 1989 г., пере-
росла в кооперацию по созданию международных стандартов в соответствии с новым
Венским соглашением 1991 г. Венское соглашение предусматривает четкий порядок
параллельного голосования при разработке стандартов в ИСО и СЕН и создание со-
вместных рабочих групп по разработке стандартов.
В связи с образованием единого Европейского экономического пространства евро-
пейские страны уделяют первостепенное внимание разработке и применению стан-
дартов СЕН.
Восточная Европа и Северная Азия. Во все время существования СССР вопросам
стандартизации, начиная с середины 20-х годов прошлого века, в условиях плановой
экономики уделялось особое внимание. В области порошковой металлургии первые
общесоюзные стандарты были созданы в 30-х годах. За прошедшие годы в стране был
создан современный комплекс государственных стандартов в области порошковой ме-
таллургии.
Независимые государства, образовавшиеся в результате распада СССР, получили в
наследство единые стандарты, действующие на огромном экономическом пространст-
Таблица 1.4. Страны - члены Европейского комитета по стандартизации
Страна Количество голосов Членство в ЕЭС
Австрия 5 X
Бельгия 5 X
Великобритания 10 X
Германия 10 X
Греция 5 X
Дания 3 X
Ирландия 3 X
Испания 8 X
Исландия 1 —
Италия 10 X
Люксембург 2 X
Нидерланды 5 X
Норвегия 3 —
Португалия 5 X
Финляндия 3 —
Франция 10 X
Швеция 5 —
Швейцария 5 -
ве Восточной Европы и Северной Азии. 100 %-ная унификация практически всех
стандартов, к которой стремятся западноевропейские страны, существует в системе
государственных стандартов «ГОСТ», которые практически стали международными.
Разработку государственных стандартов ведут специалисты ТК 150 «Порошковая ме-
таллургия» (секретариат - Украина).
1.5. Управление качеством по стандартам ИСО серии 9000
Качество является господствующей идеей, пронизывающей деятельность пере-
довых фирм по производству и применению материалов. Понятие качества относит-
ся не только к конечной продукции, а распространяется и на творческий процесс
создания новых материалов, обслуживание покупателей, стабильность и надеж-
ность поставок.
Утвержденный ИСО комплекс стандартов на системы управления качеством серии
9000 (Интернет - http:// www.asgc.org) играет важнейшую роль в создании на пред-
приятии системы управления качеством, ее сертификации независимой организацией,
а также в взаимопризнании сертификатов на применяемую систему управления каче-
ством.
Система управления качеством, сертифицированная на соответствие требованиям
международного стандарта ИСО 9000, гарантирует, что предприятие располагает чет-
ко установленными методами работы для обеспечения стабильности и надежности
качества, начиная с разработки продукции, приема сырья, вплоть до поставок готовой
продукции с последующим обслуживанием.
Сертификат соответствия требованиям ИСО 9000, выдаваемый, как правило, на-
циональной организацией по стандартизации, доказывает, что основные подразделе-
ния предприятия действуют по инструкциям, которые определяют политику качества
и структуру системы качества, содержат подробные указания по практическому вы-
полнению всех требований системы персоналом предприятия.
Контроль выполнения всех требований системы управления качеством осуществ-
ляется организацией, выдавшей сертификат, не реже двух раз в год.
Важную роль в признании результатов испытаний, проводимых в лабораториях
или на испытательных станциях, играет сертификат о внедрении системы обеспече-
ния качества, согласно требованиям стандартов ИСО серии 9000. Хотя эти стандарты
разработаны прежде всего для промышленности, их универсальный характер предпо-
лагает использование и в других сферах деятельности.
Известно, что стандарты ИСО на системы качества предусматривают критерии ка-
чества с учетом использования оптимальных международно признанных методик
достижения стабильных результатов. Согласно стандартам серии 9000, в организаци-
онных документах лабораторий должны быть закреплены полномочия и ответствен-
ность работников управления и производства за высокую квалификацию специали-
стов, качество, сохранность оборудования и материалов.
В международных стандартах серии 9000 большое внимание уделяется оценке
деятельности субподрядных организаций. Требования к качеству должны быть чет-
ко определены в договорах на поставку продукции. Указанные стандарты ориенти-
руют на то, чтобы в договорах с поставщиками были четко установлены порядок ре-
шения всех спорных вопросов, право на расторжение договоров одной из сторон,
если поставляемая продукция некачественна или не доставлена в заранее опреде-
ленные сроки.
Должна быть установлена жесткая ответственность за поставку материалов и
приборов со скрытыми дефектами, не выявленными в ходе проверки, если они
явились причиной ухудшения качества изделий. Для предприятий должны быть
документированы все технологии изготовления изделий и допустимый разброс ре-
зультатов.
Управление качеством предусматривает регулярную проверку состояния приме-
няемых приборов и оборудования. Главная цель контроля - выявление и устранение
возможных причин получения нестандартных изделий.
1.6. Экологическое управление по стандартам ИСО серии 14000
Экологические проблемы любого производственного предприятия сегодня стали
не только его внутренним делом. Эти проблемы волнуют общественность, экологиче-
ские штрафы прямо влияют на себестоимость продукции.
Первым национальным стандартом, устанавливающим систему экологического
управления на предприятии, является британский стандарт BS 7750:1992 «Система
экологического управления». Стандарт охватывает все стороны деятельности пред-
приятия: осуществляется регистрация выбросов в атмосферу и сбросов сточных вод,
проводится тщательный экологический анализ работы предприятия, назначается ру-
ководитель, персонально ответственный за соблюдение требований стандарта. Стан-
дарт вводит особый порядок управления предприятием, аналогичный порядку управ-
ления, согласно стандартам ИСО серии 9000 - на предприятии организуется целена-
правленная работа по снижению загрязнения окружающей среды.
В ИСО экологические стандарты разрабатывают несколько технических комитетов:
Номер ТК ИСО
22
35
43
61
85
108
116
146
147
156
190
200
207
Наименование технического комитета
Дорожный транспорт
Лаки и краски
Акустика
Пластмассы
Атомная энергия
Механические вибрации и удар
Нагревательные приборы помещений
Качество воздуха
Качество воды
Коррозия металлов и сплавов
Качество почвы
Твердые отходы
Экологическое управление
В целях координации их деятельности, а также разработки систем экологиче-
ского управления и экологической сертификации в 1993 г. был создан технический
комитет ИСО /ТК 207 «Экологическое управление», структура которого представ-
лена ниже:
Технический комитет ИСО/ТК 207 «Экологическое управление»
Секретариат Канада
ПК 1 ПК 4
Система экологического управления Оценка характеристик экологичности
Великобритания США
ПК 2
Экологический аудит
Нидерланды
ПКЗ
Экологическая маркировка
Австралия
ПК 5
Оценка жизненного цикла
Франция
ПК 6
Термины и определения
Норвегия
Основной целью ИСО/ТК 207 является разработка комплекса стандартов ИСО се-
рии 14000, устанавливающего систему экологического управления на предприятии,
аналогичной системе управления качеством по стандартам ИСО серии 9000.
Стандарты ИСО серии 14000 (Интернет-http://www.isol4000.net) предусматрива-
ют создание на каждом предприятии или фирме системы экологического управления,
которая должна быть сертифицирована независимой организацией-аудитором. Нали-
чие сертифицированной системы экологического управления позволит отечествен-
ным предприятиям, экспортирующим свою продукцию на рынки ЕС и США, избе-
жать запрета на импорт или экономических санкций.
ЕС уже принял решение, что все компании и фирмы стран союза должны иметь у
себя систему экологического управления к 1996 г.
В 1992 г. Комиссией ЕС утверждены правила экологического этикирования потре-
бительских товаров, представляющих определенную опасность для окружающей сре-
ды (моющие средства, лаки и краски, бумага и т.п.), но которые благодаря мерам,
предпринятым компанией-производителем, стали обладать определенными экологи-
ческими достоинствами.
Сейчас опубликован стандарт ИСО 14001:1996 «Системы экологического управле-
ния. Требования и руководство по использованию», который устанавливает основные
положения экологического управления. В ИСО 14004:1996 «Системы экологического
управления. Руководство по принципам организации и методам обеспечения функ-
ционирования» рассматриваются основные положения экологической политики пред-
приятия, принципы формирования программ и планов экологического управления,
действия специалистов предприятия по обеспечению функционирования системы
экологического управления и мероприятия по ее дальнейшему совершенствованию.
ИСО 14010 устанавливает основные принципы экологического аудита, ИСО 14011
регламентирует методику аудита систем экологического управления, а ИСО 14012 ус-
танавливает требования к квалификации аудиторов.
Правила экологической маркировки изложены в стандартах ИСО 14020, ИСО
14021 и ИСО 14024, которые устанавливают основные термины и определения в об-
ласти подготовки декларации-заявки. В указанных стандартах рассматриваются основ-
ные принципы специальной экологической маркировки продукции, критерии экологи-
ческой чистоты продукции, методы оценки воздействия на окружающую среду на всех
стадиях жизненного цикла продукции, правила рассмотрения документации на марки-
ровку продукции, вопросы надзора за соблюдением требований к владельцу знака.
Необходимо отметить, что во многих европейских странах продукция, которая
представляет собой определенную опасность для окружающей среды, уже маркирует-
ся европейским или региональным экологическим знаками.
ИСО 14040 ориентирует специалистов-разработчиков изделий на учет экологиче-
ских требований на всех стадиях жизненного цикла изделий.
В связи с введением международной системы экологической сертификации про-
дукции в США начаты работы по увязке национальной системы экологической серти-
фикации с требованиями ИСО в целях координации экологических работ между тех-
ническими комитетами ASTM, которые разработали более 500 стандартов в области
охраны окружающей среды.
Введение экологической сертификации в соответствии с требованиями стандартов
ИСО серии 14000 будет способствовать снижению антропогенного воздействия на
водную среду.
1.7. Безопасность работ и утилизация отходов
Во многих странах существует строгое законодательство по охране здоровья пер-
сонала при работе с вредными веществами.
Содержание вредных веществ в рабочей зоне строго регламентировано националь-
ными законами, а методы их контроля стандартизируются на международном уровне.
В США, согласно закону «Стандарт оповещения об опасности», все рабочие долж-
ны быть оповещены о производственных опасностях. По этому закону работодатель
обязан информировать своих сотрудников о потенциальных опасностях на их рабочем
месте следующим образом:
обеспечить каждое рабочее место списком используемых на нем опасных химиче-
ских веществ и программой выполнения требований по технике безопасности;
обеспечить каждое рабочее место картой по технике безопасности, написанной на
национальном языке рабочего;
ознакомить каждого рабочего с требованиями по технике безопасности, подгото-
вить документ об ознакомлении, а также плакаты по индивидуальным средствам за-
щиты.
Рабочий имеет право обращаться в Администрацию по охране здоровья и безопас-
ности профессионалов с жалобой в случае нарушения предпринимателем требований
этого стандарта.
На производстве предприниматели обязаны монтировать специальные установки
по очистке воздуха от органических растворителей, переходить на экологически безо-
пасные технологии или переносить вредное производство в другие страны с менее
жестким законодательством.
Предприятия США, на которых образуются вредные отходы объемом от 100 до
1000 кг в месяц, согласно нормам Агентства по охране окружающей среды (ЕРА), обя-
заны выполнять процедуры по их обработке и ликвидации.
В целом жесткие меры по охране здоровья рабочих и охране окружающей среды
позволили уменьшить загрязнение рабочей зоны вредными веществами, повысить эф-
фективность и качество работы.
В Российской Федерации многие государственные стандарты, в том числе и в об-
суждаемой области, приведены в соответствие с ИСО. Этот процесс продолжается и
интенсифицируется.
В настоящем справочнике во всех возможных случаях при обсуждении ГОСТов
указывается их соответствие ИСО.
Раздел 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СВОЙСТВ ПОРОШКОВ
И ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ
Металлические порошки - это полидисперсные системы, состоящие из частиц раз-
личной крупности; диапазон размеров частиц порошков, получаемых различными
способами, очень широк. В зависимости от набора размеров частиц порошки харак-
теризуются фракционным или гранулометрическим составом. Фракция - это диапа-
зон размеров частиц между их максимальным и минимальным значениями. Грануло-
метрический состав - это процентное содержание частиц порошка во фракциях по от-
ношению к их общему количеству.
Для обеспечения оптимальной плотности засыпки и прессуемости порошков нуж-
но соблюсти определенное соотношение разных частиц. Поэтому исходные порошки
сначала делят на фракции, а затем смешивают, составляя требуемое соотношение.
2.1. Отбор проб порошков
Порядок отбора проб порошков и деления взятых проб на части, необходимые для
опытов, устанавливает ГОСТ 23148.
В стандарте используются следующие определения:
Партия Количество порошка, изготавливаемое при одинаковых условиях
Групповая проба Количество порошка, забираемое пробоотборником в отдельной партии
Суммарная проба Совокупность групповых проб данной партии порошка
Усредненная проба Полностью гомогенизированная суммарная проба или ее
Опытная проба характерная часть Часть усредненной пробы для определения заданной
Единичная проба характеристики материала или для изготовления анализируемого образца Количество порошка, которое отбирается для проведения определенного анализа опытной пробы
Из партии, размещаемой в контейнерах, статистически выбирают количество кон-
тейнеров для отбора проб в соответствии с приведенными ниже данными:
Количество контейнеров на партию Количество Количество Количество контейнеров для контейнеров на контейнеров для отбора групповой партию отбора групповой пробы пробы
1-5 6-11 12-20 21-35 36-60 Все 61-99 9 5 100-149 10 6 150-199 11 7 200-299 12 8 300-399 13
П и1° сз'сд |
Рис. 2.1. Схема отбора проб по-
рошка:
1 - партия; 2 - групповая проба; 3 -
суммарная проба; 4 - гомоге-
низированная проба; 5 - усредненная
проба; 6 - опытная проба; 7 -
отдельная проба; 8 - опытный образец
На каждые 100 дополнительных контейнеров в
партии для отбора пробы включают дополнитель-
ный контейнер. Схема пробоотбора показана на
рис. 2.1.
Если партия порошка выгружается непрерыв-
ным потоком, то отбор проб можно производить
при разгрузке. Групповую пробу берут с регуляр-
ными интервалами в течение разгрузки; количест-
во проб зависит от необходимой степени точности,
но необходимо сделать, по крайней мере, три груп-
повые пробы; в начале разгрузки, в середине и не-
задолго до окончания разгрузки.
Отбор групповой пробы следует проводить таким
образом, чтобы усредненная проба точно характери-
зовала всю партию. При отборе проб не должны из-
меняться свойства порошка; поверхность пробоот-
борника должна быть чистой и гладкой. Форма про-
боотборника зависит от текучести порошка. На рис.
2.2 и 2.3 показаны два варианта пробоотборника. Для
порошка с хорошей текучестью подходит пробоот-
борник, показанный на рис 2.2. Он состоит из внут-
ренней и внешней труб, закрытых с нижнего конца и
имеющих сбоку продольный разрез. Пипетка запол-
няется снизу вверх, после этого разрез закрывается, и
пипетку убирают. Содержимое пробоотборника раз-
гружают в контейнер для суммарной пробы.
Рис. 2.3. Пробоотборник - труба
Рис. 2.2. Пробоотборник конусный с пипеткой
Рис. 2.4. Приспособление для деления Рис. 2.5. Делитель пробы
пробы на 4 части
Пробоотборник, показанный на рис. 2.3, - труба с открытым концом; его применя-
ют для порошка, прилипающего при выгрузке к трубе. Если высота насыпанного по-
рошка превышает высоту разреза на пробоотборнике, необходимо брать несколько
групповых проб, на каждой глубине. При возможном расслоении порошка в направ-
лении отбора нужно брать одинаковое количество порошка из каждого слоя.
На рис. 2.4-2.7 показаны примеры устройств для деления пробы.
Рис. 2.6. Ротационный делитель пробы
Рис. 2.7. Делитель пробы с вращающимся
конусом
Для усреднения отобранную пробу порошка через воронку насыпают на чистую
плоскую поверхность. Образовавшийся конус уплотняют на 1/4 его высоты, надавли-
вая на вершину конуса плоской пластиной. Уплотненный порошок делится на четыре
части с помощью жесткой крестовины с перпендикулярными ребрами. Центр кресто-
вины накладывают на центр уплотненного порошка и, надавливая сверху на кресто-
вину, делят порошок на четыре квадранта. Порошок из двух противоположных квад-
рантов объединяют в общую пробу, которую в свою очередь делят на пробу для испы-
таний и резервную пробу. Резервную пробу хранят в герметично закрытой стеклянной
банке.
2.2. Насыпная плотность
Насыпная плотность - это масса единицы объема свободно насыпанного по-
рошка. Она определяется плотностью материала порошка, размером и формой его
частиц, плотностью их укладки и состоянием поверхности. Более высокую насып-
ную плотность обеспечивают сферические частицы. Для полидисперсных порош-
ков существует оптимальный гранулометрический состав, обеспечивающий макси-
мальную насыпную плотность, когда мелкие частицы заполняют пустоты между
крупными.
От насыпной плотности порошка зависят производительность прессов и размеры
транспортирующих и запасных емкостей для порошка. По величине насыпной плот-
ности судят о пригодности порошков для шликерного литья и для спекания свободно
насыпанных порошков.
ГОСТ 19440 устанавливает два способа определения насыпной плотности.
Сущность метода в обоих случаях состоит в измерении массы определенного ко-
личества порошка, заполняющего целиком в свободно насыпанном состоянии емкость
известного объема. Первый способ описывает определение насыпной плотности с по-
мощью воронки - второй с помощью волюмометра Скотта.
Определение насыпной плотности с помощью воронки
Этот метод предназначен для металлических порошков, свободно протекающих
через отверстие диаметром 2,5 мм. Он может также быть использован для порошков,
которые с трудом протекают через отверстие диаметром 2,5 мм, но свободно протека-
ют через отверстие диаметром 5 мм.
Для определения используют две воронки: одну с отверстием диаметром 2,5±0,05 мм,
другую с отверстием диаметром 5±0,05 мм и цилиндрическую емкость вместимостью
25±0,05 см3 и внутренним диаметром 30±1 мм. Воронки и емкость должны быть вы-
полнены из немагнитного коррозионностойкого материала. Твердость материала и
толщина стенок должны быть достаточными, чтобы противостоять деформации и
чрезмерному износу. Внутренние поверхности емкости и воронок должны быть от-
шлифованы. Воронка (рис. 2.8) и емкость закрепляются в стойке с горизонтальным
виброустойчивым основанием, как показано на рис. 2.9, при этом стойка фиксирует
отверстие воронки на высоте 25 мм от верхнего края емкости; емкость и воронка ус-
танавливаются соосно.
Для выполнения исследования на трех испытуемых порциях проба должна быть
объемом не менее 100 см3.
Испытание проводят следующим образом. Воронку с отверстием диаметром 2,5 мм
заполняют порошком, закрыв выходное отверстие сухим пальцем. Затем пропускают
порошок в емкость до тех пор, пока она не заполнится и порошок не начнет пересы-
паться. С помощью немагнитной линейки выравнивают поверхность порошка одно-
Рис. 2.9. Схема устройства для определения
насыпной плотности
кратным движением, не оказывая давления на порошок и следя за тем, чтобы емкость
не подвергалась встряхиванию и вибрации. После выравнивания поверхности порош-
ка нужно слегка постучать по емкости, чтобы порошок осел и не рассыпался при пе-
ремещении. На емкости снаружи не должно быть прилипших частиц.
Массу порошка определяют с точностью до 0,05 г; определение выполняют на
трех испытуемых порциях.
Если порошок не протекает через воронку с отверстием диаметром 2,5 мм, то следу-
ет использовать воронку с выходным отверстием диаметром 5 мм. Если порошок не
протекает через эту воронку, то вызывают его течение, протолкнув один раз через во-
ронку сверху вниз проволоку диаметром 1 мм. Проволока не должна достигать емкости.
Насыпную плотность вычисляют по уравнению
ряг = m/V= w/25,
где рас - насыпная плотность, полученная методом воронки; т - масса порошка, г; V-
объем емкости, см3 (V= 25 см3).
Определение насыпной плотности с помощью волюмометра Скотта
Метод применим к порошкам, которые не протекают свободно через отверстие
диаметром 5 мм (см. ИСО 3923/1).
В данном методе свободно насыпанное состояние порошка получается при запол-
нении емкости путем последовательного прохождения порошка через систему на-
клонных пластин волюмометра Скотта. Его конструкция приведена на рис. 2.10 (раз-
меры, указанные с допусками, являются обязательными). В состав прибора входят во-
ронка с большим и малым конусами, разделенными цилиндрической частью вмести-
мостью 25±0,05 см3 и внутренним диаметром 30±1 мм. В воронке также есть латун-
ное сито с отверстиями размером 1,18 мм, коробка квадратного сечения с четырьмя
2 - 1504
Вид спереди
Вид сбоку
Рис. 2.10. Волюмометр Скотта:
1 - латунное сито; 2 - стеклянная сторона; 3 - цилиндрическая емкость; 4 - нижняя воронка
квадратного сечения, приблизительные размеры от 45 до 12,5 мм; 5 - две стеклянные стороны,
приблизительные размеры 2x4x142 мм; 6-две деревянные стороны, приблизительные размеры
8x58x158 мм; 7 - малая воронка; 8 - большая воронка
стеклянными наклонными пластинками, которые размещены и удерживаются с помо-
щью пазов на противоположных ее сторонах таким образом, что их можно легко вы-
нимать и чистить. Пластинки установлены так, что порошок последовательно падает
на каждую из них, вследствие чего падение порошка прерывается, а скорость его по-
тока уменьшается. При этом порошок не должен проходить между верхним краем
стеклянных пластинок и сторонами коробки, а нижние края стеклянных пластинок
находятся или на одной линии, или слегка перекрываются в вертикальной плоскости.
Требования при выборе материала емкости и воронки и обработке их внутренних
поверхностей те же, что и в первом методе.
Проведение испытаний
С помощью шпателя осторожно насыпают порошок в воронку до тех пор, пока ем-
кость не заполнится и порошок не начнет пересыпаться. Если порошок не течет сво-
бодно через воронку, его прохождение можно облегчить легким протиранием мягкой
щеточкой (если при этом порошок не течет через сито, то метод определения с помо-
щью волюмометра Скотта не применим к данному порошку).
Порошок выравнивают линейкой, следя за тем, чтобы не вычерпать и не уплот-
нить его и не толкнуть или не встряхнуть емкость. После выравнивания поверхно-
сти следует слегка постучать по емкости, чтобы порошок осел и не рассыпался при
перемещении. Необходимо убедиться в том, что снаружи емкости нет прилипших
частиц.
Массу порошка определяют с точностью до 0,05 г. Определение выполняют на
трех испытуемых порциях, объем порции для испытания не менее 100 см3. Насыпную
плотность вычисляют по формуле
Pas = ^/И= w/25,
где ра5 - насыпная плотность, определенная с помощью волюмометра Скотта, г/см3;
т - масса порошка, г; V - объем емкости, см3.
Записывают среднее арифметическое значение трех определений с точностью до
0,01 г/см3, а также наибольший и наименьший результаты, если расхождение между
ними превышает 1 % от среднего значения.
Отчет об испытании
В отчете должны быть отражены:
ссылка на соответствующую часть ГОСТ 19440;
все детали, необходимые для идентификации испытуемой пробы;
порядок выполнения сушки, если порошок сушили;
полученный результат;
все операции, не указанные в данной части ГОСТ 19440, или операции, рассмат-
риваемые как необязательные;
детали любого явления, которое могло бы повлиять на результат.
2.3. Насыпная плотность после утряски
Метод определения плотности утряски, т.е. плотности порошка, который подвер-
гается утряске в контейнере при определенных условиях, устанавливает ГОСТ 25279.
Количество порошка для испытания в зависимости от его насыпной плотности указа-
но в табл. 2.1.
Для определения плотности утряски используют градуированный стеклянный ци-
линдр емкостью 100 см3 с высотой градуированной части приблизительно 175 мм.
Для порошков, насыпная плотность которых превышает 4 г/см3 используют цилиндр
Таблица 2.1. Количество порошка для определения насыпной плотности
Вместимость цилиндра, см3 Насыпная плотность, г/см3 Масса испытуемой порции, г
100 > 1 100±0,5
100 < 1 50±0,2
25 >7 100±0,5
25 От 2 до 7 50±0,2
25 От 0,8 до 2 20±0,1
25 <0,8 10±0,1
Рис. 2.11. Прибор для определения
плотности утряски:
] - направляющий подшипник; 2 -
градуированный мерный цилиндр; 3 -
держатель с направляющим пальцем;
4 - высота хода; 5 - наковальня
(стальная); б - кулачок
емкостью 25 см3 с высотой градуированной час-
ти около 135 мм. Этот цилиндр можно использо-
вать и для порошков меньшей насыпной плотно-
сти.
Проведение испытаний
Утряску следует выполнять таким образом,
чтобы уплотнение порошка происходило без раз-
рыхления поверхностных слоев. Амплитуда ут-
ряски должна составлять 3 мм, а частота - от 100
до 300 ударов в минуту. Пример устройства для
утряски показан на рис 2.11.
Перед испытанием внутреннюю сторону ци-
линдра очищают подходящей щеткой или при не-
обходимости промывают растворителем и тща-
тельно высушивают. Взвешивают пробу с точно-
стью до 0,1 г и помещают порошок в градуиро-
ванный цилиндр, следя за тем, чтобы образова-
лась ровная поверхность порошка. Цилиндр ус-
танавливают в устройстве для утряски и встряхи-
вают его до тех пор, пока не прекратится умень-
шение объема.
По соглашению утряску можно выполнять
вручную, ударяя стеклянным цилиндром по твер-
дой резиновой пластинке (около 100x100x5 мм) до
тех пор, пока не прекратится уменьшение объема.
Если поверхность порошка после утряски на-
ходится на одном уровне, записывают показания
объема, в противном случае объем утряски вы-
числяют как среднюю величину объемов, соот-
ветствующих наибольшему и наименьшему
уровням поверхности утряски.
Плотность утряски определяют по уравнению
=
где Q( - плотность утряски, г/см3; т - масса порошка, г; V-объем порошка после ут-
ряски, см3.
Вычисляют среднее арифметическое значение трех результатов, округленных с
точностью до 0,1 г/см3 для величин до 4 г/см3 включительно и с точностью до 0,2 г/см3
для величин, превышающих 4 г/см3.
Отчет об испытании
В отчете должны быть отражены:
ссылка на ГОСТ 25279;
полное описание образца;
описание процесса сушки, если порошок сушили;
емкость цилиндра, масса испытуемой пробы и ссылка на использованный метод;
полученный результат;
все операции, не предусмотренные стандартом или рассматриваемые как необяза-
тельные;
любые обстоятельства, способные повлиять на результат.
2.4. Прессуемость порошков при одноосном сжатии
Метод определения прессуемости порошка (кроме порошков твердых сплавов)
при одноосном сжатии в пресс-форме устанавливает ГОСТ 25280. Метод заключает-
ся в двустороннем прессовании порошка в пресс-форме под однократным или много-
кратным давлением.
После выпрессовывания определяют плотность прессовки. Полученное значение
плотности в первом случае представляет собой прессуемость порошка при указанном
давлении. Значения плотности во втором случае можно использовать для построения
кривой прессуемости порошка, т.е. графика плотности как функции давления прессо-
вания.
Для прессования порошков используют пресс-форму из твердого сплава или ин-
струментальной стали и два пуансона для получения цилиндрических и прямо-
угольных прессовок. Цилиндрическая пресс-форма (рис. 2.12) должна обеспечи-
вать изготовление прессовок диаметром 20-26 мм и с отношением высоты к диа-
метру 0,8-1,0. Прямоугольная пресс-форма (рис. 2.13) должна обеспечивать изго-
товление прессовок размерами 30x12 мм и толщиной 5-7 мм. Формование образ-
цов проводят на прессе усилием до 500 кН с погрешностью регистрации усилия не
более ±2 %, регулируемом при равномерном возрастании усилия со скоростью не
более 50 кН/с.
Построение кривой прессуемости
Для построения кривой прессуемости порошка при многократном давлении при-
лагаемые усилия должны быть 200, 400, 500, 600 и 800 Н/мм2. Если требуется опре-
делить прессуемость при однократном давлении, ее следует измерять при одном из
указанных значений давления.
После выпрессовывания образцы взвешивают с погрешностью ±0,001 г и измеря-
ют микрометром с погрешностью ±0,001 мм. Плотность определяют по уравнению
Рр = m/V,
где рр - прессуемость, г/см3; т - масса прессовки, г; V- объем прессовки, см3.
За результат определения прессуемости принимают среднее арифметическое трех
значений плотности, вычисленных с погрешностью 0,01 г/см3 и полученных при ука-
занном давлении прессования. Кривую прессуемости порошка вычерчивают по точ-
кам, представляющим однократные определения (рр) при указанных значениях давле-
ния прессования.
Отчет об определении
В отчете должны быть отражены:
ссылка на ГОСТ 25280;
все детали, необходимые для идентификации пробы;
форма образца для испытания;
название, вид и количество смазки, если она добавляется к порошку; в некоторых
случаях желательно указать способ добавления смазки;
давление прессования;
полученный результат;
все операции, не указанные в настоящем стандарте или считаемые необязатель-
ными;
все случайные факторы, которые могли бы повлиять на результат.
Пресс-форма
Рис. 2.12. Инструмент для изготовления
образца цилиндрической формы
(пример):
1 - нижний пуансон, L = Н + 35 мм; 2 -
верхний пуансон, L = Н - 10 мм; 3 -
металлокерамический твердый сплав; 4 -
стяжное кольцо. Парные детали должны
быть пригнаны и притерты
Рис. 2.13. Инструмент для изготовления
образца прямоугольной формы (пример):
7 - металлокерамический твердый сплав; 2 -
стяжное кольцо; 3 - сталь твердостью HRC от
60 до 62; 4 - верхний пуансон, L = 25; 5 -
нижний пуансон, L = 70. Парные детали
должны быть пригнаны и притерты
2.5. Текучесть порошков
В ГОСТ 20899 изложен метод определения текучести, основанный на регистра-
ции времени истечения через калиброванное отверстие воронки металлических по-
рошков и их смесей, содержащих металлические компоненты. Метод не распростра-
няется на порошки, не создающие непрерывную струю при просыпании через во-
ронку.
Метод основан на определении времени истечения порошков из воронки, самопро-
извольно просыпающихся через калиброванное выходное отверстие.
Отбор и подготовка проб
Пробу отбирают и приготавливают по ГОСТ 9721. Масса пробы должна быть не
менее 500 г. Масса пробы, предназначенная для испытания, должна быть не менее 250 г.
Масса навески для одного испытания должна составлять 50 г.
Порошок испытывают в воздушно-сухом состоянии. Если порошок не соответст-
вует указанному состоянию, то пробу, отобранную от него для испытания, сушат в су-
шильном шкафу, оборудованном контактным термометром, при температуре 105±2 °C
в течение 1 ч, затем охлаждают в эксикаторе до комнатной температуры.
Режимы сушки однородных порошков или порошков с добавками, не допускаю-
щими нагрева до 100 °C, должны быть оговорены специально.
Аппаратура
Для проведения испытания используют следующую аппаратуру:
воронку из стали марки 12Х18Н10Т по ГОСТ 5632 твердостью не менее HV 140,
форма и размеры которой приведены на чертеже;
штатив;
уровень брусковый по ГОСТ 9392;
секундомер с погрешностью до 0,2 с по ГОСТ 5072;
весы лабораторные по ГОСТ 24104.
Проведение испытания
Воронку укрепляют в штативе и устанавливают по уровню на горизонтальном ос-
новании, защищенном от встряхиваний и вибраций. Рабочую поверхность воронки
обезжиривают, протирая ватой, смоченной в бензине.
Испытания необходимо проводить при относительной влажности воздуха не выше
80 %.
Навеску порошка массой 50 г, взвешенную с погрешностью до 0,1 г, высыпают в
воронку с закрытым выходным отверстием. Выходное отверстие открывают, и поро-
шок высыпается в приемник. Начало и конец истечения порошка из воронки фикси-
руют секундомером. Проводят пять параллельных определений.
Обработка результатов
Текучесть порошка (т) в секундах определяют по формуле
т =ft,
где/- корректирующий коэффициент (см. обязательное дополнение 1); t - время ис-
течения порошка, с.
За результат испытания принимают среднее арифметическое значение результатов
пяти определений. Допускаемые расхождения между параллельными определениями
не должны превышать 0,3 с.
Результаты испытания записывают в протокол, в котором должны быть указаны:
наименование и марка порошка;
номер партии;
наименование предприятия-изготовителя;
результаты параллельных определений и средний результат;
обозначение настоящего стандарта;
дата испытания.
Дополнение 1 (обязательное)
Определение коэффициента коррекции.
Воронку калибруют, переливая через нее 100 см3 дистиллированной воды, отме-
ренной пипеткой, и замеряя время переливания. Секундомер останавливают в момент
исчезновения струи.
Температура воды и воздуха должна быть 20±1 °C.
За окончательный результат принимают среднее арифметическое результатов пяти
измерений, расхождения между которыми не должны превышать 0,3 с.
Среднее число секунд считают клеймом воронки «С». Клеймо воронки должно со-
ставлять 25±2 с. Цифровое значение клейма должно быть выбито на воронке.
Коэффициент коррекции неизношенной воронки равен величине 25,3, разделен-
ной на клеймо воронки.
Дополнение 2 (обязательное)
Для получения точных результатов два раза в год необходимо проверять коэффи-
циент коррекции. Если клеймо воронки отличается больше, чем на 0,5 с от предыду-
щего, необходимо установить новый коэффициент коррекции.
Перед определением нового коэффициента коррекции следует установить причи-
ну его изменения. Возрастание времени истечения воды указывает на уменьшение вы-
ходного отверстия воронки, причиной которого может служить появление слоя при-
липшего порошка на внутренней поверхности горловины воронки. Слой следует тща-
тельно удалить и повторно проверить коэффициент коррекции.
Сокращение времени истечения воды указывает на расширение выходного отвер-
стия вследствие износа. Воронку считают изношенной, когда время истечения воды
менее 23,0 с.
2.6. Размеры частиц металлических порошков
В ГОСТ 23402-78 изложен микроскопический метод определения размеров час-
тиц, который распространяется на металлические порошки с размерами частиц от 1
до 100 мкм сферической или полиэдрической формы.
Измерение и подсчет количества частиц проводят под оптическим микроскопом
визуально или автоматически. За размер частицы принимают при визуальном измере-
нии максимальную хорду частицы в горизонтальном или вертикальном направлениях;
при автоматическом измерении - хорду частицы в горизонтальном направлении.
Отбор и подготовка пробы
Пробу для испытаний массой 5-7 г отбирают по ГОСТ 23148. Препарат приготов-
ляют двумя методами:
из сухого порошка;
с использованием суспензии порошка в диспергирующей жидкости.
Препарат готовят из сухого порошка следующим образом: пробу для испытаний
массой 5-7 г тщательно перемешивают на стеклянной плитке, рассыпают полосой
длиной 7-8 см и разделяют на 7 или 8 приблизительно равных частей. Четные части
отбрасывают, а нечетные смешивают и повторно сокращают таким же образом. По-
вторяют до получения пробы массой 0,5-1 г. Затем переносят на кончике стеклянной
палочки небольшое количество порошка на предметное стекло, добавляют 1-2 капли
диспергирующей жидкости, распределяют равномерно смесь палочкой по стеклу, на-
кладывают покровное стекло и надавливают на него осторожно во избежание выхода
больших частиц за пределы стекла. Избыток жидкости удаляют промокательной бу-
магой.
Если перед сокращением пробы для испытаний порошок необходимо дезагломе-
рировать, то способ дезагломерирования указывают в нормативно-технической доку-
ментации на конкретный порошок.
Препарат с использованием суспензии готовят так: пробу для испытаний массой
5-7 г помещают в кювету и добавляют диспергирующей жидкости столько, чтобы по-
лучился микроскопический препарат с количеством частиц в поле зрения, как описа-
но ниже (при сравнении препаратов под микроскопом). Порошок и жидкость переме-
шивают и переносят пипеткой каплю суспензии на предметное стекло, накладывают
покровное стекло и надавливают на него осторожно во избежание выхода больших
частиц за пределы стекла.
Из пробы для испытаний готовят два препарата и сравнивают их под микроскопом.
Если они совпадают, то измерение проводят на одном из них. Считают, что микроско-
пические препараты совпадают, если в поле зрения, ограниченном полем основного
прямоугольника или круга, находится:
от 6 до 30 частиц при измерениях в случае непосредственного визуального наблю-
дения микроскопического изображения;
не более 150 частиц при автоматическом измерении по микроскопическому изо-
бражению на матовом стекле или на экране проектора. При этом расстояние между
частицами должно быть не меньше размера большей из соседствующих между собой
частиц.
При несоблюдении этих условий приготовление микроскопического препарата по-
вторяют.
Оборудование и материалы
При измерении используют проекционные или оптические микроскопы, позво-
ляющие вести наблюдение в проходящем свете или при непосредственном наблюде-
нии. Для измерения частиц размером 1 мкм требуется увеличение х1400. Конструк-
ция микроскопа, объективов и окуляров должна обеспечивать хорошее качество изо-
бражения. Измерения можно проводить по снимкам микроскопических изображений.
Увеличение микроскопа следует подбирать в зависимости от размеров измеряемых
частиц, при этом оно не должно превышать 1000-кратную величину апертуры объек-
тива. Применяемый при измерении конденсор должен иметь апертуру, не меньшую,
чем объектив, с которым он применяется. Для измерения частиц размером 1 мкм тре-
буется увеличение х1400.
Окуляр с микрометрической шкалой.
Счетчик одиннадцатиклавишный (для подсчета лейкоцитарной формулы крови).
Линейка измерительная по ГОСТ 427-75.
Капельница по ГОСТ 25336-82 или пипетка медицинская.
Стекла предметные для микропрепаратов по ГОСТ 9284-75.
Стекла покровные для микропрепаратов по ГОСТ 6672-75.
Бумага промокательная по ГОСТ 6246-82 или фильтровальная лабораторная по
ГОСТ 12026-76.
Вата медицинская гигроскопическая по ГОСТ 5556-81.
Диспергирующая жидкость должна соответствовать следующим требованиям:
не должна растворять частицы испытуемого порошка;
не должна вступать с ним в химическую реакцию;
не должна быть токсичной;
не должна ухудшать качество микроскопического изображения;
должна хорошо смачивать частицы порошка, предотвращая образование агломера-
тов.
Примером диспергирующей жидкости может служить вода, содержащая 1-2 % по-
верхностно-активных веществ, а также глицерин по ГОСТ 6259—75, парафиновое мас-
ло, иммерсионное (кедровое) масло по ГОСТ 13739-78. Для закрепления частиц при
работе с иммерсионными объективами применяют пленкообразующий быстросохну-
щий 4 %-ный раствор коллодия в амилацетате.
Проведение испытаний
Размеры частиц измеряют при непосредственном наблюдении микроскопического
изображения, по микроскопическим снимкам, по изображению на экране проектора.
Интервал размеров частиц разбивают не менее чем на 6 частей (классов). Части-
цы, размер которых соответствует нижнему пределу класса, относят к более мелкому
классу.
Размеры частиц измеряют при непрерывном передвижении препарата или при на-
блюдении отдельных полей зрения. В первом случае препарат перемещают в одном
направлении и считают все частицы, как описано для измерения частиц.
Отдельные поля зрения выбирают на препарате, перемещая его на величину, боль-
шую диагонали прямоугольника или диаметра круга, ограничивающего поле зрения.
Площадь, на которой проводят измерения и счет частиц, равна: при непрерывном пе-
редвижении препарата - длине линейки окуляра, умноженной на длину пути, прой-
денного препаратом от начала до конца процедуры измерения; при наблюдении от-
дельных полей зрения — сумме их площадей.
Если порошок содержит частицы в большом интервале размеров и это из-за недос-
таточной глубины резкости объектива микроскопа не позволяет получать резкое изо-
бражение одновременно всех частиц, то малые и большие частицы наблюдают и из-
меряют при разных увеличениях. При малом увеличении учитывают только большие
частицы, при большом увеличении - только малые частицы.
Результаты измерений при разных увеличениях соответственно пересчитывают,
как описано ниже. Все измерения проводят при трех увеличениях или менее.
Допускается, чтобы в поле зрения находилось не более 150 частиц. Расстояние ме-
жду частицами должно быть не меньше размера большей из соседствующих между
собой частиц. Измерения частиц проводят в поле зрения, ограниченном прямоуголь-
ником или кругом с нанесенным диаметром. Частицу считают принадлежащей к рас-
сматриваемому полю, если она находится на одной из половинок границ поля. Напри-
мер, в случае прямоугольника учитывают частицы, находящиеся внутри его, на левой
вертикальной и верхней горизонтальной сторонах, на пересечении этих сторон и на
другом конце одной из них. Частицы, находящиеся на остальных сторонах и в углах,
не учитывают. В случае круга учитывают все частицы, находящиеся внутри него, а
также все частицы, находящиеся на одной полуокружности и на одном конце прове-
денного диаметра.
При непрерывном передвижении микроскопического препарата измерительной ли-
нейкой служит вертикальная сторона прямоугольника или вертикальная линия микро-
метрической шкалы окуляра. Учитывают частицы, центры которых проходят через дли-
ну линейки, не пропуская ни одной. Не учитывают те частицы, центры которых прохо-
дят вне линейки, хотя частично они могут проходить через концевые точки линейки.
Измерение частиц на отдельных полях зрения производят с помощью линейки на
матовом стекле, на экране проектора или на микроскопических снимках. Линейку пе-
ред применением следует проградуировать с помощью объект-микрометра. Увеличе-
ние должно быть подобрано так, чтобы измеряемые изображения частиц имели раз-
мер не менее 1 мм. Измеряют максимальную хорду частиц в горизонтальном или вер-
тикальном направлениях.
Автоматическое измерение частиц на отдельных полях зрения проводят так же,
как и при использовании линейки. В зависимости от типа счетного устройства изме-
рения и счет могут быть проведены либо на микроскопических изображениях, либо
на микроскопических снимках. Количество измеренных частиц (при использовании
одного увеличения) или расчетное количество измеренных частиц (при использова-
нии двух или трех увеличений) должно быть не менее 625.
Под расчетным количеством частиц понимают количество частиц, отнесенное к
одному выбранному увеличению и рассчитанное по формуле
4> 'СР f р ZM / р \
= IX+2Х # +ZX hr
/=1 /=1 \ 67 /=1 к ^6 J
(использовано три увеличения) или
'ср ( F Л2
У = У .V +УN ,
1 расч ср/ м/ I ’
i=\
(использовано два увеличения)
где jVpac4 - расчетное количество частиц; — количество частиц /-того класса, изме-
ренных при большем увеличении; Ncpi - количество частиц /-того класса, измеренных
при среднем увеличении; NMi - количество частиц /-того класса, измеренных при ма-
лом увеличении; F6 - большое увеличение; Fcp - среднее увеличение; FM - малое уве-
личение; /б, /ср, /м - число классов, просмотренных при данном увеличении.
Число полей зрения, просмотренных при разных увеличениях, должно быть одина-
ковым. Если измерения частиц проводят при непрерывном передвижении препарата, то
при разных увеличениях должны быть просмотрены одинаковые площади препарата.
Если результатом испытаний должно быть объемное (массовое) распределение
частиц по размерам, то класс самых крупных частиц, составляющих не менее 5 %,
принимают за контрольный.
Количество измеренных частиц контрольного класса должно быть таким, как ука-
зано ниже:
Содержание
контрольного класса, %
От 5 до 10
Св. 10 до 15
Св. 15 до 24
Св. 24
Минимальное количество
измеренных частиц
25
50
75
100
Если после измерения 625 частиц число их в контрольном классе меньше, чем тре-
буется, то следует на дополнительно выбранных полях зрения или на дополнительных
площадях препарата провести дальнейшее измерение частиц с размерами только кон-
трольного класса с тем, чтобы получить необходимое количество частиц.
Обработка результатов
Количественное распределение частиц по размерам получают, относя количество
измеренных частиц /-того класса к общему количеству измеренных частиц.
Общее количество измеренных частиц при использовании одного увеличения рав-
но сумме всех измеренных частиц.
Общее количество измеренных частиц при использовании двух или трех увеличе-
ний равно расчетному количеству частиц. Каждое произведение количества измерен-
ных частиц /-того класса на поправочный коэффициент принимают за количество час-
тиц /-того класса.
Средний размер частиц класса равен среднеарифметическому значению верхнего
и нижнего пределов класса.
Объемное (массовое) распределение частиц по размерам получают, возводя в тре-
тью степень средний размер частиц класса и умножая результат на количество частиц
в этом классе, относя полученное произведение к сумме произведений для всех клас-
сов (табл. 2.2).
Объемная доля отдельного класса равна его массовой доле, если частицы порош-
ка имеют одинаковую плотность. При измерении крупных частиц на дополнительных
полях зрения результаты анализа пересчитывают. Для этого количество частиц мел-
ких классов умножают на поправочный коэффициент, равный отношению числа по-
лей зрения, на которых были измерены частицы контрольного класса, к числу полей,
на которых были измерены частицы других классов (табл. 2.3-2.6).
Погрешность измерения возникает из-за конечного количества измеренных час-
тиц. Приведенные в дальнейшем формулы для вычисления этой погрешности спра-
ведливы при условии статистически случайной ориентации частиц в препарате. По-
грешность измерения не должна превышать 2 % как в случае определения количест-
венного, так и объемного (массового) распределения частиц по размерам.
В случае количественного распределения частиц по размерам погрешность изме-
рения SPi вычисляют по формуле
а в случае объемного распределения погрешность измерения вычисляют по формуле
_ g, V2(l-g,/100)
v ЮОрЬ
где Pj - количественная доля частиц /-того класса; ql - объемная (массовая) доля час-
тиц z-того класса; - количество измеренных частиц z-того класса.
Погрешность измерения количественного распределения при подсчете 625 частиц
всегда менее 2 %.
В случае определения масс объемного (массового) распределения частиц по разме-
рам следует для каждого класса величин частиц вычислить погрешность измерения
по приведенным выше формулам независимо от количества просчитанных частиц.
Отчет об испытании
Результаты испытаний оформляют в виде протокола, который должен содержать
следующие данные:
наименование порошка;
результаты испытаний с указанием, в каких процентах они выражены;
указания, были ли в порошке частицы размером < 1 мкм.
Дополнение (рекомендуемое)
Поскольку ошибка в определении содержания классов (32—45) мкм и (45-63) мкм
превысила 2 %, был проведен дополнительный анализ частиц этих классов еще на
трех полях зрения. Окончательный результат анализа дан в табл. 2.4.
Частицы двух последних классов измерялись дополнительно непрерывным мето-
дом на трех полосках, площадь каждой из которых равна площади первой полосы
(табл. 2.4).
Таблица 2.2. Гранулометрический состав порошка, определенный микроскопическим методом при трех увеличениях и наблюдении
отдельных полей зрения на микрофотографиях (измерены линейкой максимальные хорды частиц, параллельные одной из сторон
снимка)
Увеличе- ние Класс измеряемых частиц, мкм Количество частиц, измеренных на отдельных полях Расчетное количество частиц на отдельных полях Расчетное количество частиц при данном увеличении Суммарное количество частиц при данном увеличении Средний размер частиц класса, мкм Количествен- ная доля класса, мкм Количествен- ная доля частиц класса, %
х1400 1,0-1,4 1,5-2,0 0; 0; 0 0 686 1,2 0 0
0; 0; 0
1,4-2,0 2,0-3,0 4; 5; 7 29«=158 1 600 7 1,7 3,6 3,6
3;6;4
2,0-2,8 3,0-4,0 10,13; 8 74[Ш2 = 402 1 600 7 2,4 9,3 12,9
11;15; 17
2,8-4,0 4,0-5,5 12; 23;22 II8m2-642 1 600 J 3,4 14,8 27,7
23; 10; 28
4,0-5,6 5,5-8,0 40; 30; 35 2oof^^| =1088 I 600 J 4,8 25,1 52,8
27; 37; 31
5,6-8,0 8,0-11,5 28; 30; 18 ,44^ = 783 К 600 J 6,80 18,10 70,9
22;31; 15
8,0-11,3 11,5-16,0 16; 18; 26 12!pM=658 k 600 J 9,65 15,20 86,1
19; 25; 17
42; 53; 44
Раздел 2. Определение свойств порошков и порошковых материалов
Продолжение табл. 2.2.
Увеличе- ние Класс измеряемых частиц, мкм Количество частиц, измеренных на отдельных полях Расчетное количество частиц на отдельных полях Расчетное количество частиц при данном увеличении Суммарное количество частиц при данном увеличении Средний размер частиц класса, мкм Количествен- ная доля класса, мкм Количествен- ная доля частиц класса, %
хбОО 11,3-16,0 7,0-9,5 56; 50; 45 290 590 13,65 6,70 92,8
42; 53; 44
16,0-22,4 9,5-13,5 29; 40; 30 214 19,20 4,80 97,7
25; 44; 46
22,4-32,0 13,5-19,0 16; 19; 11 86 27,20 2,00 99,7
12;15; 13
х125 32,0-45,0 4,0-5,5 27; 25; 20 <125У 154 — = 7 <600j 186 38,50 0,20 99,9
21; 30; 31
45,0-63,0 5,5-8,0 4; 6; 7 <125 V 32 — = 2 <6007 54,00 0,10 100,0
5; 7; 3
Всего: 4330
2Урасч=686 + 59о[—1 +18б(-^-)2 =796.
р 114007 \1400/
Металлические порошки и порошковые материале
Таблица 2.3. Гранулометрический состав порошка, определенный микроскопическим методом при одном
увеличении хЗОО наблюдении отдельных полей с помощью окуляр-микрометра
Класс измеряемых частиц, мкм Количество измеренных частиц Средний размер частиц класса, мкм Третья степень среднего размера частиц класса, мкм3 Относительный суммарный объем частиц, мкм3 Массовая (объемная) доля частиц, % Относительная ошибка измерения, %
в отдельных полях зрения суммарное в данном классе
11,0-16,0 102; 86; 95; 87 370 13,65 2,54103 9,40-105 13,0 0,60
16,0-22,4 74; 63; 70: 69 267 19,20 7,08-103 19,54-105 27,2 1,10
22,4-32,0 37; 40; 43: 48 168 27,20 20,12103 33,80 -105 47,1 0,89
32,0-45,0 3; 5; 2; 3 13 38,50 57,07 103 7,427-105 10,4 2,58 >2
45,0-63,0 1;0; 0; 0 1 54,00 157,5О-1О3 1,58 Ю5 2,2 2,15 > 2
Всего: 828 > 625 71,74-105 99,9
Таблица 2.4. Гранулометрический состав порошка (того же, что и в табл. 2.3) после подсчета крупных частиц на
дополнительных полях зрения. Увеличение хЗОО
Класс измеряемых частиц, мкм Количество просмотренных полей Расчетное количество частиц Средний размер частиц класса, мкм Третья степень среднего размера частиц класса, мкм3 Относительный суммарный объем частиц, мкм3 Массовая доля частиц, % Относительная ошибка измерения, %
11,3-16,0 4 370-7/4 = 68 13,65 2,54-103 1,64-106 12,8 0,57
16,0-22,4 4 276-7/4 = 483 19,20 7,08-103 3,42-Ю6 26,9 1,10
22,4-32,0 4 168-7/4 = 294 27,20 20,12-Ю3 5,92-106 46,5 0,87
32,0-45,0 7 13 + 12 = 25 38,50 57,07-103 1,43-106 Н,2 1,98
45,0-63,0 7 1 + 1=2 54,00 157,50-Ю3 0,32-106 2,5 1,72
Всего: 12,73106 99,9
Раздел 2. Определение свойств порошков и порошковых материалов
Таблица 2.5. Гранулометрический состав порошка, определенный микроскопическим методом при непрерывном движении препарата
с использованием окуляр-микрометра. Увеличение х375
Класс измеряемых частиц Количество измеренных частиц класса Количественная доля частиц, % Средняя величина частиц, мкм Третья степень среднего размера частиц класса, мкм3 Относительный суммарный объем частиц, мкм3 Массовая (объемная) доля частиц, % Относительная ошибка измерения, %
действительный, мкм в делениях окуляра
4,0-5,6 1,5-2,0 564 39,9 4,80 110,6 6,2-104 1,6 0,10
5,6-8,0 2,0-3,0 257 18,2 6,80 314,4 8,0 104 2,0 0,12
8,0-11.3 3,0-4,0 254 18,0 9,65 898,6 22,8-104 5,7 0,34
11,3-16,0 4,0-6,0 175 12,4 13,65 2543,0 44,2-104 11,2 0,74
16,0-22,4 6,0-8,5 87 6,1 19,20 7078,0 61,5 104 15,6 1,38
22,4-32,0 8,5-12,0 50 3,6 27,20 20128,0 100,6-104 25,3 2,26
32,0-45,0 12,0-17,0 27 1,8 38,50 57070,0 154,1-Ю4 38,7 3,57
Всего: 1414 >625 100 397,4-104 100,1
Таблица 2.6. Окончательный результат определения гранулометрического состава порошка. Увеличение х375
Класс измеряемых частиц Количество просмотренных полей препарата Расчетное количество частиц Средний размер частиц класса, мкм Третья степень среднего размера частиц класса, мкм3 Относительный суммарный объем частиц, мкм3 Массовая (объемная) доля частиц, % Относи- тельная ошибка измерения, %
действительный, мкм в делениях окуляра
4,0-5,6 1,5-2,0 1 5644 = 2256 4,80 110,6 24,95-104 1,6 0,10
5,6-8,0 2,0-3,0 1 2574= 1028 6,80 314,4 32,32-104 2,0 0,10
8,0-11,3 3,0-4,0 1 2544= 1016 9,65 898,6 91,29-104 5,7 0,10
11,3-16,0 4,0-6,0 1 1754 = 700 13,65 2543,0 178,00-104 Н,2 0,12
16,0-22,4 6,0-8,5 1 874 = 348 19,20 7078,0 264,30-104 15,5 0,69
22,4-32,0 8,5-12,0 4 50 + 51 + 50 + 53 = 204 27,20 20120,0 410,40-104 25,8 1,26
32,0-45,0 12,0-17,0 4 27 + 25 + 26+ 28= 106 38,50 57070,0 604,90-104 38,1 1,86
Всего: 1588,16-104 99,9
Металлические порошки и порошковые материале
2.7. Форма частиц металлических порошков
В ГОСТ 25849 описан микроскопический метод определения формы частиц, кото-
рый основан на определении размеров проекции частицы под микроскопом и после-
дующем вычислении факторов формы.
Отбор проб
Отбор и подготовку проб проводят по ГОСТ 23148.
Аппаратура, материалы
Оптические или электронные микроскопы, позволяющие вести наблюдение в
проходящем или отраженном излучении. Увеличение оптического микроскопа
следует подбирать в зависимости от размеров измеряемых частиц, при этом оно не
должно превышать 1000-кратную величину апертуры объектива. Используемый
при измерении конденсор должен иметь апертуру не меньшую, чем объектив, с ко-
торым он применяется. Для измерения частиц размером 1 мкм требуется увеличе-
ние х1400. Для измерения частиц размером менее 1 мкм используют электронный
микроскоп.
Автоматический анализатор, оснащенный модулем «форм-сепаратор».
Счетчик одиннадцатиклавишный (для подсчета лейкоцитарной формулы крови).
Спирт этиловый ректификат технический по ГОСТ 18300.
Вода дистиллированная по ГОСТ 6709.
Соль по ГОСТ 13830.
Угли графитированные по нормативно-технической документации.
Линейка измерительная по ГОСТ 427.
Капельница по ГОСТ 9876 или пипетка медицинская.
Стекла предметные для микропрепаратов по ГОСТ 9284.
Стекла покровные для микропрепаратов по ГОСТ 6672.
Бумага промокательная по ГОСТ 6246 или фильтровальная лабораторная по ГОСТ
12026.
Вата медицинская гигроскопическая по ГОСТ 5556.
Диспергирующая среда должна соответствовать следующим требованиям:
не должна вступать с частицами порошка во взаимодействие, которое может при-
вести к изменению их формы (растворение, химическая реакция и т.п.);
не должна обладать повышенной летучестью;
должна хорошо смачивать частицы порошка;
не должна искажать микроскопическое изображение.
Состав и свойства дисперсионных жидкостей по ГОСТ 22662.
Для закрепления частиц с иммерсионными объективами применяют пленкообра-
зующий быстросохнущий 4 %-ный раствор коллодия в амилацетате.
Подготовка к измерению
Из пробы порошка готовят препарат - монослой частиц на подложке, полученный
диспергированием порошка в дисперсионной жидкости. Для просмотра под оптиче-
ским микроскопом препарат готовят следующим образом: пробу для испытаний мас-
сой 2-7 г тщательно перемешивают на стеклянной плитке, рассыпают полосой дли-
ной 7-8 см и разделяют ее на 7 или 8 приблизительно равных частей. Четные части
отбрасывают, а нечетные смешивают и повторно сокращают таким же образом. Опе-
рацию повторяют до получения пробы массой 0,5-1 г. Затем переносят на кончике
стеклянной палочки небольшое количество порошка на предметное стекло, добавля-
ют 1-2 капли дисперсионной жидкости, распределяют равномерно смесь стеклянной
палочкой по стеклу, накладывают покровное стекло и осторожно давят на него во из-
бежание выхода больших частиц за пределы стекла. Избыток жидкости удаляют про-
мокательной бумагой.
Если перед сокращением пробы для испытаний порошок необходимо дезагломе-
рировать, то способ дезагломерирования указывают в нормативно-технической доку-
ментации на конкретный порошок.
Реплики порошков для измерения размеров проекций частиц с помощью электрон-
ного просвечивающего микроскопа готовят таким путем: небольшое количество по-
рошка, взятого от пробы тонкой иглой, наносят на свежий скол поваренной соли, за-
тем, капнув 1-2 капли этилового спирта на порошок, равномерно растирают его стек-
лянной палочкой по поверхности скола. После высушивания на поверхность соли с
порошком напыляют угольную пленку. Для лучшего качества реплики дают оттенение
хромом. Разрезают иглой пленку на квадратики 2x3 мм и осторожно под углом опус-
кают соль в дистиллированную воду пленкой вверх так, чтобы пленка с порошком
оторвалась от подложки и всплыла. Пластмассовой палочкой переносят кусочки плен-
ки на растворитель и оставляют на его поверхности до полного растворения порош-
ка. При этом частицы порошка должны быть снизу пленки. После растворения по-
рошка переносят палочкой кусочки угольной пленки последовательно три раза в чаш-
ки с дистиллированной водой для отмывки растворителя. Затем вылавливают пленки
и просматривают под микроскопом.
Для измерений с помощью электронного растрового микроскопа готовят препарат:
2-3 мг порошка, взятого от пробы, наносят тонким слоем на клейкую подложку. Под-
ложку закрепляют на предметном столике микроскопа, высушивают и металлизируют
напылением слоя золота толщиной 10 нм. Напыленный препарат рассматривают под
микроскопом.
Из пробы готовят два препарата и сравнивают их под микроскопом. Если частицы
ориентировочно совпадают по размерам, то измерение проводят на одном из них, в
противном случае повторяют приготовление микроскопического препарата.
Проведение измерения
Объектом наблюдения являются проекции частиц из положения наибольшей ус-
тойчивости - изображение на экране электронного микроскопа, на экране или в оку-
ляре оптического микроскопа, на фотографии.
Для описания формы частиц используют факторы формы, представляющие собой
отношения:
максимального линейного размера проекции частицы (Zmax) к ее минимальному
размеру (Zmin);
расстояния между касательными к крайним точкам проекций, параллельного на-
правлению движения препарата (о^), к хорде, делящей площадь проекции частицы на
две равные части, параллельные направлению движения препарата (о?м);
периметра проекции частицы (Р) к площади ее проекции (S').
При ручном измерения определяют Zmax, Zmin, o?F, о?м и их отношения Zmax/Zmin или
классифицируют факторы формы в виде частотных распределений. При авто-
матическом анализе определяют средневзвешенные значения факторов формы:
факторы Zmax/Zmin используются для характеристики степени неравноосности час-
тиц;
факторы и P2/S (второй предпочтительней) - для сравнения форм проекций
с некоторой типовой конфигурацией частицы (например, имеющей минимальное от-
ношение P^IS), а также для определения развитости поверхности частиц. Последняя
оценивается сравнением с частицей некоторой усредненной формы с гладкой поверх-
ностью, конфигурация проекции которой выбрана на основе фактора ^max^mirr
Размеры проекций частиц в поле зрения препарата измеряют в миллиметрах или
микрометрах. При этом измерения повторяют для последовательно возрастающего
числа проекций до тех пор, пока при дальнейшем увеличении числа измеряемых про-
екций измеряемый фактор перестанет изменяться более чем на 5 %. Измеряют проек-
ции неагломерированных частиц. Агломераты исключаются из измерения оператором
или с помощью специальных устройств в автоматических анализаторах.
Фактор формы определяют как максимум частотного распределения.
Измерение размеров проекций частиц при работе вручную
Размеры частиц измеряют при непрерывном передвижении препарата или при на-
блюдении отдельных полей зрения. В первом случае препарат перемещают в одном
направлении и считают все частицы. Допускается, чтобы в поле зрения находилось не
более150 частиц. Расстояние между частицами должно быть не меньше размера боль-
шей из соседствующих частиц. Отдельные поля зрения выбирают на препарате, пере-
мещая его на величину, большую диагонали прямоугольника или диаметра круга, ог-
раничивающего поле зрения.
Если порошок содержит частицы в большом интервале размеров и это из-за недос-
таточной глубины резкости объектива микроскопа не позволяет получать резкое изо-
бражение одновременно всех частиц, то малые и большие частицы наблюдают и из-
меряют при разных увеличениях. При малом увеличении учитывают большие части-
цы, при большом - малые частицы.
Результаты измерений при разных увеличениях соответственно пересчитывают.
Все измерения проводят при трех увеличениях или менее. Измерения частиц проводят
в поле зрения, ограниченном прямоугольником или кругом с нанесенным диаметром.
Частицу считают принадлежащей к рассматриваемому полю, если она находится
на одной из половинок границ поля. Например, если поле зрения ограничено прямо-
угольником, то учитывают частицы, находящиеся внутри его, на левой вертикальной
и верхней горизонтальной сторонах, на пересечении этих сторон и на другом конце
одной из них. Остальные части не учитывают.
Если поле зрения ограничено кругом, то учитывают все частицы, находящиеся
внутри него, а также все частицы, находящиеся на одной полуокружности и на одном
конце проведенного диаметра.
При непрерывном передвижении микроскопического препарата измерительной
линейкой служит вертикальная линия микрометрической шкалы окуляра. Учитывают
частицы, центры которых проходят через длину линейки, не пропуская ни одной. Не
учитывают те частицы, центры которых проходят вне линейки, хотя частично они мо-
гут проходить через концевые точки линейки.
Измерение частиц на отдельных полях зрения проводят с помощью линейки на ма-
товом стекле, на экране проектора или на макроскопических снимках. Увеличение
должно быть подобрано так, чтобы измеряемые изображения частиц имели размер не
менее 1 мм. Измеряют максимальную хорду частиц в горизонтальном или вертикаль-
ном направлениях.
Автоматическое измерение частиц
Автоматическое измерение частиц на отдельных полях зрения проводят так же,
как и при использовании линейки. В зависимости от типа применяемого счетного уст-
ройства измерения и счет могут быть проведены на микроскопических изображениях
или на микроскопических снимках.
При классификации форм частиц следует характеризовать их по типовым формам,
приведенным в справочном приложении.
Отчет об испытаниях
Результаты испытаний оформляют протоколом, который должен содержать:
условное обозначение или марку порошка;
результаты расчетов факторов формы;
словесное описание формы частиц;
данные об использованной аппаратуре и методике определения (вручную или ав-
томатически);
сведения об условиях, которые могли бы повлиять на результаты определения (на-
пример, неполное отделение агломератов);
дату проведения испытаний.
2.8. Удельная поверхность
В ГОСТ 23401 предложен метод определения удельной поверхности металличе-
ских порошков, катализаторов и носителей от 0,05 до 1000 м2/г по тепловой десорб-
ции газа (азота или аргона).
Сущность метода заключается в определении объема газа, сначала предваритель-
но адсорбированного на поверхности анализируемой пробы из потока рабочей газо-
вой смеси (азотно-гелиевой или аргоно-гелиевой) при температуре жидкого азота, за-
тем десорбированного из нее при повышении температуры, и последующем расчете
удельной поверхности пробы.
Отбор проб
Пробу отбирают по ГОСТ 23148. Массу пробы для испытания определяют в соот-
ветствии с табл. 2.7.
Таблица 2.7. Характеристика пробы
Масса пробы, г, не менее Поверхность пробы, м2 Удельная поверхность, м2/г
10 2 0,5 0,01 От 0,5 до 1,0 вкл. Св. 1,0 до 2,0 вкл. Св. 2,0 до 5,0 вкл. Св. 5,0 до 10,0 вкл. От 0,05 до 0,10 вкл. Св. 0,1 до 1,0 вкл. Св. 1,0 до 10,0 вкл. Св. 10,0 до 1000 вкл.
Пробу перед измерением сушат в сушильном шкафу до постоянной массы.
Аппаратура
Установки для определения удельной поверхности схематически показаны на рис.
2.14 и 2.15.
Адсорберы с пробами соединяют в блоки Л и Б (рис. 2.15). В каждом блоке в зави-
симости от требуемой производительности установки может быть от одного до шес-
ти адсорберов.
Чувствительность детектора должна быть от 0,7-10-3 до 0,8-10“3 мВ.
Весы лабораторные, обеспечивающие погрешность взвешивания не более
0,0002 г.
Термометр З-АЗ по ГОСТ 8624.
Секундомер по ГОСТ 5072.
Сушильный шкаф, обеспечивающий температуру (200±20) °C.
Барометр-анероид.
Шприц медицинский инъекционный вместимостью 1 см3.
Гелий особой чистоты по нормативно-технической документации.
Подготовка к контролю
Установку проверяют на герметичность. На выходе газа из установки закрывают
запорный кран 11, создавая в системе избыточное давление 4104 Па, измеряемое ма-
нометром 5. Если падение давления в течение 20 мин не превышает 100 Па, установ-
ку считают герметичной.
Составление рабочей газовой смеси
В качестве рабочей газовой смеси используют аргоно-гелиевую или азотно-гелие-
вую смесь с заданной концентрацией газа-адсорбата. Допускается использовать в ка-
честве газа-носителя осушенный водород. Концентрацию адсорбата в газовой смеси
Рис. 2.14. Схема установки для определения удельной поверхности проб при
параллельном прохождении газовой смеси через ячейки детектора:
1 - баллон с гелием; 2 - манометр по ГОСТ 2405 (2 шт.); 3 - пористые фильтры
предварительной очистки (2 шт); 4 - блок смешения газов; 5 - образцовый манометр на
давление 0,1 МПа по ГОСТ 6521; б - сосуд Дьюара по НТД с жидким азотом по ГОСТ 9293; 7 -
ловушки с селикагелем - индикатором по ГОСТ 8984; 8 - сравнительная и измерительная
ячейки детектора по теплопроводности; 9 - потенциометр КСП-4 с пределами измерений 0-10 мВ
и временем прохождения указателем всей шкалы не более 1 с по ГОСТ 7164; 10 - интегратор;
11 - запорный кран (2 шт.); 12 - расходомеры, рассчитанные на регистрацию скорости потока
газа от 0 до 55 см^/мин (2 шт.); 13 - кран-дозатор; 14 - адсорберы 6 шт. на рис. 2.14 и 12 шт. на
рис. 2.15; 15 - термостат, обеспечивающий температуру до 400 °C; 16 - баллон с азотом или с
аргоном марки А по ГОСТ 10157
регулируют соотношением потоков газа-носителя и газа-адсорбата. Из соотношения
скоростей этих потоков вычисляют парциальное давление газа-адсорбата.
Данный способ составления газовой смеси позволяет производить расчет полных
изотерм адсорбции и десорбции газа-адсорбата и определение удельной поверхности
Рис. 2.15. Схема установки для определения удельной поверхности проб при
последовательном прохождении газовой смеси через ячейки детектора:
позиции 1-16 те же, что и на рис. 2.14; 17 - восьмиходовой кран
по полным изотермам адсорбции и десорбции (метод С. Брунауера, П.Х. Эммета и
Э. Теллера - метод БЭТ).
Допускается предварительное составление газовых смесей в баллонах в объемных
долях: адсорбата от 5 до 10 %; газа-носителя от 90 до 95 %.
Смесь готовят на блоке, состоящем из двух баллонов с газом-носителем и адсор-
батом, соединенных медной или латунной трубкой с помощью накидных гаек с теф-
лоновыми прокладками, и образцового манометра на давление 16 МПа.
Баллон с рабочей газовой смесью должен быть выдержан в течение 10 дней до вво-
да его в работу. При повторном приготовлении смеси следует использовать баллоны с
остаточным давлением рабочей газовой смеси 0,5-0,7 МПа.
Данный способ составления рабочей газовой смеси позволит производить опреде-
ление удельной поверхности по одной точке.
Выбор оптимальной силы тока
Для нахождения оптимальной силы тока детектора проводят контрольные опыты,
соединяя пустые адсорберы 14. Устанавливают скорость продувки установки рабочей
смесью (50±5) см3/мин. Через 5 мин после продувки подают напряжение на детектор,
установив по амперметру силу тока 50 мА.
Температура и выход сигнала детектора по теплопроводности стабилизируются в
течение 30—40 мин после включения прибора в сеть и пропускания газа через ячейки
катарометра. За процессом стабилизации режимов следят по потенциометру.
После установления нулевой линии на диаграммной ленте потенциометра ад-
сорберы погружают последовательно в сосуды Дьюара с жидким азотом и записы-
вают колебания нулевой линии. По возвращении пера самописца в исходное поло-
жение в последнем по ходу адсорбере сосуд Дьюара заменяют емкостью с водой,
имеющей температуру (20±5) °C для ускорения десорбции. Эту операцию повто-
ряют для каждого адсорбера. Отклонение от нулевой линии при погружении ад-
сорберов в жидкий азот и воду записывают через каждые 10-20 мА, меняя силу то-
ка детектора от 50 до 100 мА. Максимальное значение силы тока, при котором
флуктуации нулевой линии не превышают 30 % шкалы потенциометра, является
оптимальным.
Чувствительность детектора обеспечивается напряжением питания 5 В, которое
должно быть постоянным при эксплуатации детектора.
Калибровка крана-дозатора
Установка должна иметь набор кранов-дозаторов вместимостью 0,1; 0,5 и 2,5 см3.
Калибровка кранов-дозаторов допускается любыми известными методами не реже
одного раза в год. Преимущественной является методика аттестации дозируемых вме-
стимостей объемов адсорбционно-весовым методом.
Наиболее простым, но менее точным является хроматографический импульсный
метод с помощью медицинского шприца. Скорость потока рабочей газовой смеси или
носителя при поверке кранов-дозаторов должна быть (50±1) см3/мин. В газовый по-
ток после прогрева и установления нулевой линии на ленте потенциометра вводят ме-
дицинским шприцем объем газа-адсорбата, соответствующий калибруемым объемам
крана-дозатора. На потенциометре и интеграторе фиксируют пики. Операцию ввода
пробы повторяют 10 раз.
Далее вводят пробу газа-адсорбата с помощью калибруемой вместимости крана-
дозатора. Для этого при включенных потоках рабочей газовой смеси и газа-адсорбата
поворачивают кран-дозатор таким образом, чтобы объем газа-адсорбата в кране-доза-
торе захватывался рабочей газовой смесью и подавался на детектор. Запись показаний
фиксируют потенциометром и интегратором. Операцию ввода пробы краном-дозато-
ром повторяют 10 раз.
Допускаемые расхождения параллельных измерений не должны превышать 3%.
Калибруемые вместимости кранов-дозаторов (Ивд) в кубических сантиметрах, приве-
денные к нормальным условиям, вычисляют по формуле
v _ ИшГкд-273Рб
кд Гш(273 + 0Ю5’
где Иш - объем пробы газа-адсорбата, введенный шприцем, см3; - средняя пло-
щадь проявительного пика, записанная интегратором при введении пробы газа-ад-
сорбата краном-дозатором, см2; Рб - барометрическое давление, Па; Гш - средняя
площадь проявительного пика, записанная при введении пробы газа-адсорбата
шприцем, см2; t - температура воздуха в помещении, °C; 105 - нормальное давле-
ние, Па.
Определение концентрации газа-адсорбата (азота или аргона) в рабочей газовой
смеси
При отсутствии блока смешения газов концентрацию газа-адсорбата в баллонах с
рабочей газовой смесью проверяют либо по показаниям предварительно калиброван-
ного катарометра, либо фронтальным методом. При этом должна быть предусмотре-
на возможность самостоятельного подключения баллонов с газом-носителем и газо-
вой смесью с помощью трехходового крана к ячейкам детектора по теплопроводно-
сти. Для проведения анализа через измерительную и сравнительную ячейки детекто-
ра по теплопроводности пропускают поток газа-носителя до стабилизации показаний
детектора. После установления нулевой линии поток газа-носителя в измерительной
ячейке потенциометра заменяют потоком рабочей газовой смеси. При этом перо само-
писца отклонится от нулевого положения на расстояние h и выпишет линию, парал-
лельную нулевой.
Объемную долю газа-адсорбата Сад (%) вычисляют по формуле
Сяп = Khu/a),
ад 7
где К - калибровочный коэффициент детектора, см, вычисленный по формуле К =
=ИКД/ГКД; h - расстояние между фронтальной и нулевой линиями на диаграммной лен-
те самописца, см; и - скорость диаграммной ленты, см/мин; со - объемная скорость ра-
бочей газовой смеси, см3/мин; К - калиброванный объем крана-дозатора, см3; F^-
средняя площадь проявительного пика, записанного интегратором при введении про-
бы газа-адсорбата краном-дозатором, см2.
Подготовка адсорберов
Адсорберы тщательно моют и сушат в сушильном шкафу при температуре
(200±20) °C. Затем взвешивают с погрешностью не более 0,0002 г, загружают пробой
и повторно взвешивают для определения массы пробы. Адсорберы выбирают такой
емкости, чтобы над пробой оставалось минимальное свободное пространство для
прохождения газовой смеси. При определении удельных поверхностей до 1 м2/г газо-
вую смесь рекомендуется пропускать в адсорберах через слой гранул порошка. Во из-
бежание уноса порошка предусматривают тампоны из ваты.
Подготовка детектора к измерениям и дегазация пробы
Операции подготовки детектора и дегазации пробы проводят одновременно.
Для подготовки детектора рабочую газовую смесь из блока смешивания газов
пропускают со скоростью (50±1) см3/мин через ловушку 7 (см. рис. 2.14 и 2.15), ох-
лажденную жидким азотом, 6 адсорберов в сравнительную и измерительную ячей-
ки детектора 8. Через 5 мин после начала продувки подают напряжение на детек-
тор, установив оптимальную силу тока или напряжения. Детектор прогревают в ра-
бочей газовой смеси в течение 30 мин. За 15 мин до окончания прогрева включают
потенциометр и интегратор. Готовность детектора к работе проверяют по стабиль-
ности нулевой линии, которую записывают пером самописца потенциометра на
диаграммной ленте. Дегазацию проб проводят при продувке адсорберов 14 рабо-
чей газовой смесью в течение 40-50 мин. Скорость потока контролируют расходо-
мером 12. Под адсорберы подставляют термостат 75 и устанавливают температуру
с учетом термической устойчивости порошка, но не выше 400 °C. По окончании де-
газации перо самописца выходит на нулевую линию и пробы охлаждают до темпе-
ратуры (20±5) °C.
Проведение измерений
Адсорберы поочередно, начиная с первого по ходу газа, погружают в сосуды
Дьюара с жидким азотом. Во избежание подсоса воздуха через выходную линию газа
при отсутствии автоматического приспособления для подъема адсорберов .их следует
погружать в жидкий азот с такой скоростью, чтобы пленка в расходомере 12 двигалась
только вверх. При адсорбции перо самописца потенциометра отклоняется от нулевой
линии. Адсорберы выдерживают в жидком азоте до возвращения пера самописца по-
тенциометра к нулевой линии, т.е. до установления адсорбционного равновесия
(15-30 мин в зависимости от газа-адсорбента). Последний по ходу газа адсорбер вы-
нимают из сосуда Дьюара с жидким азотом и погружают в сосуд с водой. Температу-
ра воды в сосуде должна быть (20±5) °C. При десорбции перо самописца выписывает
на диаграммной ленте потенциометра десорбционный пик, а на интеграторе появля-
ются цифры, пропорциональные площади данного пика.
Десорбционные измерения проводят последовательно для всех оставшихся проб.
Пробу газа-адсорбата вводят в систему краном-дозатором. При этом на диаграмм-
ной ленте потенциометра записываются и на интеграторе появляются цифры, соответ-
ствующие площади проявительного пика в зависимости от калиброванной вместимо-
сти крана-дозатора (Йвд). При расчете удельной поверхности учитывают ту калибро-
ванную вместимость, площадь которой ближе к площади, записываемой при десорб-
ции газа-адсорбата с поверхности измеряемых порошкообразных проб.
Для определения удельной поверхности вещества по методу БЭТ следует описан-
ное выше измерение повторять при трех-пяти различных концентрациях газа-адсор-
бата в рабочей газовой смеси в пределах: 3-5; 5-7; 7-10; 10-17; 17-25 %. Концентра-
цию газа-адсорбата в рабочей газовой смеси регулируют блоком смешения по соотно-
шению объемных скоростей подачи газа-адсорбата и газа-носителя.
Объем газа, адсорбированного на поверхности анализируемой пробы с последую-
щим вычислением ее удельной поверхности, может быть найден другими экспери-
ментальными методами, обеспечивающими погрешность определения удельной по-
верхности не более 5 %.
Обработка результатов
Удельную поверхность (5) в квадратных метрах на грамм определяют по формуле
е_4,73Гкд/и Раду (7>/Рад)-1\
I Ро Л с )
где 4,73 - площадь, которую занимает при нормальных условиях 1 см3 аргона или
азота, адсорбированный мономолекулярным слоем, м2/см3; - калиброванная
вместимость крана-дозатора, приведенная к нормальным условиям, см3; FA- пло-
щадь десорбционного пика, см2; - площадь проявительного пика, записанно-
го при введении пробы газа-адсорбата краном-дозатором, см2; т - масса пробы, г;
Рад- парциальное давление газа-адсорбата, определяемое по формуле /’ад = СадРб,
в которой Сад - объемная доля газа-адсорбата в рабочей смеси, %, Рб - баромет-
рическое давление, Па; Ро - упругость насыщенного пара газа-адсорбата при тем-
пературе жидкого азота (3 104 Па для аргона и П-104 Па для азота); С - констан-
та, характеризующая энергию адсорбционного взаимодействия адсорбент-адсор-
бата, равная 50.
При построении полных изотерм адсорбции и десорбции объемы адсорбированно-
го и десорбированного газов приводят к нормальным условиям и строят зависимость
P/\V(P - Ру)] от Р/Ру, по которой устанавливают количество вещества, адсорбирован-
ного в монослое. Результаты измерения объема газа и удельной поверхности при аб-
солютной погрешности определения объемов не более 5 % определяемого объема га-
за для детектора и интегратора (в пределах их физических возможностей) должны со-
ответствовать указанным ниже.
Пределы определения объемов адсорбированного и десорбированного газов со-
ставляют:
с учетом возможностей вычислительного алгоритма и индикации результатов - от
0,005 до 99,999 см3;
с учетом физических возможностей анализатора - от 0,025 до 10 см3.
Пределы определения удельной поверхности, вычисляемой по объему десорбиро-
ванного газа, с учетом возможностей вычислительного алгоритма и индикации ре-
зультатов составляют от 0,02 до 500 м2.
Отчет об измерениях
Результаты измерений удельной поверхности заносят в протокол, в котором долж-
ны быть указаны:
наименование (марка) порошка;
номер партии;
наименование предприятия-изготовителя (потребителя);
сведения об условиях сушки порошка;
результаты параллельных определений и средний результат;
обозначение настоящего стандарта;
дата испытания.
2.9. Гранулометрический состав порошков
В ГОСТ 22662 изложен весовой метод седиментации и метод фотоседиментации
для определения гранулометрического состава металлических порошков со сфериче-
ской и полиэдрической формой частиц размером от 0,5 до 40 мкм. За размер частицы
полиэдрической формы принимают диаметр сферы объемом, равным объему частицы
(диаметр по Стоксу). Методы основаны на определении массовой доли частиц различ-
ных размеров этого порошка по скоростям их оседания в вязкой жидкости при лами-
нарном движении частиц.
Стандарт не устанавливает методы определения гранулометрического состава
смесей порошков различных металлов.
Отбор и подготовка проб
Пробу для испытаний массой не менее 50 г отбирают по ГОСТ 9721 и высушива-
ют в условиях, не допускающих окисления.
Для удаления крупных частиц высушенную пробу для испытаний просеивают че-
рез сито № 0040 с сеткой по ГОСТ 6613.
Пробу для седиментационного анализа берут в количестве, необходимом для при-
готовления суспензии с объемной долей порошка не более 0,4 об. %.
Пробу взвешивают с погрешностью не более 0,0005 г.
Метод весовой седиментации
Сущность метода: при весовой седиментации определяют скорость оседания час-
тиц по скорости накопления осадка порошка, оседающего из суспензии. Для этого в
течение анализа непрерывно или через определенные промежутки времени взвешива-
ют осадок и получают зависимость массы осадка от времени оседания. Полученную
зависимость используют для расчета массовой доли частиц разных размеров.
Аппаратура и реактивы
Весы седиментационные, регистрирующие конечную массу осадка с погрешно-
стью не более 3 % (рис. 2.16).
Сито с сеткой № 0040 по ГОСТ 6613.
Весы по ГОСТ 16474.
Пикнометр ПМЖ2 по ГОСТ 22524.
Водоструйный или вакуумный насос.
Фарфоровая чашечка по ГОСТ 9147.
Стеклянная палочка.
Термометр по ГОСТ 215.
Секундомер по ГОСТ 5072.
Дисперсионная жидкость. Она должна
образовывать с порошком агрегативно ус-
тойчивые суспензии и удовлетворять сле-
дующим требованиям:
Рис. 2.16. Схема седиментационных весов:
1 - стеклянная кювета; 2 - стержень с
чашечкой весов; 3 - суспензия порошка; 4 -
коромысло весов; 5 - блок регистрации и
записи массы осадка; h - высота оседания
частиц порошка
должна хорошо смачивать порошок;
не должна химически взаимодейство-
вать с веществом порошка;
не должна быть ядовитой;
плотность и вязкость должны быть та-
кими, чтобы обеспечивались условия ла-
минарного движения самых крупных час-
тиц порошка и чтобы время всего анализа
не превышало 6 ч.
Состав дисперсионных жидкостей приведен в рекомендуемом дополнении. Для
обеспечения ламинарного движения самых крупных частиц порошка должно соблю-
даться следующее неравенство:
^(Гт-Гж)Гж
18ц2 ’ ’
(2.1)
где d- максимальный размер частиц анализируемого порошка, см; g- ускорение сво-
бодного падения, см/с2; ут- пикнометрическая плотность частиц порошка, г/см3; уж -
плотность жидкости, г/см3; г| - вязкость жидкости, Па с.
Подготовка к анализу
1. Определяют зависимость между размером частицы и временем ее оседания в
жидкости. Время оседания частицы в жидкости t (с) вычисляют из уравнения Стокса
по формуле
t_ 18цА (2.2)
Ж-УжИ2’
где г| - вязкость жидкости, Па с; h - высота оседания, см; d - диаметр частиц, см; ос-
тальные обозначение те же, что и в формуле (2.1).
2. Определяют плотность дисперсионной жидкости и пикнометрическую плот-
ность порошка. Взвешивают чистый высушенный пикнометр вместимостью 25 см3,
затем наполняют его на одну треть порошком и вновь взвешивают. Постепенно при-
ливают в пикнометр дисперсионную жидкость, интенсивно перемешивают, встряхи-
вая получающуюся суспензию.
С помощью водоструйного или вакуумного насоса удаляют остатки воздуха из
суспензии. Доливают жидкость до метки на пикнометре и взвешивают пикнометр с
суспензией. Опорожняют пикнометр, наполняют его до метки дисперсионной жидко-
стью и взвешивают пикнометр с жидкостью.
Во время взвешивания температура жидкости в пикнометре должна равняться тем-
пературе, при которой будет проводиться седиментационный анализ.
Плотность дисперсионной жидкости (уж, г/см3) вычисляют по формуле
Уук = (т2~т\)/У’ (23)
где - масса пустого пикнометра, г; т2 - масса пикнометра с жидкостью, г; К- объ-
ем пикнометра, см3.
Пикнометрическую плотность частиц порошка (у.р г/см3) рассчитывают по формуле
У - (шз~ш1)Уж (2.4)
т т3 - тх - т4 + т2
где /»[ - масса пустого пикнометра, г; т2 - масса пикнометра с жидкостью, г; т2 -
масса пикнометра с порошком, г; т4 - масса пикнометра с порошком и жидкостью, г;
уж - плотность дисперсионной жидкости, г/см3.
Взвешивания проводят с погрешностью не более 0,001 г. Разница между результа-
тами двух параллельных определений для плотности жидкости не должна превышать
0,005 г/см3, для плотности порошка - 0,05 г/см3.
Плотность жидкости вычисляют с погрешностью не более 0,001 г/см3 и плотность
порошка - с погрешностью не более 0,01 г/см3.
За результат принимают среднее арифметическое значение двух параллельных оп-
ределений.
Значение вязкости дисперсионной жидкости должно быть выражено с погрешно-
стью не более 0,1 мПа с.
Высота оседания определяется как расстояние от верхнего края суспензии до
плоскости измерения с погрешностью не более 0,5 см (см. рис. 2.16). Если в течение
анализа высота меняется более чем на 1 см, то это необходимо учитывать в расчетах
по формуле (2.2).
Проведение анализа
Готовят суспензию порошка. Пробу для седиментационного анализа помещают в
фарфоровую чашечку. Приливают дисперсионную жидкость до консистенции густой
пасты. Полученную пасту растирают стеклянной палочкой не менее 2 мин, не допус-
кая измельчения отдельных частиц порошка, а затем разбавляют дисперсионной жид-
костью и переносят в кювету. Доводят объем суспензии до необходимого значения и
перемешивают мешалкой от 1 до 5 мин, не допуская образования пузырьков. По окон-
чании перемешивания порошок должен быть равномерно распределен по высоте кю-
веты.
После перемешивания мешалку извлекают из кюветы и погружают в кювету ча-
шечку весов. Время установки кюветы в гнездо прибора не должно превышать 15 с.
Время оседания частиц должно регистрироваться автоматически или визуально. Если
время оседания частиц регистрируется не автоматически, то замеры массы осадка
следует проводить через 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 5,0; 7,0; 10,0; 15,0; 20,0; 25,0; 30,0; 45,0; 60,0;
70,0; 90,0; 120 мин.
Строят график зависимости массы осадка от времени оседания. Перегибы на седи-
ментационной кривой не допускаются, поскольку они свидетельствуют об ошибках в
проведении анализа.
Обработка результатов
Строят график. По формуле (3) рассчитывают время (г) оседания частиц порошка
диаметрами dx, d2, dy..dn, где d}, d2, d2...dn - размеры частиц, ограничивающие вы-
бранные классы. Классы крупности частиц устанавливают так, чтобы средние диа-
метры классов, начиная с минимального, подчинялись геометрической прогрессии.
Допускается равномерная разбивка на классы. Количество классов должно быть не
менее 5. Вычисленные значения времени (t) откладывают по оси абсцисс. Из этих то-
чек восстанавливают перпендикуляры к оси абсцисс до пересечения с седиментаци-
онной кривой. В точках пересечения проводят касательные к седиментационной кри-
вой до пересечения с осью ординат. Если начальный участок кривой прямолинейный,
то его продлевают и из точки отрыва опускают перпендикуляр на ось абсцисс. Для по-
лучения значения рассчитывают значение диаметра d\. Горизонтальный участок
кривой продлевают влево до пересечения с осью ординат (точка т). Длина отрезка на
оси ординат служит мерой доли фракции порошка.
Результаты графического анализа записывают в следующем виде:
Класс крупности Длина отрезка Массовая доля, %
частиц, мкм на оси ординат, мм
d\ — (^2 /и. mjm
(У2 — d3 т2 - т} (т2 — т\)1т
dn — dn+1 тп - m„_i (т„-т„_д/т
Всего: т 100
Анализ порошка проводят не менее двух раз. Отклонение результатов параллель-
ных определений не должно превышать 10 % от среднего арифметического значения.
За конечный результат принимают среднее арифметическое значение параллельных
определений.
Отчет об анализе
Результаты анализа оформляют в виде протокола, который должен содержать сле-
дующие данные:
наименование порошка;
наименование дисперсионной жидкости;
плотность дисперсионной жидкости;
пикнометрическую плотность порошка;
температуру анализа;
вязкость дисперсионной жидкости;
высоту оседания;
результаты анализа.
Фотоседиментационный метод
Сущность метода состоит в том, что скорость оседания частиц определяют по ско-
рости изменения оптической плотности суспензии порошка. Оптическую плотность
фиксируют непрерывно или через определенные промежутки времени по фотоэлек-
тродвижущей силе или фототоку, возникающему в фотоэлементе от светового потока,
прошедшего через суспензию. Полученная в результате анализа зависимость фото-
электродвижущей силы (фототока) от времени оседания является основанием для рас-
чета массовой доли частиц разных размеров.
Аппаратура и реактивы те же, что и в методе весовой седиментации, за исключени-
ем седиментационных весов, с дополнением фотоседиментометром, регистрирующих
изменения оптической плотности суспензии с погрешностью не более 3 % (рис. 2.17).
Проведение анализа
Подбор дисперсионной жидкости, подготовку к проведению анализа, приготовле-
ние суспензии порошка проводят, как в методе весовой седиментации.
После перемешивания суспензии мешалку извлекают и устанавливают кювету в
гнездо фотоседиментометра. Первый отсчет оптической плотности следует проводить
после успокоения суспензии через 15-20 с от начала оседания. Время оседания час-
тиц регистрируют так же, как в методе весовой седиментации.
порошка: 4 - стеклянная кювета; 5 - фотоэлемент; 6- d\ d2 dy dn
блок регистрации и записи фотоэлектродвижущей
силы (фототока); h - высота оседания частиц Рис. 2.18. Схема определения грануло-
порошка
метрического состава порошка
Затем строят график зависимости фотоэлектродвижущей силы (фототока) от вре-
мени оседания. Перегибы на кривой не допускаются.
Обработка результатов
Строят график. Время оседания частиц порошка диаметрами dx, d2, d^...dn рассчи-
тывают, как описано в методе весовой седиментации. Полученные значения времени
(/) откладывают по оси абсцисс зависимости фотоэлектродвижущей силы (фототока)
от времени оседания. Число рассчитанных значений должно быть не менее 5. Из этих
точек восстанавливают перпендикуляры к оси абсцисс до пересечения с седиментаци-
онной кривой и находят ординаты точек пересечения (рис. 2.18).
Результаты определений записывают в виде табл. 2.8.
Оценку результатов анализа и их оформление в виде протокола осуществляют, как
в методе весовой седиментации.
Таблица 2.8. Данные для расчета массовой доли частиц разных классов
Класс крупности частиц, мкм Средний размер частиц класса, мкм Показания прибора, % IgE lgE„+HgE„ Массовая доля, %
d\ — (^2 d\ IgEi lgE2 - IgE, </i(lgE2 - IgEi) ^(IgE2-IgE,)
(^2 — d2 Ег lg^2 lgE3 - lgE2 ^2(lg£3-lg£2) 2>n(lgE„+1-lgE„)
d^ — dA d3 Е3 1&Ез lgE4 - lg^3 rf3(lg£4-lg£3)
dn — dn+1 d п Еп •gE„ lgE0 - ^(lgE0 - lg£„) 4>(№+1 - №)
Чистая диспер- сионная жидкость - Ео=ЮО% lg£o 2>„(lgE„+1-lgE„) 2>„(lg£„+1-lg£„)
Дополнение (рекомендуемое)
Для металлических порошков лучшими дисперсионными жидкостями являются
органические вещества. Составы и свойства некоторых жидкостей приведены в табл.
2.9-2.11 (составы указаны в массовых процентах).
Таблица 2.9. Компоненты дисперсионных жидкостей
Порошок Дисперсионная жидкость
Алюминий 0,2%-ный водный раствор олеата натрия; водный раствор моющего средства, г/л; этиловый спирт
Вольфрам Растворы масла в ацетоне; этиловый спирт; растворы глицерина в воде или этиловом спирте; 0,01 %-ный водный раствор гексаметафосфата натрия (ГМФ); циклогексанол
Железо Кобальт Магний Медь, бронза Молибден Масло соевое и ацетон в соотношении 1:1 Этиловый спирт Этиловый спирт Бутиловый спирт; ацетон; соевое масло; циклогексанол Ацетон; этиловый спирт; раствор глицерина в этиловом спирте; циклогекса- нол
Никель Олово Цинк Растворы толуола в машинном или веретенном масле; циклогексанол Бутиловый и изоамиловый спирты Бутиловый спирт; 0,2 %-ный водный раствор ГМФ; 0,01 н. раствор соляной кислоты в метиловом спирте
Таблица 2.10. Свойства некоторых дисперсионных жидкостей
Вещество Плотность, г/см3, при температуре, °C Вязкость, сП, при температуре, °C
15 20 25 15 20 25
Ацетон — 0,792 — 0,340 0,325 0,308
Бензол 0,8830 0,8790 0,8750 0,698 0,649 0,604
Вода Спирты: 0,9992 0,9982 0,9971 1,140 1,005 0,894
изоамиловый — 0,816 — — 5,800 5,040
бензиловый — 1,05 — — 5,800 5,050
бутиловый — 0,808 0,806 3,379 2,950 2,510
метиловый 0,799 0,795 0,791 0,623 0,598 0,547
этиловый 0,794 0,789 0,785 1,332 1,200 1,096
Толуол 0,870 0,864 0,859 0,625 0,585 0,550
Циклогексанол — 0,962 — 97,000 68,000 52,000
Четыреххлористый углерод 1,607 1,593 1,584 1,038 0,969 0,906
Таблица 2.11. Плотность и вязкость водных растворов глицерина
Глицерин,% Плотность, г/см3 Вязкость, сП, при температуре, °C
20 25 30
0 0,9982 1,021 0,907 0,800
5 1,0118 1,143 1,010 0,900
10 1,0237 1,311 1,153 1,024
15 1,0360 1,517 1,331 1,174
20 1,0484 1,769 1,542 1,360
25 1,0611 2,095 1,810 1,590
30 1,0739 2,501 2,157 1,876
Продолжение табл. 2.11
Глицерин, % Плотность, г/см3 Вязкость, сП, при температуре, °C
20 25 30
35 1,0871 3,040 2,600 2,249
40 1,1004 3,750 3,181 2,731
45 1,1138 4,715 3,967 3,380
50 1,272 6,050 5,041 4,274
55 1,1409 7,997 6,583 5,494
60 1,1546 10,960 8,823 7,312
65 1,1683 15,540 12,360 10,020
70 1,1821 22,940 17,960 14,320
75 1,1956 36,460 27,730 21,680
80 1,2092 62,000 45,860 34,920
85 1,2225 112,900 81,500 60,050
90 1,2358 234,600 163,600 115,300
95 1,2491 545,000 366,000 248,800
100 1,2620 1499,000 945,000 624,000
2.10. Определение содержания кислорода в порошках
путем восстановления водородом
Метод определения кислорода, восстанавливаемого водородом, в металлических
порошках, содержащих от 0,05 до 3 мае. %, применим к порошкам металлов и спла-
вов. Он не применим к порошкам, содержащим связку, но может быть распространен
на порошки, содержащие углерод, путем использования специального каталитическо-
го устройства.
Сущность метода состоит в восстановлении предварительно высушенной пробы в
потоке сухого чистого водорода при заданной температуре. Воду, образовавшуюся
при восстановлении, поглощают метанолом и титруют реактивом Карла Фишера, оп-
ределяя конечную точку либо визуально, либо электрометрически. При анализе по-
рошков, содержащих углерод, проводят конверсию образующихся оксида и диоксида
углерода в метан на никелевом катализаторе.
Реактивы
Для анализа используют только дистиллированную воду или воду эквивалентной
чистоты и следующие реактивы квалификации ч.д.а.:
метанол безводный;
реактив Карла Фишера, эквивалентный 1 мг кислорода на 1 мл. Следует иметь в
виду, что реактив Карла Фишера содержит четыре токсичных составляющих: иод, ди-
оксид серы, пиридин и метанол. Следует избегать непосредственного контакта с реак-
тивом и, особенно, вдыхания; при несчастном случае надо обильно промыть водой
место контакта;
водород с максимальным содержанием кислорода 0,005 мае. % и с точкой росы не
выше -45 °C;
азот или аргон с максимальным содержанием кислорода 0,005 мае. %;
осушитель - гранулированный обезвоженный алюмосиликат натрия, активирован-
ный силикагель или перхлорат магния.
Аппаратура
Восстановительная трубка из кварца одного из следующих типов:
а) трубка с внутренним диаметром от 27 до 30 мм и длиной около 400 мм, закры-
тая с одного конца, содержащая внутри две меньшие трубки диаметром от 5 до 6 мм
и длиной соответственно от 60 до 80 мм и от 200 до 240 мм (рис. 2.19). Это устройст-
Рис. 2.19. Примеры восстановительных
трубок
во помещается в печь для сушки, потом в
печь для восстановления;
б) трубка с открытыми концами и внут-
ренним диаметром около 20 мм, длиной
1000 мм со входом и выходом для газа. Эта
трубка постоянно расположена в обеих пе-
чах.
Печь (или две печи) для сушки ото-
бранного образца и для восстановления
оксидов.
Лодочка из керамики с высоким содер-
жанием оксида алюминия, с полирован-
ной поверхностью и размерами, достаточными для того, чтобы заполнять ее отобран-
ным образцом можно было только наполовину. Лодочку выдерживают в водороде при
температурах от 900 до 1100 °C в течение 1 ч и хранят до использования в сухой ат-
мосфере.
Устройство для каталитической конверсии, состоящее из печи, способной поддер-
живать температуру 380 °C, со стеклянной трубкой, заполненной никелевым катали-
затором, который должен постоянно омываться водородом.
Отводящий трубопровод, используемый в тех случаях, когда не нужно устрой-
ство для каталитической конверсии, чтобы избежать воздействия воздуха на ката-
лизатор.
Сосуд для титрования емкостью от 200 до 300 мл с магнитной или механической
мешалкой. Если конечную точку определяют электролитически, сосуд должен содер-
жать два платиновых электрода.
Бюретка емкостью 25 мл с тонким наконечником, градуированная делениями по
0,05 мл, снабженная предохранительной трубкой, заполненной осушителем.
Проведение анализа
Образец взвешивают с точностью до 0,1 мг; навеску выбирают в зависимости от
вероятного содержания кислорода: 5 г - при содержании 0,05-0,5 мае .%, 2 г - при со-
держании 0,5-2,0 мае. % и 1 г - при содержании кислорода 2,0-3,0 мае. % соответст-
венно.
Для каждого типа аппаратуры и для каждого типа порошка экспериментально оп-
ределяют температуру и оптимальную продолжительность восстановления. В качест-
ве примера ниже приведены температуры восстановления металлических порошков
(время восстановления 20 мин):
Металлический порошок
Железо, сталь
Никель
Кобальт
Медь
Молибден
Вольфрам
Смесь для твердых сплавов
Температура восстановления, °C
1000±20
900±20
900±20
900±20
1100±20
1100±20
900±20
Определяют титр реактива Карла Фишера следующим образом. В сосуд для титро-
вания заливают от 20 до 30 мг воды, отмеренной с точностью до 0,1 мг. Затем добав-
ляют от 100 до 200 мг дигидрата тартрата натрия (теоретическое содержание воды
15,66 мае. %, что соответствует 13,92 мае. % кислорода), измельченного и высушен-
ного до постоянной массы при 105±5 °C. Испытание проводят, как описано ниже, ис-
3 - 1504
Рис. 2.20. Схема аппаратуры для метода 1:
1 - источник водорода; 2 - очиститель; 3 - источник азота или аргона; 4 - распределитель газа;
5 - конечный осушитель; 6 - восстановительная трубка; 7 - печь; 8 - лодочка; 9 - отводящий
трубопровод; 10 - бюретка; 11 - детектор конечной точки; 12 - сосуд для титрования; 13 -
устройство для каталитической конверсии
пользуя в качестве образца для анализа от 100 до 200 мг чистого обезвоженного тар-
трата натрия, взвешенного с точностью до 0,1 мг, останавливаясь на этапе сушки и по-
следующего титрования.
Аппаратуру для исследования по методу 1 собирают в соответствии с рис. 2.20,
для исследования по методу 2 - в соответствии с рис. 2.21.
Бюретку следует ополоснуть реактивом Карла Фишера, чтобы обеспечить отсутст-
вие влаги, которая способна на холоде изменить титр реактива. Залитый реактив сли-
вают и заполняют бюретку порцией свежего реактива Карла Фишера. В сосуд для тит-
рования добавляют метанол, стремясь подогнать уровень жидкости так, чтобы вход-
ная трубка (и электроды) находились под поверхностью жидкости. Приводят в дейст-
Рис. 2.21. Схема аппаратуры для метода 2:
1 - источник водорода; 2 - очиститель; 3 - распределитель газа; 4 - конечный осушитель; 5 -
лодочка; 6 - восстановительная трубка; 7 - отводящий трубопровод; 8 - бюретка; 9 - детектор
конечной точки; 10 - сосуд для титрования; 11 - устройство для каталитической конверсии; 12 -
печь; 13 - источник азота или аргона
вие мешалку и титруют реактивом Карла Фишера до визуальной конечной точки, что-
бы нейтрализовать любые следы воды в метаноле.
Температуру восстановительной печи доводят до требуемого значения. Для мето-
да 1 восстановительную трубку оставляют вне печи. В обоих методах расход азота ре-
гулируют на уровне 30 л/ч и пропускают 10 мин.
С помощью газового распределителя заменяют подачу азота на водород и устанав-
ливают расход на уровне 25 л/ч. Для метода 1 вводят восстановительную трубку в
печь и оставляют там на 10 мин. Возвращаются к подаче азота, затем убирают трубку
из печи и охлаждают до комнатной температуры.
Вновь оттитровывают метанол до конечной точки для того, чтобы нейтрализовать
возникшие следы воды.
Проверяют состояние и герметичность аппаратуры, проводя холостой опыт для ка-
ждой серии определений, т.е. осуществляя все операции, как при проведении анали-
за, но с использованием пустой лодочки. Аппаратура в хорошем состоянии должна во
время холостого опыта давать результат, соответствующий выделению 1 мг кислоро-
да за период нагрева 20 мин. Если результат намного выше или переменный, это оз-
начает, что в аппаратуре имеется течь.
После проведения холостого опыта проводят анализ одним из двух методов. В
обоих методах, если необходимо уничтожить помехи от углерода, запускают уст-
ройство для каталитической конверсии, нагревая его предварительно до 380±10 °C
и открывая на систему, когда помещают лодочку. По окончании определения уст-
ройство для каталитической конверсии переключают на ответвление до того, как
вновь переходят с питания водородом на азот. Следует помнить, что когда трубка
горячая, нельзя прерывать поток водорода, кроме как для того, чтобы запустить
азот.
При необходимости можно определить содержание влаги в образце, регистрируя
объем реактива Карла Фишера, использованный для титрования воды, выделившейся
во время сушки.
Метод 1. Восстановительная трубка с закрытым концом. Открывают восстано-
вительную трубку и вставляют туда лодочку со взвешенным образцом. Закрывают
трубку и продувают сухим азотом (30 л/ч) в течение 10 мин, если не оговорено время
продувки. Титруют метанол до визуальной конечной точки. Устанавливают расход
азота 25 л/ч и помещают трубку в печь при температуре 170± 10 °C. По окончании пе-
риода сушки титруют метанол до конечной точки. Записывают объем реактива Карла
Фишера в бюретке и время сушки. Переключают газовый распределитель на подачу
водорода, устанавливают расход на уровне 25 л/ч и помещают трубку в печь при тем-
пературе восстановления. По окончании периода восстановления титруют метанол до
конечной точки, отмечают израсходованный объем и регистрируют его как объем тит-
ранта в миллилитрах. Отмечают время восстановления. Снова пропускают азот
вместо водорода, вытаскивают трубку из печи, охлаждают до комнатной температуры,
открывают и вынимают лодочку.
Метод 2. Восстановительная трубка с открытыми концами. Продувают трубку
сухим азотом, открывают ее и вводят лодочку с образцом. С помощью крючка из не-
ржавеющей стали с герметичным уплотнителем проталкивают лодочку в зону сушки.
По окончании сушки титруют метанол реактивом Карла Фишера.
Меняют подачу азота на водород и проталкивают лодочку в зону восстановления.
По окончании восстановления титруют метанол реактивом Карла Фишера и регистри-
руют объем V\ в миллилитрах использованного реактива. Меняют подачу водорода на
азот, лодочку перемещают в низкотемпературную зону и через минуту вынимают из
трубки.
Каждое определение проводят, по крайней мере, дважды.
з*
Представление результатов анализа
Содержание кислорода, восстановленного водородом, выраженное в массовых
процентах, рассчитывают по уравнению
Овосст = 100и^—
т
где V\ - объем реактива Карла Фишера, использованный при восстановлении, мл;
Г2 - объем реактива Карла Фишера, использованный для холостого опыта, мл;
т - масса анализируемой пробы, мг; п - титр реактива Карла Фишера, мг кисло-
рода/мл.
Разность между результатами двух или более определений не должна превышать
5 % от средней величины. Если результаты приемлемы, то среднюю величину округ-
ляют до наиболее близкой величины с точностью:
для содержания кислорода менее 0,2 мае. % - до 0,01; от 0,2 до 0,5 мае. % - до 0,02;
от 0,5 до 1,0 мае. % - до 0,05; от 1,0 мае. % и выше - до 0,1.
Если различие превышает максимально допустимую величину, опыт повторяют,
заботясь о воспроизведении холостого опыта, следя за временем восстановления и со-
блюдая все предосторожности.
Отчет об определении
Отчет должен содержать следующую информацию:
ссылку на ГОСТ 29006;
полное описание образца;
время и температуру сушки;
время и температуру восстановления;
использовались (или не использовались) устройства для каталитической кон-
версии;
среднее значение полученных результатов;
подробности всех операций, не предусмотренных стандартом или считающихся
необязательными;
описание любых обстоятельств, способных повлиять на результат.
2.11. Плотность формовок
Метод определения плотности формовок из металлических порошков изложен в
ГОСТ 25281. Он заключается в измерении массы формовки на воздухе и в воде с по-
следующим определением ее объема и плотности.
Стандарт не распространяется на формовки из твердых сплавов, изготовленные
методом порошковой металлургии.
Отбор образцов
Отбор образцов проводится по нормативно-технической документации на изде-
лия. Объем образца для испытания должен быть не менее 0,5 см3. Если объем одного
образца менее 0,5 см3, то для одного определения плотности берут несколько образ-
цов суммарным объемом не менее 0,5 см3. Объем каждого образца при этом должен
быть не менее 0,05 см3.
Поверхность образца должна быть тщательно очищена от жира и других загрязне-
ний. Для формовок массой более 0,5 кг допускается использовать в качестве образцов
для испытаний отдельные их части объемом не менее 0,5 см3. Требования к отбору от-
дельных частей формовок для испытаний должны быть указаны в нормативно-техни-
ческой документации на конкретное изделие.
Образцы (формовки), объем которых можно рассчитать по основным измеренным
размерам, должны иметь допуски на размеры с точностью не ниже 10-го квалитета по
ГОСТ 25374.
Аппаратура и материалы
Весы лабораторные и другие, обеспечивающие измерение массы формовок с по-
грешностью не более 0,01 %.
Устройства для взвешивания на воздухе и в воде (см. рис. 2.33 в разделе 2.27).
Проволока должна быть из некорродирующего материала диаметром до 0,25 мм.
Корзинка должна быть изготовлена из такой же проволоки при минимальном количе-
стве нитей.
Вода дистиллированная по ГОСТ 6709 с добавлением одной или двух капель вод-
ного раствора смачивающего вещества с массовой долей 0,1 %.
Парафин по ГОСТ 23683.
Бумага фильтровальная по ГОСТ 12026.
Вещество смачивающее ОП-7 или ОП-Ю по ГОСТ 8433.
Термометр типа ТЛ-62А1-8 по ГОСТ 302, обеспечивающий измерение температу-
ры воды и воздуха с погрешностью не более 0,5 °C.
Проведение испытания
Испытание проводят при температуре 15-30 °C. Для определения плотности фор-
мовку взвешивают на весах с погрешностью не более 0,01%. Массу формовки опре-
деляют взвешиванием на воздухе.
Поверхностные поры формовки закрывают, пропитывая ее в расплавленном пара-
фине или другом веществе. Для этого формовку полностью погружают в расплавлен-
ный парафин и выдерживают в нем не менее 30 с до прекращения выделения пузырь-
ков воздуха. Затем формовку высушивают на воздухе до постоянной массы и очища-
ют ее поверхность от парафина фильтровальной бумагой. Другие вещества для закры-
тия поверхностных пор формовки применяют по ГОСТ 18898.
Пропитанную, высушенную и очищенную формовку взвешивают на воздухе.
Пропитанную, высушенную и очищенную формовку взвешивают в воде, содержа-
щей смачивающее вещество. Для этого формовку подвешивают на проволоке или по-
мещают в корзинку и погружают в сосуд с дистиллированной водой таким образом,
чтобы она полностью была покрыта водой. На поверхности формовки, проволоки или
корзинки не должно быть пузырьков воздуха.
Температуру воды измеряют с погрешностью не более 0,5 °C. Плотность воды при
разных температурах приведена в справочном приложении. Допускается определять
объем формовок по данным измерений их основных размеров. При этом формовки,
соответствующие этим требованиям, измеряют по ГОСТ 8.051.
Обработка результатов
Плотность формовки (р, г/см3) вычисляют с округлением до 0,01 по формуле
р_ wiP/-
т2 - т3
где ту - масса формовки, взвешенной на воздухе, г; аи2> тз ~ массы пропитанной фор-
мовки, взвешенной на воздухе и в воде, г; pF - плотность воды, г/см3.
При определении объема формовки расчетным методом плотность формовки р
вычисляют по формуле
Р = my/V,
где V- объем формовки, см3.
Значения плотности воды при различных температурах приведены ниже:
Температура, °C Плотность воды, г/см3
15 0,9981
16 0,9979
17 0,9977
18 0,9976
19 0,9974
20 0,9972
21 0,9970
22 0,9967
Температура, °C Плотность воды, г/см3
23 0,9965
24 0,9963
25 0,9960
26 0,9958
27 0,9955
28 0,9952
29 0,9949
30 0,9946
2.12. Потери массы при прокаливании в водороде
ГОСТ 18897 устанавливает метод определения потери массы при прокаливании в
водороде металлических порошков железа, никеля, кобальта, меди, бронзы, молибде-
на, вольфрама, легированной стали. Метод позволяет приближенно определять содер-
жание кислорода в металлических порошках по уменьшению массы порошка после
его прокаливания.
Отбор и подготовку проб для анализа проводят по ГОСТ 23148.
Аппаратура, материалы и реактивы
Установка для определения потери массы при прокаливании в водороде (рис. 2.22)
состоит из следующих элементов: водородного баллона с редуктором 7; азотного бал-
лона с редуктором 2; электрических трубчатых печей 3 (зона нагрева не менее 150 мм)
со средствами контроля и управления температурой; кварцевых труб 4 диаметром
18-22 мм и длиной около 400 мм, наполненных медной стружкой, предназначенных
для очистки водорода и азота от кислорода; склянок Тищенко с аскаритом 5, с фос-
форным ангидридом, смешанным с прокаленным асбестом 6; склянки Дрекселя 9 с
концентрированной серной кислотой; кранов стеклянных 8 по ГОСТ 7995, соединяю-
щих систему очистки с кварцевой трубкой 7 установки для испытания (рис. 2.23).
Рис. 2.22. Схема установки для определения потери массы
Рис. 2.23. Схема установки для проведения испытаний (размеры даны в миллиметрах):
1 - подача водорода; 2 - подача азота; 3 - термопара; 4 - зона нагрева; 5 - печь; 6 - лодочка; 7 -
кварцевая трубка
Реактивы для поглощения влаги (аскарит, фосфорный ангидрид и серная кислота)
заменяются через 1,5-2 мес.
Для очистки водорода от кислорода применяют также поглотительную склянку с
палладированным асбестом, для поглощения влаги - склянку с силикагелем.
Лодочки фарфоровые по ГОСТ 9147, кварцевые, корундовые, из оксида циркония,
молибденовой жести, никелевые длиной 50-90 мм.
Эксикатор по ГОСТ 25336.
Крючок из легированной стали для загрузки и выгрузки лодочки из печи.
Весы лабораторные с погрешностью взвешивания не более 0,0002 г.
Аскарит; фосфорный ангидрид; кислота серная по ГОСТ 4204; водород техниче-
ский марки А по ГОСТ 3022; азот по ГОСТ 9293.
Подготовка к анализу
Газ, использованный для продувки, удаляют через вытяжную вентиляцию.
Для проверки герметичности системы из конца трубы вынимают резиновую проб-
ку с кварцевой трубкой и заменяют ее резиновой пробкой. Включают ток водорода и
открывают кран, соединяющий печь с водородом (доступ азота должен быть пере-
крыт). Если в дрекселе с серной кислотой в течение 5 мин не замечено выделения пу-
зырьков газа, система герметична. Затем перекрывают доступ водорода, открывают
ток азота и проверяют герметичность азотной линии.
Перед проведением испытания лодочки должны быть прокалены в токе водорода
до постоянной массы и должны храниться в эксикаторе. Включают печи 3, предназна-
ченные для очистки газов от кислорода. На протяжении всего процесса работы на ус-
тановке в них поддерживается температура 450 °C.
Трубку помещают в печь 9 так, чтобы один конец ее на две трети выступал из печи
в сторону подачи газа. Печь 9 со вставленной в нее трубой нагревают до 1000 °C. Вклю-
чают ток азота и пропускают его через систему в течение 5 мин. Затем открывают тру-
бу и в ее короткую часть, в середину печи, помещают лодочки. Закрывают трубу и сно-
ва пропускают ток азота в течение 1 мин. Прекращают подачу азота и одновременно
включают ток водорода со скоростью 3-5 пузырьков в секунду. На выходе из печи за-
жигают факел водорода. Через 1 ч трубу с лодочками выдвигают по ходу тока водорода
так, чтобы лодочка находилась на расстоянии 150-200 мм от горячей зоны печи.
Лодочки охлаждают в токе водорода в течение 20-30 мин. Прекращают подачу во-
дорода и одновременно включают ток азота, который пропускают в течение 1 мин.
Проведение анализа
В прокаленную и взвешенную лодочку помещают 1-10 г исследуемого порошка,
взвешенного с погрешностью не более 0,0002 г. Навеску порошка равномерно распре-
деляют в лодочке так, чтобы толщина его слоя не превышала 3 мм. Печь 9 со встав-
ленной в нее трубой нагревают до температуры, указанной в табл. 2.12. Включают ток
азота и пропускают его в течение 5 мин. Линейная скорость протекания азота в холод-
ной части трубы должна быть не менее 2,5 см/с. Линейную скорость газа (К, см/с) вы-
числяют по формуле
л Г>2’
где К - расход газа, см3/с; D - внутренний диаметр трубы, см.
Открывают трубу и помещают лодочку с навеской порошка в ее короткую часть, в
середину печи. Закрывают трубу и снова пропускают ток азота в течение 1 мин. Пре-
кращают подачу азота и одновременно включают ток водорода. Линейная скорость
протекания водорода в холодной части трубы должна быть не менее 2,5 см/с.
Таблица 2.12. Режимы прокаливания
Порошок Температура прокаливания, °C Время прокаливания, мин Лодочки
Медный 875±15 30 Фарфоровые, кварцевые, корундовые.
Бронзы оловянной 775±15 30 из оксида циркония, молибденовой жести, никелевые
Бронзы свинцовой 660±10 10
Железный 1150±20 60 Фарфоровые, корундовые, из оксида
Стали легированной 1150±20 60 циркония, молибденовой жести, никелевые
Кобальтовый 1050±20 60 Фарфоровые, корундовые, из оксида
Вольфрамовый 1150±20 60 циркония, молибденовой жести, никелевые
Молибденовый 1100±20 60 Фарфоровые, корундовые, из оксида циркония, никелевые
Никелевый 1050±20 60 Фарфоровые, кварцевые, корундовые, из оксида циркония, молибденовой жести
По истечении времени, необходимого для восстановления порошка, трубу с лодоч-
кой выдвигают из горячей зоны печи. Лодочку с навеской охлаждают в токе водорода
в течение 20-30 мин. Затем прекращают подачу водорода и одновременно включают
ток азота, который пропускают через систему в течение 5 мин. Открывают трубу, вы-
нимают лодочку с навеской, помещают ее в эксикатор, охлаждают до комнатной тем-
пературы и взвешивают с погрешностью не более 0,0002 г.
Допускается определять потери массы при прокаливании в водороде без приме-
нения азота. Определение производят следующим образом: лодочку с навеской по-
рошка помещают в холодную печь и пропускают через систему водород в течение
10-15 мин. Зажигают факел водорода. Затем включают печь 9, нагревают ее до тем-
пературы, указанной в табл. 2.12. По истечении времени, необходимого для восста-
новления порошка, печь выключают. Трубу с лодочкой выдвигают из горячей зоны
печи, снижают температуру печи до 500 °C, не прекращая подачи водорода. Затем
вынимают лодочку, помещают ее в эксикатор, охлаждают до комнатной температу-
ры и взвешивают.
Подсчет результатов анализа
Потери массы при прокаливании в водороде (X) в процентах вычисляют с погреш-
ностью не более 0,01 % по формуле
x = m1-mL 100,
т2 - т}
где Wj - масса лодочки, прокаленной до постоянной массы, г; т2 - масса лодочки с
порошком перед испытанием, г; т^ - масса лодочки с порошком после испытания, г.
Среднее арифметическое результатов двух параллельных определений принимают
за окончательный результат.
Абсолютные допускаемые расхождения результатов параллельных определений
не должны превышать значений, указанных ниже:
Потери массы Абсолютные допускаемые
при прокаливании, % расхождения, %
От 0,1 до 0,3 0,02
Св. 0,3 до 0,5 0,04
Св. 0,8 0,05
Дополнение (рекомендуемое)
Определяемая потеря массы при прокаливании в водороде ниже, чем содержание ки-
слорода, если порошок загрязнен оксидами, которые не восстанавливаются в условиях,
оговоренных настоящим стандартом (например, SiO2, А12О3, СаО, MgO, TiO2), и может
быть выше, чем содержание кислорода, если в порошке присутствуют влага, углеводо-
роды и их смеси, а также адсорбированные или абсорбированные металлическим по-
рошком газы, которые удаляются во время нагревания (количество их незначительно).
Потеря массы при прокаливании в водороде может быть выше, если в порошке
присутствуют элементы, которые в условиях проведения испытания частично или
полностью улетучиваются (S, N, С, Р и некоторые летучие металлы, например свинец,
кадмий, цинк), а также если порошок содержит углерод и оксиды, которые могут в ус-
ловиях проведения испытания восстанавливаться углеродом (Сг2О3, МпО).
Порошки, содержащие марганец, хром и другие элементы, обладающие высоким
сродством к кислороду, могут быть окислены во время испытания под влиянием атмо-
сферы или в результате восстановления менее жаростойких оксидов. В некоторых
случаях это может привести к отрицательной величине потери массы при прокалива-
нии в водороде.
2.13. Размерные изменения при прессовании и спекании
Информация о характере изменения размеров при прессовании и спекании имеет
большую ценность для промышленности, потребляющей порошок. Обычно использу-
ется метод сравнения изменений размеров при прессовании и спекании для испытуе-
мого и контрольного металлических порошков при обработке в одинаковых условиях
в соответствии с ГОСТ 29012. Контрольный порошок выбирают по согласованию ме-
жду поставщиком и потребителем как можно ближе по свойствам к анализируемому
порошку. Этот метод применяется для определения следующих трех типов изменений
размеров образцов, приготовленных из металлических порошков, за исключением по-
рошков твердых сплавов.
1. От размера матрицы до размера неспеченной прессовки (упругое последейст-
вие) - увеличение размеров прессовки, измеренное под прямым углом к направлению
сжатия после выпрессовывания из матрицы.
2. От размера неспеченной прессовки до размера спеченного образца (изменение
размеров при спекании) - изменение размеров изделия, происходящее в результате
спекания.
3. От размеров матрицы до размера спеченного образца (общее изменение раз-
меров).
Для испытаний берут соответствующие количества исследуемого и контрольного
порошков, достаточные для получения не менее трех прессовок. Исследуемый и кон-
трольный порошки смешивают в одинаковых условиях с одинаковой массой добавок
(включая связку) для получения требуемого состава спеченных деталей. Чтобы избе-
жать деформации при спекании, образцы для испытания надо брать толщиной не ме-
нее 5 мм.
Измеряют исследуемый размер матрицы (диаметр или длину) в ненаполненном со-
стоянии с точностью до 0,005 мм и записывают полученную величину. Изготавлива-
ют прессованием до согласованной плотности не менее трех прессовок из подготов-
ленных контрольного и испытуемого порошков. Измеряют с точностью до 0,005 мм
исследуемый размер неспеченной прессовки и записывают полученную величину.
Спекают прессовки в условиях, максимально приближенных к производственным.
После охлаждения до комнатной температуры измеряют с точностью до 0,005 мм ис-
следуемый размер спеченных прессовок из контрольного и анализируемого порошков
и записывают измеренную величину. Следует убедиться, что размеры прессовок до и
после спекания измерены в одном и том же месте образца.
Выполнение вычислений
Результаты вычисляют по следующим уравнениям.
1. Упругое последействие:
\dDS = dG~dD -100,
dD
где dD - исследуемый размер ненаполненной матрицы, мм; dG - исследуемый размер
неспеченной прессовки, мм; &dDS - упругое последействие, % (+).
2. Изменение размеров спеченной прессовки:
dG
где ds - исследуемый размер спеченной прессовки, мм; &dGS - изменение размеров
при спекании.
3. Общее изменение размеров:
.100,
dD
где &dDS - общее изменение размеров, % (+ или -).
Изменение размеров для испытуемого и контрольного порошков берут как среднее
арифметическое результатов не менее трех измерений и округляют до 0,01 %.
Отчет об определении
Отчет должен содержать:
ссылку на ГОСТ 29012;
полное описание образца;
полное описание контрольного порошка;
сведения о типе образца для испытания и его размерах перед спеканием;
значение плотности спеченной прессовки;
детали режима спекания;
полученный результат;
описание операций, не оговоренных настоящим международным стандартом или
рассматриваемых как необязательные;
описание любых обстоятельств, которые могли бы повлиять на результат.
2.14. Прочность неспеченных прессовок
Метод для определения прочности неспеченного материала путем измерения
прочности на изгиб прессовок прямоугольного сечения описан в ГОСТ 25282.
Прочность неспеченного материала измеряют на прессовках определенной плот-
ности или на прессовках, сформированных под определенным давлением.
Сущность метода заключается в воздействии на прессовку в контролируемых ус-
ловиях равномерно возрастающей нагрузки вплоть до разрушения. Прочность неспе-
ченного материала (прочность на изгиб) определяют как напряжение, необходимое
для разрушения при изгибе прямоугольной прессовки, установленной на двух опорах
по краям и подвергнутой усилию, приложенному в центре.
Для испытания используют три образца длиной не менее 30 мм, шириной 10-13 мм
и толщиной 5,5-6,5 мм. Толщина образца должна быть одинаковой с точностью до 0,1
мм на расстоянии между опорами. Образцы прессуют в матрице из твердого сплава
или инструментальной стали. Схема изготовления прессовки и пример оборудования
для ее получения показаны на рис. 2.24 и 2.25. В зависимости от свойств порошка об-
разцы можно прессовать с добавлением связки или без нее в предварительно смазан-
Рис. 2. 24. Схема изготовления прессовки:
1 - заполнение; 2 - предварительное сжатие; 3 - прессование; 4 - выпрессовывание
Рис. 2.25. Пример оборудования для получения прессовки прямоугольного сечения:
/ - матрица; 2 - пуансоны; 3 - обод матрицы; 4 - верхний пуансон; 5 - нижний пуансон
2
ной матрице или в матрице без смазки. Предварительное усилие прессования около 20
Н, окончательное усилие достигается увеличением нагрузки с постоянной скоростью,
не превышающей 50 кН/с.
Прочность неспеченного материала по согласованию с поставщиком и потребите-
лем выражают в зависимости от давления прессования или плотности прессовки. Ре-
комендуемое давление 400 Н/мм2.
Плотность материала рассчитывают, измерив размеры образца и определив его
массу и объем (вычисленный по средней величине размеров). Допускаемые отклоне-
ния плотности не должны превышать 0,1 г/см3 для трех образцов.
Определение разрушающей нагрузки
Образец разрушают в контролируемых условиях, применяя либо машину для ис-
пытаний на сжатие (метод 1, рис. 2.26), либо устройство с нагруженным коромыслом
(метод 2, рис. 2.27).
Метод 1. Образец укладывают на опорные цилиндры и центрируют, сохраняя пер-
пендикулярность относительно оси опор. Устанавливают все в сборе на машину и
прикладывают усилие с такой постоянной скоростью, чтобы образец разрушился по
прошествии не менее 10 с. Разрушающее усилие записывают с точностью до 2 Н.
Метод 2. Равновесие нужно отрегулировать так, чтобы коромысло было горизон-
тальным. Устанавливают образец, центрируют его, соблюдая перпендикулярность от-
носительно оси опор. Нагрузку увеличивают с постоянной скоростью, пока не разру-
шится образец (не менее чем за 10 с). Усилие определяют с точностью до 2 Н. Если
применяют резервуар и дробь, то коромысло уравновешивают с установленным ре-
зервуаром и прилагаемую нагрузку вычисляют по массе дроби.
Выражение результатов
Прочность неспеченного материала вычисляют по уравнению
5 = 4^,
Zt2W
Рис. 2.26. Пример устройства для испытания прочности прессовки
где 5 - прочность, Н/мм2; Р - усилие в момент разрушения, Н; L - отклонение между
опорами, мм; t - толщина образца, мм; W - ширина образца, мм.
Записывают среднее арифметическое на основе трех отдельных испытаний. Для
величин, меньше или равных 10 Н/мм2, округляют до 0,2 Н/мм2, для величин больше
10 Н/мм2 округляют до 0,5 Н/мм2.
Отчет об определении
Отчет должен содержать следующую информацию:
ссылку на ГОСТ 25282;
полное описание образца;
условия компактирования (со связкой, смазкой) или без нее; способ добавления
связки;
плотность образца или давление прессования;
полученный результат;
сведения об оборудовании для прессования с указанием материала матрицы (инст-
рументальная сталь или твердый сплав);
данные обо всех операциях, не предусмотренных стандартом или считающихся
необязательными;
данные о любых обстоятельствах, способных повлиять на результат.
Рис. 2.27. Пример устройства с нагруженным коромыслом:
1 - противовес; 2 - держатель образца; 3 - нагрузка
2.15. Твердость по Виккерсу твердых сплавов
Метод определения твердости по Виккерсу для твердых сплавов изложен в ГОСТ
25172.
Оборудование
Для определения твердости образцов твердых сплавов используют следующее
оборудование:
измерительный прибор, который может обеспечить приложение силы или сил в
диапазоне от 9,807 Н до 490,3 Н (HV 1 - HV 50). Наконечник представляет собой
прямоугольную алмазную пирамиду с квадратным основанием в соответствии с
ИСО 146;
измерительное устройство для замера диагоналей отпечатков с погрешностью
±0,2 мкм для d < 100 мкм; ±1,0 мкм для 100 мкм < d < 200 мкм; ±0,5 % для d >
> 200 мкм.
Подготовка образцов
Испытание проводят на гладкой и ровной поверхности, свободной от посторонних
веществ и, в особенности, тщательно очищенной от масла. Поверхность образца
должна быть отполирована. Толщина слоя, удаленного с поверхности образца, долж-
на быть не менее 0,2 мм.
Подготовку образцов проводят таким образом, чтобы свести к минимуму измене-
ние поверхности вследствие горячей и холодной обработки. При определении твердо-
сти испытуемого образца с криволинейной поверхностью на образце должна быть
подготовлена плоская поверхность, на которой будет проводиться испытание. Толщи-
на образца, подвергаемого испытанию, должна быть не менее 1 мм.
Толщина испытуемого образца должна быть достаточной для того, чтобы испыта-
ние можно было провести без разрушения или деформирования образца под действи-
ем заданной силы. Для образцов с малым поперечным сечением или неправильной
формы можно использовать дополнительную опору, например фиксацию в пластич-
ном материале.
Проведение испытаний
Испытание проводят под действием сил от 9,807 Н (HV 1) до 490,3 Н (HV 50), при
этом обычно применяют 294,2 Н (HV 30).
Испытуемый образец устанавливают неподвижно на жесткой опоре. Поверхности
контакта должны быть чистыми и свободными от посторонних веществ. Очень важ-
но, чтобы образец занимал устойчивое положение на опоре и чтобы во время испыта-
ния он не смещался.
Наконечник вдавливают без ударов и вибрации перпендикулярно к испытуемой
поверхности до тех пор, пока прилагаемая сила не достигнет заданного значения. Вре-
мя от начала приложения силы до полного нагружения колеблется в пределах от 2 до
8 с. Продолжительность выдержки под действием силы должна составлять 10-15 с.
Расстояние между центром любого отпечатка и краем испытуемого образца долж-
но быть не менее 2,5 длин диагоналей отпечатка. Расстояние между центрами двух со-
седних отпечатков должно быть не менее трех длин диагонали отпечатка. Если два со-
седних отпечатка различны по размеру, то расстояние между отпечатками выбирают
по диагонали большего отпечатка.
По возможности на образце проводят не менее трех определений твердости. Изме-
ряют длины двух диагоналей отпечатка. Среднее арифметическое этих измерений ис-
пользуют для вычисления твердости по Виккерсу.
При проведении испытаний прибор нужно защитить от ударов и вибрации. Со-
стояние наконечника следует регулярно проверять. Любая неправильность формы от-
печатка может означать неудовлетворительное состояние наконечника. Если при про-
верке наконечника это подтвердится, то испытание считают недействительным и на-
конечник заменяют.
Представление результатов
За конечный результат принимают среднее арифметическое полученных значений
твердости, округленное до ближайших 10 HV.
Отчет об испытании
Отчет должен содержать следующую информацию:
ссылку на ГОСТ 25172;
полное описание образца;
полученный результат;
сведения о любых действиях, не предусмотренных стандартом или считающихся
необязательными;
данные обо всех обстоятельствах, способных повлиять на результат.
2.16. Модуль Юнга
Метод определения динамического модуля Юнга спеченных металлических мате-
риалов и твердых сплавов изложен в ГОСТ 25095.
Сущность метода состоит в возбуждении ультразвуковых продольных колебаний в
образце и определении резонансной частоты его естественных колебаний.
Оборудование
Для определения модуля Юнга используют фиксатор для крепления образца, ульт-
развуковой вибратор с непрерывным регулированием частоты в диапазоне 20-100 кГц
и устройство для определения резонансной частоты.
Образцы для испытания должны иметь длину не менее 60 мм и быть круглого или
прямоугольного поперечного сечения. Образцы круглого сечения должны быть диа-
метром 6±0,2 мм; площадь поперечного сечения плоских образцов должна составлять
6±0,2х8±0,2 мм. Поверхностный слой должен быть снят на глубину не менее 0,1 мм.
Шероховатость поверхности Ra < 1,5 мкм. Торцы образцов должны быть ровными и
параллельными в пределах 0,02 мм. Образцы не должны иметь трещин на поверхно-
сти или каких-либо других структурных дефектов и должны быть очищены непосред-
ственно перед испытанием.
Проведение испытания
Определяют плотность образца с точностью до 0,01 г/см3. Измеряют длину образ-
ца с точностью до 0,1 мм. Крепят образец в испытательном устройстве. Плавно повы-
шают частоту вибратора до самой низкой частоты естественных продольных колеба-
ний. Определяют резонансную частоту с точностью до 50 Гц.
Обработка результатов
Модуль Юнга рассчитывают по уравнению
£ = 410"9 L2 pf2,
где £ - модуль Юнга, Н/мм2; L - длина образца, мм; р - плотность, г/см3; f - частота
естественных колебаний, Н.
Результат округляют с точностью до 5-Ю3 Н/мм2.
Отчет об испытании
Отчет должен содержать следующую информацию:
ссылку на ГОСТ 25095;
полное описание образца;
полученные результаты;
сведения обо всех операциях, не предусмотренных стандартом или считающихся
необязательными;
данные о любых обстоятельствах, способных повлиять на результат.
2.17. Предел прочности твердых сплавов при поперечном разрыве
Метод определения предела прочности твердых сплавов, имеющих незначитель-
ную пластичность, при поперечном разрыве устанавливает ГОСТ 20019.
Сущность метода состоит в разрушении испытуемого образца, свободно лежаще-
го на двух опорах, при приложении непродолжительной статической нагрузки к сере-
дине образца.
Оборудование
Испытательное оборудование любого типа должно обеспечивать способ приложе-
ния равномерно возрастающей силы с погрешностью не более 1 %. Приспособление
для испытания должно иметь два свободно лежащих опорных цилиндра (ролика) с оп-
ределенным расстоянием между ними и один свободно лежащий нагружающий ци-
линдр (ролик). Все три цилиндра должны быть одного диаметра - от 3,3 до 6 мм.
Сила прикладывается с помощью шарика диаметром 10 мм. Опорные цилиндры и
нагружающий цилиндр или шарик должны быть изготовлены из твердого сплава на
основе карбида вольфрама, который не имеет заметной деформации при приложении
силы. Шероховатость поверхности цилиндров и шарика Ra не должна превышать
0,63 мкм. Опорные цилиндры установлены параллельно друг другу на расстоянии
30±0,5 мм для испытуемых образцов типа А и на расстоянии 14,5±0,5 мм для испы-
туемых образцов типа Б. Расстояние, используемое для вычисления, измеряют с по-
грешностью 0,1 мм для образцов типа Бис погрешностью 0,2 мм для образцов типа А.
Подготовка образцов
Образцы должны иметь прямоугольное сечение и размеры, мм, указанные ниже:
Тип Длина Ширина Толщина
А 35±1 5±0,25 5±0,25
Б 20±1 6,5±0,25 5,25±0,25
Примечание. Обычно образцы типа Б дают показатели прочности на 10 % выше, чем
образцы типа А, при одинаковых поверхностных характеристиках. Сходимость результатов в
обоих случаях одинакова.
При подготовке образцов к испытаниям нагревание и холодная обработка должны
быть минимальными. Шлифование осуществляют на четырех самых длинных по-
верхностях образца. Шлифуют по четырем граням параллельно длине образца алмаз-
ным кругом с высокой режущей способностью, предпочтительно на органической
связке, с использованием обильного охлаждения. Ни один из проходов не должен пре-
вышать 0,01 мм, и все следы шлифования должны быть параллельны длине образца.
Толщина снимаемого с каждой грани слоя должна быть не менее 0,1 мм, а шерохова-
тость поверхности Ra не должна превышать 0,1 мкм. С четырех длинных кромок сни-
мают фаску 0,15-0,20 мм под углом 45°, и все следы шлифования фаски должны быть
параллельны длине.
Допускается использование образцов непосредственно после спекания. Такие об-
разцы должны иметь фаску 0,4-0,5 мм под углом 45° перед спеканием во избежание
образования острых кромок.
Образцы для испытаний не должны иметь поверхностных трещин, определяемых
визуально, и структурных дефектов.
Проведение испытаний
Образец помещают на опорные цилиндры так, чтобы его длина была перпендику-
лярна продольной оси опорных цилиндров. При испытании коротких образцов их по-
мещают на опорные цилиндры более широкой стороной. Нагружающий цилиндр или
шарик приводят постепенно в соприкосновение с образцом. Линия или точка прило-
жения силы может отклоняться от середины пролета между цилиндрами не более чем
на 0,5 мм для образцов типа А и на 0,2 мм для образцов типа Б. Увеличивают давле-
ние на образец с постоянной скоростью, не превышающей 100 Н/мм2 в секунду.
Предел прочности на поперечный разрыв, Н/мм2, вычисляют по уравнению
Rtr =
,r 2bh2
где F- нагрузка, вызывающая разрушение, измеренная в момент разрыва образца, И;
L - расстояние между опорными цилиндрами, мм; b - ширина образца, измеренная
под прямым углом к высоте, мм; h - высота (толщина) образца, параллельная направ-
лению приложения нагрузки, мм; К - поправочный коэффициент, используемый в за-
висимости от ширины фаски.
Значения К приведены ниже:
Тип образца Ширина фаски, мм К
А 0,4-0,5 1,03
0,15-0,2 1,00
Б 0,4-0,5 1,02
0,15-0,2 1,00
За результат испытания принимают среднее арифметическое значение не менее
пяти определений, округленное до ближайших 10 Н/мм2.
Отчет об испытании
Отчет должен содержать следующую информацию:
ссылку на ГОСТ 20019;
полное описание образца;
тип образца и способ обработки его поверхности;
способ приложения нагрузки;
полученные результаты. К буквенному обозначению предела прочности на попе-
речный разрыв добавляют дополнительное подстрочное обозначение: для длинных
образцов 30, для коротких образцов 15, например Rtr 30;
сведения о любых действиях, не предусмотренных международным стандартом
или считающихся необязательными;
сведения о любых обстоятельствах, способных повлиять на результат.
2.18. Плотность непроницаемых твердых сплавов
Метод определения плотности непроницаемых спеченных твердых сплавов уста-
навливает ГОСТ 20018.
Приборы и оборудование
Для определения плотности используют:
аналитические весы с точностью показаний ±0,1 мг при массе образца до 10 г и
±0,001 % при массе образца свыше 10 г. Навески должны быть откалиброваны и иметь
плотность не менее 7 г/см3;
устройство из решеток или проволоки - в каждом случае максимальный диаметр
проволоки должен быть 0,25 мм;
сосуд для взвешивания в жидкости. Для взвешивания в жидкости масса испытуе-
мых образцов должна обеспечивать поднятие уровня жидкости при погружении испы-
туемого образца не менее чем на 2,5 мм.
Проведение испытаний
Для исследования используют дистиллированную или деионизированную и, жела-
тельно, дегазированную воду, в которую добавлено 1-2 капли смачивающего вещест-
ва. Температуру воды измеряют с точностью до 1 °C и определяют плотность воды по
табл. 2.13.
Таблица 2.13. Плотность воды при разных температурах
Температура Плотность, рв, г/см3 Температура Плотность, р„, г/см3
К °C К °C
288 15 0,9981 296 23 0,9965
289 16 0,9979 297 24 0,9963
290 17 0,9977 298 25 0,9960
291 18 0,9976 299 26 0,9958
292 19 0,9974 300 27 0,9955
293 20 0,9972 301 28 0,9952
294 21 0,9970 302 29 0,9949
295 22 0,9967 303 30 0,9946
Поверхность испытуемого образца должна быть тщательно очищена от налипше-
го инородного материала, например грязи, масла, смазки. Объем испытуемого образ-
ца должен быть не менее 0,5 см3. Если объем образца менее 0,5 см3, испытание про-
водят на нескольких образцах; при этом объем каждого образца должен быть не ме-
нее 0,05 см3, а суммарный объем испытуемых образцов - не менее 0,5 см3.
Испытуемый образец помещают на верхнюю решетку или чашу. Нижняя решетка
должна быть полностью погружена, а проволока должна свободно свешиваться с ча-
ши и должна быть частично погружена в жидкость. Удалив все пузырьки воздуха,
взвешивают образец (wj).
Помещают испытуемый образец на нижнюю решетку или подвешивают его с по-
мощью проволоки. Погружают образец в сосуд, содержащий жидкость, так, чтобы
только проволока касалась поверхности жидкости. Удаляют все пузырьки и взвешива-
ют. При проведении взвешивания температура испытуемого образца, жидкости и ок-
ружающего воздуха должна быть одинаковой.
Представление результатов
Плотность испытуемого образца определяют по уравнению
Р = гп\ Р\/т2,
где Z5] - плотность жидкости, г/см3; т^ - масса испытуемого образца, определенная
при взвешивании на воздухе, г; т2 - масса объема жидкости, вытесненного образцом,
помещенным в эту жидкость, равная разности между массой образца, взвешенного на
воздухе, и массой образца, взвешенного в воде, г.
Результаты испытаний округляют до 0,01 г/см3.
Отчет об испытании
Отчет должен содержать следующую информацию:
ссылку на ГОСТ 20018;
полное описание образца;
полученные результаты;
сведения обо всех операциях, не предусмотренных стандартом или считающихся
необязательными;
сведения обо всех обстоятельствах, способных повлиять на результат.
2.19. Твердость по Роквеллу твердых сплавов
Метод определения твердости по Роквеллу (шкала А) для твердых сплавов изло-
жен в ГОСТ 20017.
Сущность метода состоит в том, что конический алмазный наконечник вдавлива-
ют в испытуемый образец в два приема и измеряют остаточное увеличение (е) глуби-
ны проникновения этого наконечника с помощью глубиномера при определенных ус-
ловиях.
Оборудование
Испытательное оборудование должно обеспечивать измерения до 0,2 HRA или
меньше. Для испытания используют конический алмазный наконечник с внутренним
углом 120,0±0,5° и осью, совпадающей с осью оправы с допуском ±0,5°. Вершина ко-
нуса должна иметь радиус 0,2+0,002 мм. Наконечник должен быть отполирован таким
образом, чтобы неполированная часть его поверхности не контактировала с испытуе-
мым образцом при вдавливании наконечника на глубину 0,3 мм. Проверка рабочих ха-
рактеристик наконечника должна проводиться по стандартным твердосплавным пове-
рочным плиткам. Необходимо сделать не менее пяти отпечатков на каждой плитке для
серии из пяти стандартных твердосплавных поверочных плиток с номинальным зна-
чением твердости 85,5; 88,5; 91,0; 92,0; 93,0 HRA.
Для каждой плитки рассчитывают среднюю величину твердости. Находят раз-
ность между этой средней твердостью и номинальной твердостью плитки. Определя-
ют среднее арифметическое значение и предел (размах) этих пяти разностей. Если от-
клонение от среднего арифметического значения не более ±0,3 HRA и предел (размах)
не более 0,6 HRA, то наконечник считается удовлетворительным.
Подготовка образцов
Испытание проводят на образце с поверхностью, которая подготовлена так, чтобы
ее шероховатость Ra составляла < 0,2 мкм. Толщина слоя, удаляемого с поверхности
спеченного образца, должна быть не менее 0,2 мм. Подготовку образца проводят та-
ким образом, чтобы изменение поверхности вследствие горячей или холодной обра-
ботки было минимальным. При определении твердости образцов с искривленной по-
верхностью радиус кривизны поверхности должен быть не менее 15 мм. Для того что-
бы определить твердость образца с радиусом кривизны менее 15 мм, нужно подгото-
вить плоскую поверхность минимальной шириной 3 мм для проведения испытания.
Толщина подготовленного к испытанию образца должна быть не менее 1,6 мм, а
испытуемая и опорная поверхности должны быть параллельны друг другу в пределах
0,1 мм на каждые 10 мм длины.
Проведение испытаний
Испытание проводят так же, как при определении твердости стали по ИСО 80 со
следующими изменениями.
После установки нового наконечника первые два показания не принимают во вни-
мание. Скорость приложения дополнительной силы ограничивают так, чтобы движе-
ние грузов заканчивалось через 6-8 с при отсутствии грузов на испытательной маши-
не. Продолжительность приложения дополнительной силы после того, как движение
указателя прекратилось, должна быть не более 2 с. Сохраняя предварительную на-
грузку 98,07±1,96 Н, снимают дополнительную 490,3 Н в течение 2 с. Опорная по-
верхность должна обеспечивать полную поддержку образца.
Подбирают стандартную поверочную плитку с твердостью, наиболее близкой к
ожидаемой твердости анализируемого образца. Определяют твердость по шкале А в
трех точках плитки. Отклонение от среднего арифметического значения трех показа-
ний должно быть в пределах ±0,5 HRA от номинальной твердости данной плитки. Ес-
ли среднее значение твердости плитки отличается более чем на ±0,5 HRA от ее номи-
нальной твердости, проверяют прибор и алмазный наконечник и устраняют причину
ошибки. Если среднее значение твердости плитки отличается на 0,5 HRA или менее
от ее номинальной твердости, вносят поправку с соответствующим алгебраическим
знаком к среднему значению твердости образца.
Перед определением фиксируют первоначальное показание на образце, которое не
принимают во внимание. Затем определяют твердость образца не менее чем в трех
произвольно взятых точках. Расстояние между центрами двух соседних отпечатков, а
также от центра любого отпечатка до края образца должно быть не менее 1,5 мм. Ка-
ждое показание фиксируют с точностью отсчета испытательной машины. За твер-
дость отдельного испытуемого образца принимают среднее арифметическое значение
отсчетов, округленное до 0,1 HRA.
Следует иметь в виду, что не существует общего метода точного перевода твердо-
сти по Роквеллу в другие шкалы твердости, поэтому этих переводов следует избегать,
кроме специальных случаев, когда может быть получена надежная основа для перево-
да путем сравнительных испытаний.
Отчет об испытании
Отчет должен содержать следующую информацию:
ссылку на ГОСТ 20017;
полное описание образца;
полученные результаты;
сведения обо всех операциях, не предусмотренных стандартом или считающихся
необязательными;
сведения о любых обстоятельствах, способных повлиять на результат.
2.20. Образцы для испытаний на растяжение порошковых материалов
Размеры образцов для испытаний на растяжение (рис. 2.28), изготовленных из спе-
ченных материалов и сплавов (кроме твердых сплавов), а также размеры полости мат-
рицы, применяемой для изготовления образцов, приведены в ГОСТ 18227. Размеры
полости матрицы должны соответствовать следующим значениям, мм:
Ь с Lc Ld Lf w R} R2
5,70+0,02 6+0,25 32 81,0±0,5 89,7±0,5 8,7±0,2 4,35 25
Матрица должна быть изготовлена из твердого сплава, а ее поверхность должна
быть обработана так, чтобы прессование образца выполнялось при обычных усло-
виях.
Поскольку результаты испытания могут зависеть от материала матрицы, его необ-
ходимо описать в отчете об испытании; следует также указать, спрессован образец,
спечен или обработан механически. Механически обработанные образцы должны
иметь цилиндрическую рабочую часть, размеры которой соответствуют требованиям
ИСО 6892.
Толщина образца для испытания на растяжение должна быть от 5,4 до 6,0 мм. При
необходимости по осевой линии делают метки симметрично от центра на расстоянии
25 мм. Толщина образца не должна отличаться более чем на 0,04 мм в пределах этих
Рис. 2.28. Образец для испытания
меток. Метки следует наносить так, чтобы они не влияли на результат испытания на
растяжение.
Если диаметр рабочей части образца меньше 4 мм, его величину устанавливают и
указывают, что результаты его испытаний нельзя сравнивать с результатами, получен-
ными на образцах большего диаметра.
Для спеченных изделий рекомендуется использовать образец с двумя переходны-
ми частями на каждом конце. Радиус сопряжения рабочей части с переходным участ-
ком головки образца должен быть от 1,5 до 5 мм (см. рис. 2.28).
2.21. Испытание на радиальное сжатие
В ГОСТ 26529 изложен метод определения предела прочности при радиальном
сжатии образцов из порошковых материалов при температуре (20*^) °C. Метод за-
ключается в определении максимальной нагрузки, предшествующей разрушению об-
разца или появлению в нем трещины при радиальном сжатии, и вычислении макси-
мального напряжения, возникающего в образце под действием этой нагрузки.
Настоящий стандарт не распространяется на порошковые твердые сплавы и мате-
риалы на основе тугоплавких соединений.
Отбор образцов
Метод отбора и подготовки образцов для испытания - по нормативно-технической
документации на порошковые материалы с дополнениями, указанными ниже.
Образцы должны быть изготовлены и пропитаны, при необходимости, маслом при
тех же условиях, что и готовые изделия.
Допускается изготовление образцов из готовых изделий механической обработкой.
Образцами для испытаний могут быть готовые изделия.
Механическая обработка должна исключать изменение свойств материала образ-
цов вследствие нагрева, наклепа и других факторов и должна быть указана в норма-
тивно-технической документации на конкретные изделия.
Образцы для испытаний должны иметь форму полого цилиндра.
Толщина стенки образца (а) должна быть не менее 2 мм. При этом отношение тол-
щины стенки к его наружному диаметру (£>) должно быть менее 1/3. Длина образца
(£) должна быть не менее удвоенного значения толщины его стенки.
Отклонения размеров испытываемых образцов от номинальных должны быть не
грубее квалитета II по ГОСТ 25347. Отклонение формы и расположение поверхностей
отдельных образцов должны находиться в пределах полей допусков на их размеры.
Испытанию подвергают не менее трех образцов, если иное количество образцов не
оговорено в нормативно-технической документации на порошковые материалы.
Аппаратура
Универсальная испытательная машина или машина для испытания на сжатие с по-
грешностью не более 1 % по ГОСТ 7855.
Нажимные плиты с шаровым переходником для испытания на сжатие, отвечающие
следующим требованиям:
размеры нажимных плит должны превышать наружный диаметр образца и выхо-
дить за пределы его длины;
твердость поверхности нажимных плит должна быть больше твердости испытуе-
мых образцов.
Проведение испытания
Перед испытанием образцы подвергают визуальному осмотру без применения уве-
личительных средств. На поверхности образцов не должно быть выступов, сколов,
трещин, расслоений, инородных включений, раковин и механических повреждений.
Толщину, ширину и наружный диаметр образца измеряют не менее чем в трех равно-
удаленных одно от другого местах с погрешностью не более установленной при изме-
рении линейных размеров по ГОСТ 8.051 и вычисляют среднее арифметическое тол-
щины, ширины и наружного диаметра.
Образец для испытания помещают между нажимными плитами испытательной
машины таким образом, чтобы он находился в центре плит. Образец нагружают плав-
но и непрерывно. Скорость нагружения выбирают в пределах от 2 до 20 МПа/с с та-
ким расчетом, чтобы время от начала нагружения до разрушения образца было не ме-
нее 10 с. Образец разрушают и определяют по шкале испытательной машины макси-
мальную нагрузку, предшествовавшую его разрушению.
Испытание считается действительным, если относительная деформация образца в
направлении радиального сжатия не превышает 10 %, а нагрузка в момент разруше-
ния образца или появления в нем трещины уменьшается скачкообразно.
Обработка результатов
Предел прочности при радиальном сжатии образца ор с (максимальное напряже-
ние, возникающее в момент разрушения или появления в нем трещины) в мегапаска-
лях вычисляют по формуле
= Ртах (Г> - а)
Р с ,2 ’
La
(2-1)
где Ртах - максимальная нагрузка, предшествовавшая моменту разрушения образца
или появления в нем трещины, Н; D - наружный диаметр образца, мм; а - толщина
стенки образца, мм; L - длина образца, мм.
За величину предела прочности при радиальном сжатии принимают среднее ариф-
метическое результатов испытаний не менее трех образцов.
Величина предела прочности при радиальном сжатии на конкретные изделия мо-
жет определяться в соответствии с рекомендуемым дополнением.
Результаты вычислений округляют до первого десятичного знака.
Отчет об испытании
Отчет записывают в протокол, содержащий следующую информацию:
марку материала;
номера образцов;
размеры образцов;
условия и способ изготовления образцов;
пропитку образцов;
температуру испытания;
предел прочности при радиальном сжатии каждого образца;
среднее арифметическое результатов испытания;
обозначение настоящего стандарта;
дату испытания.
Дополнение (рекомендуемое)
Испытание на радиальное сжатие образца в виде полого цилиндра до момента раз-
рушения образца или появления в нем трещины является разновидностью метода оп-
ределения предела прочности материала образца на изгиб в условиях сложного напря-
женного состояния. Точная формула для определения предела прочности при ради-
альном сжатии (Стр с) материала образца следующая:
0,954Pmax(D-a)Г К2 । Л К4 }
La2 ( 3(1 -К}2 45 (1-К)4/
(2.2)
где К - a/D.
Отличие формулы (2.2) от предложенной выше приближенной формулы (2.1) для
обработки результатов испытаний определяется соотношением
^р.с стр.с/^!
где В = 0,954 1--------—-
I 3(1 - К)2
(2.3)
L К4
+ 45 ’ (1 - К)4)
Так как Стрс меньше ави, определяемого по ГОСТ 18228, на 7-12 %, то примене-
ние соотношения (2.3) полезно при выборе конкретных значений ар с для контроля из-
делий в условиях производства. Указанное различие между арС и суви может быть
большим, что связано с влиянием масштабного фактора (размеров образцов) на ре-
зультаты испытаний. Погрешность метода не более 1,4 %.
2.22. Испытание на ударный изгиб
Метод испытания на ударный изгиб порошковых материалов изложен в ГОСТ
26528. Он заключается в разрушении образца (с надрезом или без надреза) одним уда-
ром маятникового копра с последующим определением работы удара по шкале копра
или вычислением ударной вязкости.
Настоящий стандарт не распространяется на порошковые твердые сплавы и мате-
риалы на основе тугоплавких соединений.
Аппаратура и материалы должны соответствовать ГОСТ 9454.
Отбор образцов
Отбор и подготовку образцов для испытания выполняют по нормативно-техниче-
ской документации на порошковые материалы с дополнениями, указанными ниже.
Образцы могут быть получены механической обработкой из готовых изделий, а так-
же подвергнуты механической обработке, если это не влияет на результаты испыта-
ний. Места вырезки заготовок для изготовления образцов из готовых изделий, виды и
режимы их механической обработки должны быть указаны в нормативно-техниче-
ской документации на конкретные изделия.
Направление прессования должно быть обозначено на образцах.
Выбор образцов (с надрезом или без надреза) для испытаний оговаривают в нор-
мативно-технической документации на конкретные изделия. Форма и размеры образ-
цов с надрезом должны соответствовать ГОСТ 9434.
Образцы без надреза должны иметь форму бруска квадратного сечения. Размеры об-
разцов должны быть: длина (55±1) мм; ширина (10±0,2) мм; толщина (10±0,2) мм.
Образцы должны быть изготовлены двусторонним прессованием с последующим
спеканием при тех же условиях, что и готовые изделия. Испытанию подвергают не ме-
нее пяти образцов, если иное количество не оговорено нормативно-технической доку-
ментацией на порошковые материалы.
Проведение испытания
Подготовку к испытанию осуществляют по ГОСТ 9454 со следующими дополне-
ниями. Перед испытанием образцы подвергают визуальному осмотру без применения
увеличительных средств. На поверхности образцов не должно быть выступов, сколов,
трещин, заусенцев, расслоений, инородных включений, раковин и механических по-
вреждений.
Ширину и высоту измеряют в средней части образца с погрешностью не более
0,01 мм.
Направление удара должно быть перпендикулярным направлению прессования.
Испытание считается действительным, если образец при одном ударе ножа маятнико-
вого копра полностью разрушился.
Обработка результатов
Работу удара в джоулях, затраченную на разрушение образца, определяют по шка-
ле маятникового копра.
Обработку результатов испытаний образцов с надрезом проводят по ГОСТ 9454.
Ударную вязкость образцов без надреза (КС) в джоулях на квадратный сантиметр вы-
числяют по формуле
КС = K/Sq,
где К - работа удара, Дж; So - площадь поперечного сечения образца, см2.
Результаты вычислений округляют: до целого числа - при КС более 10 Дж/см2; до
первого десятичного знака - при КС менее 10 Дж/см2.
Работу удара и ударную вязкость образцов без надреза обозначают следующим об-
разом: для образцов без надреза после буквенных обозначений их работы удара или
ударной вязкости следует указывать вверху температуру испытания, а внизу - числен-
ное значение работы удара или ударной вязкости. Например: К"4^ - работа удара
50 Дж, определенная при температуре -40 °C; -ударная вязкость 150 Дж/см2,
определенная при температуре +100 °C.
За величину работы удара или ударной вязкости принимают среднее арифметиче-
ское результатов испытаний не менее пяти образцов.
Отчет об испытании
Результаты испытания записывают в протокол, в котором должны быть отражены:
марка материала;
номера, размеры, вид и условия изготовления образцов;
температура испытания;
работа удара (ударную вязкость, если требуется ее определение) каждого из испы-
танных образцов и среднее арифметическое результатов испытания;
обозначение настоящего стандарта;
дата испытания.
2.23. Удельное электрическое сопротивление
В ГОСТ 25947 изложен метод определения удельного электрического сопротивле-
ния спеченных твердых сплавов. Он заключается в пропускании через сплав постоян-
ного электрического тока и определении падения напряжения на определенном участ-
ке его длины.
Отбор образцов
Отбор проб выполняют по ГОСТ 20559. Для проведения испытаний изготовляют
три образца по нормативно-технической документации.
Образцы для испытаний должны иметь длину не менее 60 мм. Допускается ис-
пользовать образцы с круглым или прямоугольным сечением. Диаметр круглого сече-
ния должен быть (6±0,2) мм, размеры прямоугольного сечения 6x8 мм с предельным
отклонением ±0,2 мм.
Поверхностный слой образца должен быть удален на глубину не менее 0,1 мм. Ше-
роховатость поверхности Ra не должна превышать 1,5 мкм. На поверхности образца
перед испытанием не должно быть трещин или видимых дефектов структуры.
Аппаратура
Для определения удельного электрического сопротивления применяют установку,
схема которой приведена на рис. 2.29.
Конструкция приспособления для установки образца и крепления контактов под-
вода тока и снятия напряжения должна обеспечивать:
острую ножевую поверхность контактов для снятия напряжения;
плотное соприкосновение между образцом и контактами для подвода тока и сня-
тия напряжения;
минимальное переходное электрическое сопротивление между контактами для
снятия напряжения и образцом;
измерение расстояния между контактами для снятия напряжения, которое должно
быть не менее 15 мм.
При измерении удельного электрического сопротивления вольфрамовых твердых
сплавов рекомендуются контакты для снятия напряжения из твердого сплава 92 % WC +
+ 8 % Со, при измерении удельного электрического сопротивления титановольфрамо-
вых сплавов - контакты из сплава 5 % TiC + 10 % Со + 85 % WC.
Для измерения диаметра и поперечного сечения образца используют прибор типа
ИЗВ-1 (ГОСТ 14028) или другой прибор, обеспечивающий заданную точность.
Штангенциркуль (ГОСТ 427) или другой прибор, обеспечивающий заданную точ-
ность измерения.
Проведение испытания
Измеряют расстояние между контактами для снятия напряжения с погрешностью
не более 0,1 мм.
Рис. 2.29. Схема установки:
1 - набор образцовых сопротивлений класса 0,01 (эталонных); 2 — исследуемое сопротивление;
3 - гальванометр чувствительностью порядка МО-9 А/дел; 4 - нормальный элемент Вестона;
5 - источник постоянного тока; б - реостат; 7 - потенциометр постоянного тока или мост
Томсона; 8 - реостат; 9 - источник постоянного тока; 10 - амперметр постоянного тока
класса 0,5
Измеряют диаметр или поперечное сечение образца. При этом должно быть сдела-
но не менее трех измерений на разных участках расчетной длины образца для полу-
чения среднего значения диаметра или поперечного сечения.
Испытания проводят при температуре (293±5) К, (20±5) °C. Образец устанавливают
в приспособлении и прижимают к нему контакты д ля подвода тока и снятия напряжения.
Через образец пропускают ток определенной силы и потенциометром измеряют падение
напряжения на эталонном сопротивлении 7?0 для определения точного значения силы то-
ка, протекающего через образец. Затем измеряют падение напряжения между контакта-
ми. Для устранения вредных электродвижущих сил изменяют направление тока через
образец на противоположное и снова измеряют падение напряжения между контактами.
На каждом образце проводят не менее шести измерений (три - в одном направлении, три
- в противоположном). Измерения следует проводить при таком значении силы тока,
чтобы избежать нагрева образца. Рекомендуемая величина силы тока 1 А.
Обработка результатов
Удельное электрическое сопротивление (р), мкм Омсм вычисляют по формуле
р = VSKJL),
где V - падение напряжения между контактами, В; I- сила тока, протекающего через
образец, A; S- площадь поперечного сечения образца, мм2; L - расстояние между кон-
тактами, мм.
За значение удельного электрического сопротивления принимают среднее арифме-
тическое значение шести измерений, округленное до 0,1 мкм Ом см (1 мкм Ом м).
2.24. Твердость порошковых материалов (кроме твердых сплавов)
Методы определения твердости порошковых изделий изложены в ГОСТ 25698.
Стандарт не распространяется на порошковые изделия из твердых сплавов.
Отбор и подготовка образцов должны соответствовать требованиям ГОСТ 9012,
ГОСТ 9013 и ГОСТ 2999.
Аппаратура для испытания должна соответствовать требованиям ГОСТ 9012,
ГОСТ 9013 и ГОСТ 2999.
Проведение испытания
Испытания проводят по ГОСТ 9012, ГОСТ 9013 и ГОСТ 2999, условия которых в
зависимости от диапазона твердости приведены ниже:
Диапазон твердости HV 5/15
От 15 до 60
Св. 60 до 105
Св. 105 до 180
Св. 180 до 330
Св. 330
Условия измерений
HV 5/15
НВ 2,5/15,6/30
HV 10/15
НВ 2,5/31,2/20
HV 30/15
НВ 2,5/62,5/30
HRB
HV 50/15
НВ 2,5/187,5/30
HRA
HV 100/15
НВ 2,5/187,5/30
HRC
Измерения проводят в условиях, соответствующих низшему пределу твердости,
если материал охватывает более чем один диапазон твердости.
При расстоянии от центра отпечатка до края изделия, менее установленного по
ГОСТ 9012, измерение твердости по Бринеллю проводят шариком диаметром
1 мм.
Количество отпечатков при определении твердости, условия измерения и обра-
ботка результатов устанавливаются в нормативно-технической документации на из-
делие.
2.25. Размеры пор проницаемых порошковых материалов
Метод определения размеров пор проницаемых спеченных материалов -
фильтров, самосмазывающихся подшипников, пористых электродов и других де-
талей с единой сетью пористости - описан в ГОСТ 26849. Этот метод называется
пузырьковым, и его применяют для контроля качества, но не для определения мар-
ки фильтров и не для точного определения размеров пор и распределения их по
размерам.
Сущность метода состоит в том, что образец пропитывают жидкостью, затем по-
гружают в жидкость и продувают через него газ (обычно воздух), медленно повышая
давление. Определяют давление, при котором на поверхности образца появляются пу-
зырьки.
Аппаратура и материалы
Для испытания используют сухой отфильтрованный газ (обычно воздух), а также
следующие приборы и оборудование:
редуктор, позволяющий регулировать давление воздуха: осуществлять либо рав-
номерный рост давления с заданной скоростью, либо ступенчатый с поддержанием
его постоянным на каждой ступени;
расходомер (при необходимости);
прибор для измерения относительного давления воздуха с точностью ±1 % (метал-
лический, водяной или ртутный манометр). Прибор располагают вблизи измеритель-
ной ячейки, чтобы считывать величину давления при наблюдении за выделением пу-
зырьков;
устройство для проведения опыта (рис.
2.30). Оно должно соответствовать форме
образца, обеспечивать насыщение его жид-
костью и погружение на определенную по-
стоянную глубину в течение опыта. В слу-
чае, если образец полый или неплоский,
должна быть обеспечена возможность пово-
рота его вокруг горизонтальной оси, чтобы
можно было наблюдать за всей поверхно-
стью.
Жидкость для испытания выбирают в
зависимости от материала образца. Из
чистых жидкостей, хорошо смачивающих
металлы, чаще всего используют 95 %-
ный этанол, метанол, изопропанол или че-
тыреххлористый углерод. Опыты прово-
дят при комнатной температуре (20±5 °C);
свойства жидкостей приведены в
табл. 2.14.
Рис. 2.30. Устройство для определения
размеров пор в проницаемых спеченных
материалах:
I - давление жидкости Ру, 2 - образец; 3 -
давление газа Р ; 4 - жидкость для
проведения испытания; 5 - газ
Таблица 2.14. Свойства жидкостей для испытаний пористых металлов
Жидкость Плотность, г/см3 Поверхностное натяжение при 20 °C, Н/м
Метанол 0,79 0,0225
95 %-ный этанол 0,805 0,023
Изопропанол 0,79 0,0215
Четыреххлористый углерод 1,59 0,027
Проведение испытаний
Образец для испытания должен быть сухим и чистым, без посторонних примесей
и следов жира или других веществ, препятствующих смачиванию металла. Образец
пропитывают жидкостью, полностью насыщая открытые поры. Пропитку лучше осу-
ществлять под вакуумом. Затем образец закрепляют в устройстве (см. рис. 2.30), за-
фиксировав в жидкости на минимально возможной глубине так, чтобы было удобно
наблюдать за выделением пузырьков. Измеряют глубину погружения h и температуру.
Очень важно правильно закрепить образец в устройстве. Если пузырьки появятся
вблизи прокладок, то результаты считают недействительными и повторяют опыт,
улучшив герметичность прокладок.
Начиная с нулевого рабочего давления газа, равномерно поднимают давление со
скоростью от 20 до 100 Па/с (в зависимости от предполагаемого размера пор), непре-
рывно наблюдая за поверхностью образца. Измеряют давление, соответствующее на-
чалу появления пузырьков (непрерывная цепочка пузырьков в одной точке или одно-
временно в нескольких изолированных точках).
Размер поры, образующей пузырек, соответствует минимальному дифференциально-
му давлению, при котором появляются первые пузырьки, и это давление иногда называ-
ют «минимальным давлением пузырькообразования» или «начальной точкой пузырько-
образования». Диаметр соответствующего капилляра называется «максимальным разме-
ром пор» или «максимальным диаметром пор». Однако максимальный размер пор, опре-
деленный этим методом, может быть результатом локального изолированного дефекта и,
следовательно, не является представительным для семейства пор. Если первый пузырек
при определении возникает вдали от верхней образующей, то это может говорить о на-
личии дефекта. В этом случае нужно снизить давление и возобновить опыт, поворачивая
образец вокруг собственной оси и повышая давление с меньшей скоростью.
По соглашению сторон можно также определять давление, при котором возникает за-
данный вид образования пузырьков. Так, часто определяют давление, при котором про-
исходит повсеместное пузырькообразование (кипение по всей поверхности). Кроме то-
го, повышая давление газа ступенчато, можно определить трещины и области забивки.
Если повторное определение проводится на том же самом образце, то перед по-
вторным опытом образец вновь полностью насыщают жидкостью.
Следует иметь в виду, что при пузырьковых испытаниях не определяют макси-
мального размера частиц, пропускаемых проницаемым образцом (удерживающая
способность фильтра). Можно подумать, что фильтр будет задерживать все частицы,
диаметр которых превышает максимальный диаметр пор, определенный пузырько-
вым методом, но из-за неправильной формы пор и явлений, связанных с процессом
фильтрации, фильтр будет удерживать частицы, которые значительно меньше, чем
максимальный размер пор. Определение размера наибольшей недеформируемой час-
тицы, которая может пройти по порам, требует методов, занимающих много времени,
как, например, тест со стеклянными шариками. Для оценки размера частиц, проходя-
щих через фильтр, можно использовать эмпирические коэффициенты, на которые ум-
ножают расчетный объем пор. Для пористого металла, полученного из одинаковых
сферических частиц, этот коэффициент равен 0,4, а для пористых металлов, получен-
ных из частиц различного диаметра, он приблизительно равен 0,2.
Обработка результатов
Размер поры, образующей пузырек, рассчитывают как диаметр эквивалентного макси-
мального капилляра в образце, исходя из минимального измеренного давления, необходи-
мого для прохождения первого пузырька газа через образец, пропитанный жидкостью.
Первый пузырек образуется в поре, имеющей наибольшее сечение. Для расчета
предполагают, что этот пузырек образуется на конце капилляра круглого поперечного
сечения, который вначале был заполнен той же жидкостью с известным поверхност-
ным натяжением.
Для капилляра круглого поперечного сечения диаметр связан с давлением образо-
вания пузырька уравнением
d = 4у/Ар, (2.4)
где d - диаметр капилляра, соответствующего размеру образующей пузырек поры, м;
у - поверхностное натяжение жидкости, Н/м; \р - дифференциальное давление через
образец в статических условиях, Па, т.е.
Ьр=Р2~Р\, (2-5)
где р2 - давление газа, Па; рх - давление жидкости при образовании пузырьков, Па,
определяемое по формуле
pj = 9,81 pj Л, (2.6)
в которой Р] - плотность жидкости, кг/м3; h - высота жидкости над поверхностью об-
разца, м.
Размер поры рассчитывают по формуле (2.4). Записывают среднюю арифметиче-
скую величину из значений трех определений, округлив ее с точностью до 5 %.
Отчет об испытании
Отчет должен содержать следующую информацию:
ссылку на ГОСТ 26849;
полное описание образца;
природу используемой жидкости;
скорость повышения давления;
место появления первого пузырька;
полученный результат;
сведения обо всех операциях, не предусмотренных стандартом или считающихся
необязательными;
сведения обо всех обстоятельствах, способных повлиять на результат.
2.26. Проницаемость материалов с открытой пористостью
Метод определения проницаемости пористых спеченных материалов с открытой
или частично открытой пористостью изложен в ГОСТ 25283. Проницаемость жидкой
среды выражают коэффициентами вязкой и инерционной проницаемости.
Сущность метода состоит в пропускании жидкости известной вязкости и плотно-
сти через испытуемый образец и измерении падения давления и объемной скорости
течения. Определяют коэффициенты вязкой и инерционной проницаемости, которые
входят в формулу, определяющую соотношение между падением давления, объемной
скоростью течения, вязкостью и плотностью используемой жидкости и размерами ис-
пытываемого пористого металлического образца.
Оборудование
Выбор оборудования зависит от размера, формы и физических свойств испытуе-
мого образца. В ИСО 4022 предлагаются два типа приборов, с помощью которых
можно определить проницаемость среды через пористые образцы.
Рис. 2.31. Схема испытательной установки с уплотнительными кольцами:
1 - жидкость, поступающая из регулируемого нагнетательного клапана; 2 - прижимное усилие;
3 - попеременно действующий вход для контрольной жидкости; 4 - внутренняя камера; 5 -
внешняя камера; 6 - испытуемый образец; 7 - внешний уплотнитель; 8 - внутренний
уплотнитель (О-кольца); 9 - регулируемый вентиль выравнивания давления; 10 - воздух в
атмосферу; 11 - к расходомеру; 12 - линия Ь; 13 - расходомер; 14 - испытуемый образец; 15 -
линия a; Z)j - средний диаметр внутренних уплотнителей; £>2 _ диаметр головки; - объемная
скорость течения при давлении р^, Pq - атмосферное давление; pj - давление на образец; P2~Pq ~
перепад давления на расходомере; Р\~Р2 ~ перепад давления на пористом образце
Установка с уплотнительными кольцами (рис. 2.31) рекомендуется для выполнения
неразрушающих исследований на отдельных участках плоских пористых образцов.
Металлическая проницаемая пластина зажимается между двумя парами мягких про-
кладок. Внутренняя пара имеет средний диаметр £)j. Внешняя пара диаметром £>2 обра-
зует уплотнительное кольцо, окружающее испытуемую площадь; его герметичность по-
зволяет избежать боковой утечки с поверхности испытания. Величина отверстия, обра-
зованного прижимными кольцами, должна быть не меньше толщины пластины.
Боковая утечка сводится к минимуму с помощью уплотнительных колец, обеспе-
чивая одинаковое давление во внутренней и внешней камерах. Одинаковое давление
на поверхности образца до просачивания достигается за счет максимального увеличе-
ния прохода между верхними камерами. На нижней поверхности образца после про-
сачивания внутренняя камера ведет к расходомеру, который обычно подвержен не-
большому противодавлению, а внешняя камера выводится в атмосферу с помощью
вентиля, выравнивающего давление. Этот вентиль приспособлен для выравнивания
давления во внутренней и внешней камерах. Допускается установление ограничителя
между исследуемым образцом и расходомером, чтобы увеличить противодавление и
таким образом стабилизировать управление вентилем выравнивания давления.
В идеальном случае давление на нижней стороне образца после просачивания
должно быть как можно ближе к атмосферному, при этом ограничитель не применяет-
ся, кроме случая, когда необходимо отрегулировать перепад давлений в расходомере.
Тороидальные уплотнительные кольца (О-кольца) рекомендуются для внутрен-
них уплотнений. Уплотнители должны быть достаточно гибкими, чтобы охватить
все неровности поверхности и недостаточную плоскостность пористых металлов.
В некоторых случаях может возникнуть необходимость отдельно нагружать внут-
ренние и внешние уплотнители для обеспечения уплотнения, способного предот-
вратить свободное просачивание. Обязательны два верхних и два нижних уплот-
нителя, они должны быть расположены на одной линии по отношению друг к
ДРУГУ-
Зажим для испытуемых образцов, имеют форму цилиндра. Проницаемость полых
цилиндрических образцов можно удобно измерить, закрепив цилиндр на оси между
двумя плоскими поверхностями, чтобы жидкость проникала наружу через стенки ци-
линдра. Пример установки показан на рис. 2.32. Расходомер помещают перед испы-
туемым образцом. Для закрепления пористого металлического цилиндра должны при-
меняться достаточно гибкие уплотнители, чтобы покрыть все неровности поверхно-
сти и предотвратить свободное просачивание.
Настоящая методика не распространяется на длинные полые цилиндрические об-
разцы небольшого диаметра, в которых недопустимо пренебрегать падением давле-
ния жидкой среды при прохождении вдоль полости цилиндра по сравнению с падени-
ем давления жидкой среды при прохождении через стенки.
Текучие среды для испытания. В большинстве случаев газы в качестве текучих
сред предпочтительнее, чем жидкости. Газы для испытания должны быть чистыми и
сухими.
По согласованию между сторонами можно применять жидкости, если требуется
установить проницаемость определенной жидкости. Жидкость должна быть чистой
от примесей и растворенных газов.
Проведение испытания
Перед обработкой газом из образца необходимо удалить всю присутствующую в
порах жидкость. Масло и смазку удаляют с помощью подходящего растворителя ме-
тодом экстракции (см. раздел 3). Перед испытанием образец высушивают.
Площадь плоского образца определяют как площадь, перпендикулярную к направ-
лению потока среды (при постоянном градиенте давления).
1
Рис. 2.32. Зажим для испытания образцов, имеющих форму полых цилиндров:
/ - нагружающее усилие; 2 - уплотнитель; 3 - испытуемый образец; 4 - линия а, Ь, 5 -
расходомер
Толщину е и поверхность испытания А полых цилиндров вычисляют по уравнениям:
с _ D(logr)2. nDL\ogr
2(r-l) ’ r-1 ’
где г = Did (см. рис. 2.32).
Если толщина стенок (D - <Д/2 небольшая по сравнению с d (меньше 0,1 d), то тол-
щину е и площадь исследуемого участка А определяют по уравнениям:
е = £=1- A_*L(J) + d)
2 ’ 2
Перепад давлений можно определить или измеряя давление перед образцом и по-
сле него, или с помощью дифференциального манометра. Поправку на прибор полу-
чают, измеряя давление прибором без испытуемого образца, при этом наблюдают пе-
репад давлений выше требуемого диапазона скоростей потока. Поправка на прибор не
должна превышать 10 % от перепада давлений.
Для измерения скорости потока предпочтительным является первичный эталон.
Скорость потока должна быть скорректирована до среднего значения давления и тем-
пературы исследуемого образца. Стандартный расходомер (предварительно выверен-
ный по первичному эталону) может быть более удобен в работе.
Измеряют давление и температуру на расходомере и исследуемом образце, чтобы
скорректировать показания расходомера, вычислить среднюю скорость потока через
исследуемый образец, определить плотность и вязкость среды.
Обработка результатов
Средняя скорость течения. Показания расходомера Q, корректируют, если он ис-
пользовался не по калиброванным значениям давления и температуры, с помощью по-
правочного коэффициента Су. Этот коэффициент устанавливается заводом-изготови-
телем. Скорректированные показания расходомера Qa получают по уравнению
Qa=CfQf
Поправка Cs применяется для приведения откорректированного показания расхо-
домера Qa к среднему значению скорости потока Q для пористого испытуемого образ-
ца. Поправку вычисляют по уравнению
С = 0- = ^- —
S Qa Р К
Тогда среднее значение скорости течения будет равно:
Q = CsQa.
Для занесения данных в таблицу применяют обобщенный коэффициент поправки Со:
Со = CfCs,
для получения средней скорости течения используют выражение
Q‘Cfcs.
Средняя плотность и вязкость. По значениям среднего давления и средней абсо-
лютной температуры в образце находят средние значения плотности и вязкости по
справочным данным.
Коэффициенты вязкой и инерционной проницаемости определяют из одновремен-
ных показаний скорости течения и перепада давлений. Количество показаний скоро-
сти течения должно быть, как минимум, пять; самое большое из них, по крайней ме-
ре, в 10 раз превышает наименьшее.
Результаты обрабатывают по уравнению
ЬрА _ 1 QP 1
которое можно переписать в виде
у = ах + Ь,
где
У = х = 0р
eQr\ Ari
Значения х и у вычисляют на каждом уровне перепада давлений и скорости тече-
ния. Соответствующие значения х и у наносят на миллиметровку и проводят прямую
линию, оптимально соединяющую эти точки. Пересечение этой линии с осью у дает
величину, обратную вязкой проницаемости (l/Ty).
Тангенс угла наклона этой линии представляет собой величину, обратную инерци-
онной проницаемости (1ЛР,).
4 - 1504
В сомнительных случаях прямую определяют методом наименьших квадратов. Для
ламинарного режима можно определить только коэффициент вязкой проницаемости.
Коэффициент вязкой проницаемости записывают в 10-12 м2 (1 мкм2), а коэффици-
ент инерционной проницаемости в 10-6 м (1 мкм) с точностью до ±5 % в относитель-
ных величинах.
Единицу измерения вязкой проницаемости (1 мкм2) иногда называют дарси.
Отчет об испытании
Отчет должен содержать следующую информацию:
ссылку на ГОСТ 25283;
полное описание образца;
тип применяемого оборудования;
текучую среду, использованную для испытания;
полученный результат;
сведения обо всех операциях, не предусмотренных стандартом или считающихся
необязательными;
сведения обо всех случайных обстоятельствах, способных повлиять на результат.
2.27. Плотность, содержание масла и открытая пористость
в проницаемых материалах
Методы определения плотности, содержания масла и открытой пористости прони-
цаемых спеченных металлических материалов, например пористых металлических
подшипников и конструкционных деталей, изготовленных прессованием и спеканием
металлических порошков, изложены в ГОСТ 19898.
Сущность метода: плотность образца определяют в сухом либо полностью пропи-
танном состоянии. Плотность в сухом состоянии определяют делением массы образ-
ца после экстракции и сушки (w2) на его объем (Г)- Плотность в полностью пропитан-
ном состоянии определяют делением массы пропитанного маслом образца (?и3) на его
объем. Объем образца определяют, взвешивая образец в воздухе и в жидкости извест-
ной плотности. Объем вычисляют как разность между этими двумя результатами, де-
ленную на плотность жидкости.
Содержание масла в образце может быть выражено двумя способами: в процентах
от объема и в процентах от открытой пористости.
Открытая пористость образца может быть выражена в процентах от объема путем
деления объема содержащегося в образце масла на объем образца.
Требования к образцам
Образцы по возможности исследуют целыми; если это невозможно, образец разре-
зают или раскалывают на части, чтобы облегчить различные операции. Плотность об-
разца определяют, исходя из полной массы и полного объема, так что плотность сле-
дует определить для всех частей образца. Если образец слишком мал (объем менее
0,5 см3) и это затрудняет измерение, испытывают несколько образцов одновременно и
получают среднюю величину либо используют пикнометрический метод.
Поверхность испытуемого образца должна быть свободна от прилипшей грязи,
смазки, инородных материалов, а также от избыточного масла, которое остается на
поверхности образца после полной пропитки. При удалении избыточного масла с по-
верхности образца с помощью адсорбирующего материала можно не удалять масло,
содержащееся в порах.
Приборы и оборудование
Для исследования используют следующие приборы:
аналитические весы с соответствующим пределом взвешивания и точностью до
0,01 %;
экстрактор Сокслета с растворителем для масел;
устройства для взвешивания образца в воздухе и в жидкости (рис. 2.33); жидкость,
как правило, вода;
сосуд (достаточно большой, чтобы вместить образец и устройство для его взвеши-
вания), содержащий дистиллированную или деионизированную воду с добавкой 1-2
капель смачивающего вещества;
аппаратура для вакуумной пропитки образца маслом;
пикнометр достаточной емкости, соответствующий требованиям международного
стандарта ИСО 3507.
Проведение испытаний
Определяют начальную массу т\, взвешивая образец в состоянии поставки. Если
известно, что образец не содержит масла, то величину Wj подставляют в расчетные
формулы вместо величины /»2- В противном случае масло из образца удаляют экс-
тракцией в растворителе, обеспечивающем его полное удаление. Использованный
растворитель указывают в отчете об испытании.
4*
Рис. 2.33. Различные способы взвешивания образцов в воздухе (а) и в воде (б)
Для удаления масел из образцов средней плотности с малой толщиной стенки тре-
буется примерно 3 ч обработки при 10-кратной смене растворителя. При толстых
стенках и большой плотности может потребоваться до 24 ч. Оптимальное время и ско-
рость процесса устанавливают опытным путем.
Образец высушивают до постоянной массы (уменьшение массы после последней
экстракции не должно превышать 0,05 %) при температуре на 20 °C выше точки ки-
пения растворителя, затем охлаждают в эксикаторе и взвешивают, записывая массу
высушенного образца /и2-
При определении объема образца в случае пористых материалов существенно,
чтобы используемая жидкость не поглощалась порами. Для этого поры пропитывают
маслом, а в качестве испытательной жидкости используют воду. Образец можно про-
питать маслом частично или только покрыть его поверхность, но в качестве эталонно-
го метода следует полностью пропитать образец маслом. Ниже описаны способы про-
питки маслом и нанесения поверхностных покрытий.
1. Полная пропитка (для определения открытой пористости)
Образец погружают в масло, налитое в сосуд, способный держать вакуум. Пони-
жают давление на поверхности масла до величины от 1 до 10 Па. Продолжают вакуу-
мирование до тех пор, пока на поверхности масла не перестанут появляться пузырь-
ки. Затем поднимают давление в вакуумной камере до давления окружающей атмо-
сферы. Образец оставляют погруженным в масло на время, не меньшее, чем время ва-
куумирования. Извлекают образец, дают маслу стечь и удаляют излишки масла с по-
мощью адсорбирующего материала. Взвешивают полностью пропитанный образец и
записывают величину w3.
Масло, применяемое для пропитки, не должно смешиваться с водой и смачивать
пористый материал. Масло имеет вязкость при 20 °C от 50 до 500 мм2/с (1 мм2/с = 1 сСт),
что соответствует диапазону вязкости от VG22 до VG150, согласно ИСО 3448. Про-
питка маслом малой вязкости идет быстрее, чем более вязким маслом.
2. Частичная пропитка (для определения объема)
Образец погружают в горячее масло (65±5 °C), пока не перестанут выделяться пу-
зырьки. Охлаждают образец до комнатной температуры, вытащив его из горячего мас-
ла и перенеся в холодное. Извлекают образец, дают стечь маслу и удаляют излишки с
помощью абсорбирующего материала.
3. Поверхностное покрытие (для определения объема)
Для нанесения поверхностной пленки, препятствующей проникновению воды в
поры, применяют различные способы. На практике из перечисленных ниже способов
выбирают наиболее эффективный в отношении исследуемого образца:
а) намазывают на поверхность образца вазелин и удаляют его излишки;
б) окунают образец в силиконовую жидкость или в раствор силиконовой жидкости
в подходящем растворителе и высушивают до постоянной массы;
в) окунают образец в 5 %-ный раствор парафина в подходящем растворителе и су-
шат до постоянной массы.
Определение объема образца
Объем образца V определяют взвешиванием на воздухе (для получения массы wa)
и в воде или другой жидкости с известной плотностью (для получения массы ww).
Объем вычисляют, разделив массу вытесненной жидкости на плотность жидкости.
В случае исследования пористых металлов существенно, чтобы используемая
жидкость не поглощалась порами. Поры пропитывают маслом, а в качестве испыта-
тельной жидкости используют воду, при этом полная пропитка образца не обязатель-
на. Чтобы исключить проникновение воды в поры образца при погружении в воду, его
можно пропитать частично или только покрыть его поверхность. В качестве эталон-
ного метода образец полностью пропитывают маслом.
На рис. 2.33 показаны способы подвешивания образца при взвешивании. Масса и
объем устройства должны быть минимальными. Образец можно подвесить на куске
тонкой проволочки и определить полную массу образца и проволочки в воздухе и в
воде. Делают поправку на объем погруженной в воду проволочки, который обычно
бывает ничтожно мал по сравнению с объемом образца. Эту поправку находят взве-
шиванием проволочки в воздухе и затем в воде после погружения на нужную глуби-
ну. Можно измерить погруженную длину проволочки и сделать поправку на основе
известного объема участка проволочки.
Обеспечивают удаление всех пузырьков с поверхности образца и опорной поверх-
ности. Образец и вода должны иметь одну и ту же температуру. Нормальной темпера-
турой испытаний считается 18-20 °C, плотность чистой воды в этом диапазоне-равна
0,997 г/см3. Для температур вне указанного диапазона следует определить плотность
воды.
После взвешивания в воде образец следует взвесить повторно в воздухе, удалив
всю приставшую воду, чтобы убедиться, что вода не была поглощена.
Объем образца вычисляют по уравнению
У = <™а ~ ww)/pw,
где та - масса пропитанного образца и поддерживающего устройства, взвешенных на
воздухе, г; mw - масса пропитанного образца и поддерживающего устройства, взве-
шенных в воде, г; рн, - плотность используемой воды, г/см3.
Объем образца можно определить, используя пикнометр, наполненный жидкостью
с известной плотностью рр Образец пропитывают маслом и взвешивают наполнен-
ный пикнометр вместе с образцом вне пикнометра. Записывают величину w4. Поме-
щают образец в пикнометр, удаляют захваченный воздух встряхиванием, наполняют
пикнометр жидкостью и закрывают пробкой. Удаляют всю жидкость снаружи пикно-
метра поглощающим материалом. Взвешивают наполненный пикнометр с образцом и
записывают величину т$. Объем (И, см3) вычисляют по уравнению
V= (т4- w5)/p!,
где т4 - масса образца и заполненного пикнометра без образца, г; ти5 - масса запол-
ненного пикнометра с образцом, г.
Обработка результатов
1. Плотность в сухом состоянии (X, г/см3) вычисляют по уравнению
X=m2/V,
где т2 - масса образца после экстракции и сушки, г; V- объем образца, см3.
2. Плотность при полной пропитке (Ху г/см3) вычисляют по уравнению
Х} = m3/V,
где т3 - масса полностью пропитанного образца, г.
Результат записывают с точностью до 0,01 г/см3.
3. Содержание масла Х2 (об. %) вычисляют по уравнению
г =^i-^2,100
РЛ
где Wj - начальная масса образца, г; pj - плотность масла в исходном образце, г/см3.
Результат записывают с точностью до 0,1 % (VIV).
4. Содержание масла (% от открытой пористости) вычисляют по уравнению
А'з = т'~ т2-^—-100,
Р] т3 - т2
где р2 - плотность масла, используемого для пропитки, г/см3.
Результат записывают с точностью до 0,1 % (VIV).
5. Открытую пористость Х4 (об. %) вычисляют по уравнению
Х =/И3-^.2.1ОО
р2Г
Результат записывают с точностью до 0,1 % (V/V).
Отчет о результатах
Отчет должен содержать следующую информацию:
ссылку на ГОСТ 18898;
полное описание образца;
число образцов, если образец был разделен на части или если испытывали не-
сколько образцов одновременно;
используемый метод и полученный результат;
величину плотности масла, первоначально присутствовавшего в образце, а также
способ получения этой величины (измерена, известна или принята) в случае опреде-
ления содержания масла;
сведения обо всех операциях, не предусмотренных стандартом или считающихся
необязательными;
сведения о любых обстоятельствах, способных повлиять на результат.
2.28. Определение содержания масла в пропитанных порошковых изделиях
В ГОСТ 24903 описан метод определения содержания масла при массовой доле
более 0,5 % в пропитанных порошковых изделиях. Метод основан на растворении
масла в пробе с последующей экстракцией и определением разницы массы пробы до
и после испытания.
Отбор и приготовление пробы
Пробу отбирают методом случайного отбора или методом наибольшей объектив-
ности по ГОСТ 18321. Масса пробы для испытания должна составлять от 10 до 200 г.
При массе изделия менее 10 г пробу образуют из нескольких изделий, общая масса ко-
торых должна быть более 10 г. При массе изделия более 200 г его дробят на части. Лю-
бую из частей массой от 10 до 200 г берут для испытания.
Аппаратура, реактивы
Весы с пределом взвешивания свыше 200 г с погрешностью взвешивания до 0,001 г
по ГОСТ 24104.
Аппарат Сокслета объемом не менее 0,25 дм3 (рис. 2.34) или другие устройства,
обеспечивающие надежную экстракцию масла.
Углерод четыреххлористый.
Проведение испытаний
Пробу взвешивают с погрешностью до 0,001 г. Проводят экстракцию масла из про-
бы в аппарате Сокслета в течение не менее 3 ч. В качестве растворителя применяют
четыреххлористый углерод или другие растворители.
Пробу сушат при температуре на 10-20 °C вы-
ше температуры кипения растворителя. Повторя-
ют попеременно экстракцию и сушку до постоян-
ной массы пробы. Массу считают постоянной, ес-
ли ее значение после очередной операции экс-
тракции уменьшается не более чем на 0,05 %.
Обработка результатов
Массовую долю масла Ст в пробе (%) вычис-
ляют с округлением до 0,01 % по формуле
Ст=^—— 100.
Объемную долю масла Cv в пробе (%) вычис-
ляют с округлением до 0,1 % по формуле
С=^ "*2100.
Ри
Объемную долю открытых пор, насыщенных
маслом, Ср (%) вычисляют с округлением до 0,1%
по формуле
с ^1-^2 ,100
Р
Рис. 2.34. Схема аппарата Сокслета:
1 - растворитель; 2 - восходящий пар;
3 - экстракционная гильза с вещест-
вом; 4 - паровая труба; 5 - охлаж-
дающая вода; б - конденсированный
растворитель; 7 - раствор
где т j - масса пробы до экстракции, г; т2 - масса
пробы после экстракции, г; р - плотность масла,
г/см3; И - объем пробы, см3; Vp - объем открытых пор, см3.
Объем открытых пор Vp определяют по ГОСТ 18898.
При контроле изделий число определений должно быть оговорено в нормативно-
технической документации на изделие.
Среднее арифметическое результатов параллельных определений принимают за
окончательный результат.
2.29. Триботехнические свойства
В ГОСТ 26614 описан метод испытаний антифрикционных порошковых материа-
лов для оценки их триботехнических свойств при трении с ограниченной подачей
смазки.
Сущность метода заключается в определении зависимости износа и силы трения со-
пряженных поверхностей образца материала и контробразца от скорости скольжения и
силы нагружения и в вычислении их интенсивности изнашивания и коэффициента тре-
ния. Метод не распространяется на материалы с твердостью менее НВ 20 и более НВ 150.
Отбор образцов
Образцы для испытаний по форме и размерам должны соответствовать рис. 2.35.
Метод отбора образцов указывают в нормативно-технической документации на
конкретный материал или изделие.
Образцы для испытания не должны быть предварительно пропитаны смазочными
или другими жидкостями. Контробразец по форме и размерам должен соответство-
Рис. 2.35. Параметры образцов для испытаний Рис. 2.36. Параметры контробразца
вать рис. 2.36. Он должен быть изготовлен из стали 45 ГОСТ 1050 и термообработан
до твердости 42-45 HRC.
Аппаратура и материалы
Испытательная установка, предназначенная для определения триботехнических
свойств, должна обеспечивать:
частоту вращения вала п с установленным на нем контробразцом от 8 до 24 с-1, оп-
ределяемую с погрешностью не более 5 %;
радиальное биение наружной поверхности контробразца не более 5 мкм;
силу прижатия Р испытуемого образца к контробразцу от 100 до 1000 Н. Погреш-
ность определения силы не более 5 %;
непрерывную регистрацию линейного износа испытуемого образца и контробраз-
ца величиной от 5 мкм и более. Погрешность регистрации износа при вращающемся
вале испытательной установки должна быть не более 5 мкм. Масштаб записи на лен-
те регистрирующего прибора должен быть не менее 1000:1;
непрерывную регистрацию силы трения от 0,5 до 250 Н. Погрешность измерения си-
лы трения при вращающемся вале испытательной установки не должна превышать 4 %.
Регистрирующая система записи силы трения на диаграммную ленту должна
иметь цену деления не более 0,5 Н/мм. Порог чувствительности системы записи силы
трения не должен превышать 0,5 Н.
Алмазный круг 2720-0030 по ГОСТ 16167 (отверстие круга расточено по рис. 2.36).
Весы лабораторные с наибольшим пределом взвешивания 200 г, с погрешностью
взвешивания не более 0,0002 г по ГОСТ 24104.
Масло индустриальное И-20 по ГОСТ 20799.
Жидкости для промывки образцов: бензин по ГОСТ 443; ацетон по ГОСТ 2603;
спирт этиловый по ГОСТ 18300.
Схема испытаний представлена на рис. 2.37, а узла трения испытательной установ-
ки - на рис. 2.38.
Узел трения состоит из корпуса 3, в котором подвижно на подшипниках смонтиро-
ван вал 77. На конце вала закрепляют подвижный контробразец 4. На корпусе 3 под-
вижно на подшипниках смонтирована каретка 2, ось качания которой совпадает с осью
вращения вала 77. Каретка 2 зафиксирована во избежание поворота с помощью упора
каретки 72, взаимодействующей с динамометрической пружиной 7, деформация кото-
рой контролируется датчиком линейных перемещений 73, закрепленным на стойке 14.
На кронштейне каретки 10 в направляющих б установлен суппорт 7 с возможностью
радиального перемещения относительно оси вала 77. На суппорте закреплен непод-
вижный образец 5, который находится во взаимодействии с подвижным контробразцом
Рис. 2.37. Принципиальная схема испы- рис> 2.38. Схема узла трения машины М-22П
таний:
1 - образец; 2 - контробразец
Рис. 2.39. Схема смазочного устройства с
объемом масла не менее 50 см$:
1 - контробразец; 2 - фитиль; 3 - масло
4. В отверстии суппорта свободно расположен в радиальном направлении стержень 8,
один конец которого свободно упирается в тыльную сторону образца 5, а второй - в
датчик линейных перемещений 9, закрепленный на выступе кронштейна 10. Стержень
8 изготовлен из материала с малым коэффициентом термического расширения.
Включают привод вращения вала 11, суппорт 7 с образцом 5 прижимают с задан-
ной силой к контробразцу 4. Сила трения, возникающая между неподвижным образ-
цом 5 и подвижным контробразцом 4, стремится повернуть каретку 2. О силе трения
судят по стреле прогиба динамометрической пружины 1, измеряемой датчиком линей-
ных перемещений 13.
Износ образца и контробразца определяют с помощью датчика линейных переме-
щений 9. Назначение стержня 8 заключается в снижении влияния деформации и теп-
лового расширения суппорта на результаты измерения износа.
Проведение испытаний
Испытуемый образец помещают в держатель. На вал машины устанавливают ал-
мазный круг.
Предварительную обработку поверхности трения образца проводят алмазным кру-
гом при частоте вращения вала 8 с"1 и силе
прижатия образца к кругу 10 Н до устране-
ния следов предыдущей обработки поверх-
ности образца, устанавливаемого визуаль-
но. Образец в держателе после предвари-
тельной обработки последовательно промы-
вают бензином, ацетоном и спиртом, затем
высушивают на воздухе.
Контробразец последовательно промы-
вают бензином, ацетоном и спиртом, высу-
шивают на воздухе. Определяют массу кон-
тробразца с погрешностью не более 0,0005 г.
На вал машины взамен алмазного круга ус-
танавливают контробразец и после установ-
ки смазочного устройства (рис. 2.39) таким
образом, чтобы его фитиль касался поверх-
ности трения контробразца, приступают к
приработке.
Приработку осуществляют при частоте вращения вала 8 с-1 и силе прижатия об-
разца к контробразцу 100 Н до обеспечения касания не менее 90 % поверхности об-
разца, устанавливаемой визуально.
Испытания состоят из отдельных опытов, проводимых при сочетаниях скоростей
скольжения и нагрузок в последовательности, указанной ниже:
Частота вращения, сч Скорость скольжения, м/с Сила нагружения, Н
8 1 200
8 1 300
16 2 200
24 3 200
Испытания повторяют не менее трех раз с заменой образцов, контробразцов и мас-
ла в смазочном устройстве.
Нагружение образца должно производиться при вращающемся контробразце. В
начале испытаний износ образца и контробразца записывают непрерывно. После мак-
симального отклонения стрелки записывающего прибора в процессе разогрева испы-
тательной системы установки непрерывную запись проводят не менее 15 мин. Затем
непрерывную запись прекращают и периодически, через каждые 60 мин, проводят за-
пись в течение 1 мин.
После каждого испытания с определенным сочетанием нагрузок и скоростей кон-
тробразец, снятый с вала машины, и фитиль, вынутый из смазочного устройства, по-
следовательно промывают бензином, ацетоном и спиртом и высушивают на воздухе.
Определяют массу контробразца /и2 с погрешностью не более 0,0005 г. Запись силы
трения при испытании производят сначала непрерывно, а затем периодически одно-
временно с записью линейного износа. Прибор, регистрирующий силу трения с це-
лью записи линии начала отсчета, включают за 1 мин до пуска привода испытатель-
ной установки.
Испытания по определению износа и силы трения при каждом сочетании скоро-
стей скольжения и нагрузок следует считать законченными при соблюдении любого
из следующих условий:
суммарный линейный износ образца и контробразца превышает 30 мкм;
сила трения превышает 50 Н;
суммарный линейный износ образца и контробразца составляет менее 5 мкм на
пути трения 20 км.
Обработка результатов
Суммарную линейную интенсивность изнашивания образца и контробразца (7) вы-
числяют по формуле
I = 5,4-Ю’6—
MDnt
где а - расстояние между линией начала отсчета на ленте регистрирующего прибора
и линией записи износа в конце испытания, мм; М- масштаб записи регистрирующе-
го прибора; D - диаметр контробразца, мм; п - частота вращения контробразца, с-1; / -
продолжительность испытания, мин.
Устанавливают положение линии начала отсчета линейного износа: на участке
диаграммной ленты регистрирующего прибора с непрерывной записью износа в на-
чальный период испытаний находят точку максимального отклонения, вызванного ра-
зогревом испытательной системы установки; через найденную точку проводят пря-
мую параллельно продольной линии диаграммной ленты.
Линейную интенсивность изнашивания контробразца /к вычисляют по формуле
4=1,
BDI 2ntp
где Wj - масса контробразца до испытания, г; ти2 _ масса контробразца после испыта-
ния, г; В - ширина образца, мм; D - диаметр контробразца, мм; п - частота вращения
контробразца, с-1; t - продолжительность испытания, мин; р - плотность материала
контробразца, г/см3; К - коэффициент, учитывающий взаимное перекрытие сопря-
женных поверхностей образца материала и контробразца.
Коэффициент К определяют по формуле:
К = 0,32В/Г>,
где В - ширина образца, мм; D - диаметр контробразца, мм.
Линейную интенсивность изнашивания образца /0 вычисляют по формуле
где / - суммарная линейная интенсивность изнашивания образца и контробразца; /к -
линейная интенсивность изнашивания контробразца.
Массу износа контробразца менее 0,002 г в расчетах линейной интенсивности из-
нашивания не учитывают.
Значение интенсивности изнашивания рассчитывают для каждого результата ис-
пытаний, полученного при заданных скоростях скольжения и нагрузках, приведенных
в протоколе. Коэффициент трения f вычисляют по формуле
/= bNIP,
где Ь - расстояние между линией начала отсчета записи на ленте регистрирующего
прибора и линией записи силы трения в конце испытания, мм; У- цена деления сис-
темы записи силы трения, Н/мм; Р - нагрузка на образец, Н.
За оценку интенсивности изнашивания образца и контробразца и коэффициента
трения принимают средние арифметические значения испытаний не менее трех образ-
цов. Результаты испытаний записывают в протокол, форма которого приведена ниже:
Протокол результатов определения триботехнических свойств по ГОСТ
(обозначение марки материала, его свойства,
условия изготовления образцов для испытаний и др.)
Номер образца Интенсивность изнашива- ния образца Интенсивность изнашивания контробразца Коэффициент трения
Скорость скольжения, м/с
1 1 1 1 2 | 3 1 1 1 1 2 | 3 1 1 1 1 2 | 3
Нагрузка, Н
200 | 300 | 200 | 200 200 | 300 | 200 | 200 200 | 300 | 200 | 200
Образец испытан_______________________________________________
(дата, машина трения и др.)
Подпись ответственного за проведение испытания
2.30. Определение содержания общего углерода в твердых сплавах
В ГОСТ 25599, части 1 изложены газообъемный, потенциометрический и кулономет-
рический методы определения содержания общего углерода в твердых спеченных спла-
вах, твердосплавных карбидных смесях и сложных карбидах.
Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 14339.
Газообъемный метод
Метод основан на сжигании пробы в токе кислорода с последующим поглощени-
ем образующего диоксида углерода раствором гидроксида калия. Содержание углеро-
да определяют по разности между первоначальным объемом смеси газов (СО2 + О2)
и объемом газа, полученного после поглощения углерода раствором гидроксида
калия.
Аппаратура, материалы и реактивы
Установка для определения содержания углерода газообъемным методом, пред-
ставленая на рис. 2.40.
Лодочки фарфоровые по ГОСТ 9147.
Трубки фарфоровые внутренним диаметром от 20 до 21 мм.
Гидроксид калия, 40 %-ный раствор.
Метиловый оранжевый (индикатор) по ГОСТ 10816.
Марганца диоксид.
Проведение анализа
Перед началом анализа установку приводят в рабочее состояние. Для этого с по-
мощью пробок и резиновых трубок промывные склянки и газоанализатор соединяют
с трубчатой печью, а затем проверяют все соединения установки на герметичность.
Расход кислорода 300 см3/мин.
Устанавливают температуру печи от 1250 до 1350 °C.
Лодочки прокаливают в токе кислорода при температуре от 1300 до 1350 °C в те-
чение 3-4 мин.
В зависимости от массовой доли общего углерода берут навеску в соответствии с
приведенными ниже данными:
Массовая доля общего углерода, % Масса навески пробы, г
От 3 до 6,5
Св. 6,5 до 10
Св. 10 до 20
0,250
0,150
0,100
Рис. 2.40. Схема установки:
1 - стальной баллон с кислородом, снабженный редукционным вентилем; 2 - ротаметр; 3 -
промывная склянка, заполненная аскаритом; 4 - печь сопротивления с карбидо-кремниевыми
нагревателями, обеспечивающими нагревание печи до (1350±50) °C; 5 - пылевой фильтр,
представляющий собой стеклянную трубку с шаровидным утолщением, заполненную ватой; 6 -
стеклянная трубка, заполненная гранулированным диоксидом марганца; 7 - газообъемный
анализатор на углерод с эвдиометром на 4,5 %
Навеску помещают в прокаленную фарфоровую лодочку и со стороны поступле-
ния кислорода вводят в трубчатую печь для сжигания.
Обработка результатов
Массовую долю общего углерода X (%) вычисляют по уравнению
ХЛА~А^К
т
где А - показание шкалы прибора, соответствующее массовой доле углерода в пробе,
%; - показание шкалы прибора, соответствующее массовой доле углерода в кон-
трольном опыте, %; К - поправочный коэффициент на температуру и давление по
ГОСТ 22536.1-77; т - масса навески пробы, г.
Допускаемые расхождения между результатами параллельных определений при до-
верительной вероятности Р = 0,95 не должны превышать значений, указанных ниже:
Массовая доля общего Допускаемые расхождения, %
углерода, %
От 3 до 6,5 0,06
Св. 6,5 до 10 0,07
Св. 10 до 20 0,10
Потенциометрический метод
Метод основан на сжигании пробы в токе кислорода, образовавшийся диоксид угле-
рода поглощается поглотительным раствором с определенным начальным значением pH.
Объем титрованного раствора, израсходованный на восстановление исходного зна-
чения pH, пропорционален содержанию общего углерода в навеске пробы.
Аппаратура, материалы и реактивы
На рис. 2.41 представлена принципиальная схема установки для определения
содержания углерода потенциометрическим методом.
Лодочки фарфоровые по ГОСТ 9147-80.
Трубки фарфоровые внутренним диаметром от 20 до 21 мм.
Известь натронная по ГОСТ 6755-73.
Калий хлористый, насыщенный раствор по ГОСТ 4234-77.
Спирт этиловый (ректификат), 96 %-ный по ГОСТ 5962-67.
Барий хлористый по ГОСТ 4108-72.
Бария гидроксид по ГОСТ 4107-78.
Стандартный образец чугуна 23Ж; допускается использовать отраслевые стан-
дартные образцы и стандартные образцы предприятия, аттестованные в соответствии
с ГОСТ 14263-81.
Раствор поглотительный хлористого бария; его готовят следующим образом: 10 г
хлористого бария растворяют в 1000 см3 воды. К полученному раствору приливают
15 см3 этилового спирта.
Раствор титрованный гидроксида бария; его готовят следующим образом: насыщен-
ный раствор гидроксида бария разбавляют в 10 раз водой, предварительно прокипячен-
ной в течение 1 ч, охлажденной до 20 °C. Титрованный раствор хранят в бутылях, снаб-
женных трубками с натронной известью. Титр устанавливают по стандартному образцу.
Раствор буферный с pH 9,18, приготовленный из фиксанала 0,01 г-экв раствора
тетраборнокислого натрия или растворением 3,81 г реактива в 1000 см3 воды.
Проведение анализа
Электродную систему настраивают по буферному раствору, pH-метр - по прила-
гаемой к нему инструкции. К выходу pH-метра подключают блок автоматического
титрования через последовательно включенный нормальный элемент.
Рис. 2.41. Схема установки для определения содержания углерода:
1 - стальной баллон с кислородом и редукционным вентилем; 2 - ротаметр; 3 - промывная
склянка, заполненная аскаритом; 4 - загрузочный затвор или пробка; 5 - двухтрубчатая печь
сопротивления с карбидокремниевыми нагревателями, обеспечивающими нагрев печи до
(1350±50) °C; б - пылевой фильтр; 7 - капиллярный дроссель, создающий давление газа в печи
5 кПа; 8 - стеклянная трубка, заполненная гранулированным диоксидом марганца; 9 -
поглотительный сосуд вместимостью от 300 до 400 см3 и высотой от 15 до 16 см; 10- мешалка;
// - электродная система, которая состоит из электродов измерительного (стеклянного) и
вспомогательного (любого проточного хлорсеребряного); 12 - капельница для ввода в ячейку
титранта; 13 - блок автоматического титрования; 14 - нормальный элемент; 15 - рН-метр; 16-
магнитный клапан или бюретка-дозатор; 17 - бюретка вместимостью от 10 до 25 см3; 18 -
электродвигатель
Лодочки прокаливают в токе кислорода при 1300-1350 °C в течение 3 мин. В по-
глотительную ячейку наливают от 250 до 300 см3 поглотительного раствора, который
после проведения анализа не более 50 проб следует заменить на новый. Устанавлива-
ют расход кислорода до 700 см3/мин.
Включают блок автоматического титрования на титрование и доводят pH до 10.
Для проведения градуировки сжигают стандартный образец и измеряют объем
титрованного раствора, израсходованный на восстановление исходного значения
pH.
В зависимости от ожидаемого содержания общего углерода берут навеску про-
бы в соответствии с приведенными ниже данными, помещают в прокаленную фар-
форовую лодочку, вводят в трубчатую печь и включают автоматическое титрова-
ние:
Массовая доля общего углерода, % Масса навески пробы, г
От 3 до 6,5 0,10
Св. 6,5 до 10 0,05
После окончания титрования снимают показания с бюретки об объеме израсходо-
ванного титрованного раствора. Для контроля правильности результатов необходимо
сжигать стандартный образец через каждые три пробы.
Обработка результатов
Массовую долю общего углерода (%) вычисляют по уравнению
_(К-К0)ТЮО
общ ’
т
где V - объем титрованного раствора гидроксида бария, израсходованный на титрова-
ние, см3; Ио - объем титрованного раствора гидроксида бария, израсходованный на
контрольный опыт, см3; Т - титр раствора гидроксида бария, выраженный в граммах
углерода на 1 см3 раствора; т - масса навески пробы, г.
Допускаемые расхождения между результатами параллельных определений при
доверительной вероятности Р = 0,95 не должны превышать значений, указанных
выше.
Кулонометрический метод
Метод основан на сжигании пробы в токе кислорода. Образовавшийся диоксид угле-
рода поглощается поглотительным раствором с определенным начальным значением pH.
Количество импульсов электричества, необходимое для восстановления исходного значе-
ния pH, пропорционально содержанию общего углерода в навеске пробы.
Аппаратура, материалы и реактивы
Аппаратура - см. газообъемный метод, кроме потенциометрического анализатора,
вместо которого подключается кулонометрический анализатор. Образцы стандартные
(см. потенциометрический метод).
Растворы поглотительный и вспомогательный. Спирт этиловый (ректификат), 96 %-
ный (ГОСТ 5962-67).
Проведение анализа
Подготовка к анализу - см. потенциометрический метод. Анализатор настраивают
по прилагаемой к нему инструкции.
Анализ проводят, как в потенциометрическом методе, только вместо установки для
автоматического титрования подключают кулонометрический анализатор. Анализ
считают законченным, если показания прибора за 1 мин изменяются на величину, не
превышающую величину холостого счета прибора.
Обработка результатов
Массовую долю общего углерода Хобщ (%) определяют на цифровом или стрелоч-
ном индикаторе анализатора. Допускаемые расхождения между результатами парал-
лельных определений при доверительной вероятности Р = 0,95 не должны превышать
значений, указанных выше.
2.31. Определение содержания титана в твердых сплавах
В ГОСТ 25599, части 3 изложены методы определения титана: фотоколориметри-
ческий при массовой доле титана от 1 до 20 % и дифференциальный фотоколоримет-
рический при массовой доле титана от 10 до 40 % в твердых спеченных сплавах, твер-
досплавных карбидных смесях и сложных карбидах.
Общие требования к методам анализа приведены в ГОСТе 14339.0-82.
Фотоколориметрический метод
Метод основан на образовании окрашенного комплексного соединения титана с
пероксидом водорода в сернокислой среде и измерении оптической плотности раство-
ра при длине волны от 400 до 434 нм.
Аппаратура, реактивы и растворы
Спектрофотометр или фотоколориметр со всеми принадлежностями.
Кислота серная по ГОСТ 4204-77 плотностью 1,84 г/см3 и растворы 1:4 и 5 %-ный.
Кислота винная по ГОСТ 5817-77, 30 %-ный раствор.
Аммоний сернокислый по ГОСТ 3769-78.
Пероксид водорода по ГОСТ 10929-76, 30 %-ный раствор.
Титана диоксид или титан металлический.
Растворы титана стандартные.
Аммоний фтористый кислый по ГОСТ 9546-75.
Раствор А: 0,1668 г предварительно прокаленного до постоянной массы диоксида
титана растворяют в смеси 20 см3 серной кислоты и 5 г сернокислого аммония при на-
гревании. Раствор после охлаждения переводят в мерную колбу вместимостью 100 см3,
разбавляют раствором серной кислоты (1:4) до метки и перемешивают или 0,1 г метал-
лического титана растворяют в 20 см3 серной кислоты и 5 г сернокислого аммония на
плитке в жаропрочном стакане, покрытом часовым стеклом. После охлаждения раствор
переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, разбавляют раствором серной кисло-
ты (1:4) до метки и перемешивают. 1 см3 раствора А содержит 0,001 г титана.
Раствор Б: в мерную колбу вместимостью 100 см3 отбирают 10 см3 раствора А,
доливают водой до метки и перемешивают. 1 см3 раствора Б содержит 0,0001 г ти-
тана.
Проведение анализа
Навеску массой 0,1 г помещают в стакан, добавляют от 5 до 10 см3 серной кисло-
ты и 5 г сернокислого аммония. Стакан накрывают стеклом и растворяют пробу при
интенсивном нагревании. После охлаждения в стакан приливают 30 см3 раствора вин-
ной кислоты. Затем раствор пробы переводят в мерную колбу вместимостью 100 см3,
разбавляют водой до метки и перемешивают.
В зависимости от ожидаемого содержания титана в мерную колбу вместимостью
100 см3 отбирают аликвотную часть анализируемого раствора пробы в соответствии
с приведенными ниже данными, затем вводят 1 см3 раствора пероксида водорода, раз-
бавляют до метки 5 %-ным раствором серной кислоты и перемешивают:
Массовая доля титана, % Объем аликвотной части анали- Толщина поглощающего слоя
зируемого раствора, см3 кюветы, мм
От 1 до 4 20 50
Св. 4 до 9 10 50
Св. 9 до 20 25 10
Оптическую плотность раствора измеряют при длине волны 400 нм, пользуясь кю-
ветой с толщиной поглощающего слоя 50 мм, или при длине волны 434 нм, пользуясь
кюветой с толщиной поглощающего слоя 10 мм. Раствором сравнения служит анали-
зируемый раствор.
Массовую долю титана находят по градуировочному графику.
При построении градуировочного графика для кюветы с толщиной поглощающе-
го слоя 10 мм в семь мерных колб вместимостью 100 см3 отбирают 1,0; 2,0; 3,0; 4,0;
5,0; 6,0 и 7,0 см3 стандартного раствора титана А, приливают 5 см3 серной кислоты,
1 см3 раствора пероксида водорода, разбавляют водой до метки и перемешивают. Оп-
тическую плотность окрашенных растворов измеряют при длине волны 434 нм.
При построении градуировочного графика для кюветы с толщиной поглощающего
слоя 50 мм в десять мерных колб вместимостью 100 см3 отбирают 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0;
6,0; 7,0; 8,0; 9,0 и 10,0 см3 стандартного раствора титана Б, приливают 5 см3 серной ки-
слоты, 1 см3 раствора пероксида водорода, разбавляют водой до метки и перемешива-
ют. Оптическую плотность окрашенных растворов измеряют при длине волны 400 нм.
В качестве раствора сравнения используют раствор контрольного опыта на содер-
жание титана в реактивах.
По полученным значениям оптических плотностей и соответствующим им содер-
жаниям титана строят градуировочные графики.
Если анализируемая проба содержит ванадий, то из раствора, подготовленного для
измерения оптической плотности, отливают 30 см3 и переносят в мерную колбу вме-
стимостью 50 см3, добавляют 0,1 г кислого фтористого аммония. Через 3 мин измеря-
ют оптическую плотность окрашенного от ванадия раствора и вычитают ее из опти-
ческой плотности Ti + V, измеренной ранее.
Обработка результатов
Массовую долю титана X (%) вычисляют по уравнению
т V
% = 2^_.Ю0,
т1^
где т - масса титана в аликвотной части анализируемого раствора, найденная по гра-
дуировочному графику, г; V- общий объем анализируемого раствора, см3; т^ - масса
навески пробы, г; - объем аликвотной части раствора, см3.
Следует иметь в виду, что оптическая плотность раствора, содержащего 1 % Мо,
соответствует плотности раствора с 0,08 % Ti, поэтому, если в анализируемых пробах
содержится молибден, эту величину вычитают из массовой доли титана, рассчитан-
ной по уравнению.
Допускаемые расхождения между результатами параллельных определений при до-
верительной вероятности Р = 0,95 не должны превышать значений, указанных ниже:
Массовая доля титана, % Допускаемые расхождения, %
От 1,0 до 2,5 0,05
Св. 2,5 до 5,0 0,1
Св. 5 до 10 0,15
Св. 10 до 20 0,25
Дифференциальный фотоколориметрический метод
Метод основан на образовании окрашенного комплексного соединения титана с
пероксидом водорода в сернокислой среде с последующим определением титана ме-
тодом дифференциальной фотоколориметрии.
Аппаратура, реактивы и растворы
Аппаратура - см. фотоколориметрический метод.
Реактивы и растворы - см. фотоколориметрический метод, а также раствор срав-
нения. Раствор сравнения готовят перед началом анализа: в мерную колбу вместимо-
стью 100 см3 отбирают 5 или 8 см3 стандартного раствора титана А, вводят 5 %-ный
раствор серной кислоты до 90 см3, 1 см3 раствора пероксида водорода, разбавляют до
метки тем же раствором серной кислоты и перемешивают.
Проведение анализа
В зависимости от содержания титана берут навеску массой в соответствии с дан-
ными табл. 2.15 и растворяют, как описано в предыдущем разделе (фотоколориметри-
ческий метод).
Таблица 2.15. Выбор навески в зависимости от содержания титана
Массовая доля титана, % Масса на- вески про- бы, г Объем аликвотной части анализируе- мого раствора, см3 Содержание тита- на в растворе сравнения,г Толщина погло- щающего слоя кюветы, мм
От 10 до 14 0,1 — 0,008 50
Св. 14 до 20 0,2 25 0,005 30
Св. 20 до 25 0,2 25 0,008 50
Св. 20 до 28 0,1 50 0,008 50
Св. 20 до 28 0,2 20 0,005 30
Св. 25 до 30 0,2 20 0,008 50
Св. 30 до 40 0,1 25 0,005 30
В охлажденный раствор приливают 1 см3 раствора пероксида водорода, перелива-
ют в мерную колбу вместимостью 100 см3, разбавляют водой до метки и перемеши-
вают. Для определения содержания титана в мерную колбу вместимостью 100 см3 от-
бирают аликвотную часть анализируемого раствора в соответствии с табл. 2.15, вво-
дят 5 %-ный раствор серной кислоты до 90 см3, 1 см3 раствора пероксида водорода,
разбавляют до метки тем же раствором серной кислоты и перемешивают.
Оптическую плотность окрашенного раствора измеряют при длине волны 490 нм,
пользуясь кюветой и раствором сравнения в соответствии с табл. 2.15.
Содержание титана находят по градуировочному графику.
При построении градуировочного графика для кюветы с толщиной поглощающе-
го слоя 50 мм в семь мерных колб вместимостью 100 см3 отбирают 8,0; 9,0; 10,0; 11,0;
12,0; 13,0 и 14,0 см3 стандартного раствора титана А, приливают 5 %-ный раствор сер-
ной кислоты до 90 см3, 1 см3 раствора пероксида водорода, разбавляют до метки тем
же раствором серной кислоты и перемешивают.
Оптическую плотность измеряют при длине волны 490 нм. Раствором сравнения
служит раствор, содержащий 0,008 г титана.
При построении градуировочного графика для кюветы с толщиной поглощающе-
го слоя 30 мм в восемь мерных колб вместимостью 100 см3 отбирают 5,0; 6,0; 7,0; 8,0;
9,0; 10,0; 11,0; 12,0 см3 стандартного раствора титана А и далее поступают, как указа-
но выше.
Оптическую плотность измеряют при длине волны 490 нм. Раствором сравнения
служит раствор, содержащий 0,005 г титана.
По полученным значениям оптических плотностей и соответствующим им содер-
жаниям титана строят градуировочный график.
При наличии в анализируемой пробе ванадия анализ проводят, как описано для
фотоколориметрического метода в случае содержания ванадия.
Обработка результатов
Массовую долю титана вычисляют по уравнению, приведенному в предыдущем
разделе (фотоколориметрический метод).
Допускаемые расхождения между результатами параллельных определений при до-
верительной вероятности Р = 0,95 не должны превышать значений, указанных ниже:
Массовая доля титана, % Допускаемые расхождения, %
От 10 до 20 0,25
Св. 20 до 30 0,35
Св. 30 до 40 0,5
2.32. Определение содержания кобальта в твердых сплавах
В ГОСТ 25599.4 приведен потенциометрический метод определения кобальта при
массовой доле его от 1 до 60 % в твердых спеченных сплавах, твердосплавных кар-
бидных смесях.
Метод основан на окислении кобальта до трехвалентного состояния железосине-
родистым калием в аммиачной среде. Избыток железосинеродистого калия оттитро-
вывают потенциометрически раствором сернокислого кобальта.
Общие требования к методу анализа должны соответствовать ГОСТ 14339.0.
Аппаратура, реактивы и растворы
Установка для проведения потенциометрического титрования.
Электрод платиновый индикаторный.
Проволока вольфрамовая - электрод сравнения.
Кислота серная по ГОСТ 4204 плотностью 1,84 г/см3.
Аммиак водный по ГОСТ 3760 плотностью 0,91 г/см3.
Аммоний сернокислый по ГОСТ 3769, 25 %-ный раствор.
Аммоний лимоннокислый по ГОСТ 3653, 30 %-ный раствор.
Кислота азотная по ГОСТ 4461 плотностью 1,4 г/см3.
Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484 плотностью 1,12 г/см3.
Бумага индикаторная по ГОСТ 5552.
Кобальт сернокислый или металлический.
Раствор сернокислого кобальта стандартный 0,002 г/см3 готовят двумя способами:
а) 10 г сернокислого кобальта растворяют в воде, приливают 10 см3 серной кисло-
ты, переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см3, разбавляют водой до метки и
перемешивают. Концентрацию раствора устанавливают электролитическим методом;
б) 2,0 г металлического кобальта растворяют в 10 см3 азотной кислоты, упаривают
до влажных солей, приливают 10 см3 серной кислоты и выпаривают до паров серно-
го ангидрида. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см3, разбавляют
водой до метки и перемешивают.
Калий железосинеродистый по ГОСТ 4206, раствор 0,03 г-экв/дм3: 11 г железоси-
неродистого калия растворяют в воде в мерной колбе вместимостью 1000 см3, разбав-
ляют водой до метки и перемешивают.
Для установления соотношения объемов (концентраций) растворов сернокислого
кобальта и железосинеродистого калия в стакан вместимостью 400 см3 приливают
10 см3 раствора лимоннокислого аммония, 100-200 см3 воды, 80 см3 аммиака, 20 см3
раствора сернокислого аммония и от 15 до 20 см3 раствора железосинеродистого ка-
лия. Подготовленный раствор титруют потенциометрически раствором сернокислого
кобальта.
Соотношение объемов (концентраций) растворов (К) вычисляют по формуле
K-V2IVX,
где И2 - объем раствора железосинеродистого калия, взятый для установления соот-
ношения, см3; V\ - объем раствора сернокислого кобальта, израсходованный на тит-
рование железосинеродистого калия, см3.
Проведение анализа
В зависимости от ожидаемого содержания кобальта берут навеску массой в соот-
ветствии с табл. 2.16, растворяют при нагревании в 10 см3 серной кислоты и 5 г сер-
нокислого аммония в жаростойком стакане, покрытом стеклом, или навеску пробы,
смоченную водой, растворяют в смеси 15 см3 фтористоводородной и 5 см3 азотной
кислот в платиновой чашке.
Таблица 2.16. Выбор навески в зависимости от содержания кобальта
Массовая доля кобальта, % Масса навески пробы, г Объем раствора железосинеро- дистого калия, см3
От 1 до 5 0,5 15
Св. 5 до 10 0,2 15
Св. 10 до 30 0,1 20
Св. 30 до 50 0,1 30
Св. 50 до 60 0, 1 35
После растворения навески приливают 10 см3 серной кислоты и выпаривают до
паров серного ангидрида. Охлажденный раствор переливают в стакан. Добавляют не-
большими порциями 10 см3 раствора лимоннокислого аммония, 20 см3 раствора сер-
нокислого аммония и 150 см3 воды. Раствор пробы осторожно нейтрализуют аммиа-
ком до слабокислой реакции по бумаге конго, добавляют 80 см3 аммиака, после чего
анализируемый раствор охлаждают.
К анализируемому раствору из бюретки приливают раствор железосинеродистого
калия в соответствии с данными табл. 2.16.
Подготовленный анализируемый раствор титруют потенциометрически раствором
сернокислого кобальта.
Обработка результатов
Массовую долю кобальта X (%) вычисляют по формуле
Х = ^К ^С-Ю0,
где И3 - объем раствора железосинеродистого калия, добавляемый к анализируемому
раствору, см3; И4 - объем раствора сернокислого кобальта, израсходованный на обрат-
ное титрование избытка раствора железосинеродистого калия, см3; К - соотношение
объемов (концентраций) растворов сернокислого кобальта и железосинеродистого ка-
лия; С - концентрация кобальта в стандартном растворе сернокислого кобальта, г/см3;
т - масса навески пробы, г.
Допускаемые расхождения между результатами параллельных определений при
доверительной вероятности Р = 0,95 не должны превышать значений, указанных
ниже:
Массовая доля
кобальта, %
От 1,0 до 2,5
Св. 2,5 до 5
От 5 до 10
От 10 до 30
Допускаемые
расхождения, %
0,05
0,1
0,15
0,2
Массовая доля
кобальта, %
От 30 до 40
От 40 до 50
От 50 до 60
Допускаемые
расхождения, %
0,25
0,3
0,35
2.33. Коэрцитивная сила в твердых сплавах
Метод определения коэрцитивной силы по намагниченности спеченных твер-
дых сплавов с массовой долей ферромагнитной связки не менее 3 % описан в
ГОСТ 24916.
Метод заключается в намагничивании образца в постоянном магнитном поле до
состояния технического насыщения и определения коэрцитивной силы по намагни-
Рис. 2.42. Определение коэрцитивной силы с
помощью петли гистерезиса:
Н - напряженность магнитного поля, кА/м (Э);
М- намагниченность испытуемого образца, кА/м
(Э); Ms - намагниченность при техническом
насыщении, кА/м (Э); //см - коэрцитивная сила
по намагниченности, кА/м (Э)
ценности как напряженности магнитного поля обратного направления, необходимого
для полного размагничивания образца (рис. 2.42).
Отбор образцов
Отбор образцов проводят в соответствии с ГОСТ 20559. Максимальный размер из-
делий - 60x30x20 мм. Количество образцов для определения коэрцитивной силы ус-
танавливается нормативно-технической документацией на твердые сплавы.
Аппаратура
Для определения коэрцитивной силы применяют прибор «Кобальт-1», позволяю-
щий намагничивать образец постоянным током до степени технического насыщения
в постоянном магнитном поле и обеспечивающий его размагничивание.
Максимальная систематическая погрешность прибора не должна превышать 4 %
для шкалы до 20 кА/м, 5 % для шкалы до 40 кА/м.
Для достижения технической насыщенности величина напряженности магнитного
поля должна быть от 200 до 400 кА/м.
Допускается применение других приборов, технические характеристики которых
соответствуют прибору «Кобальт-1».
Проведение испытания
Размагниченный образец наибольшим размером помещают в намагничивающее
устройство в направлении поля и намагничивают до технического насыщения.
Образец размагничивают в постоянном магнитном поле обратного направления.
По прибору определяют коэрцитивную силу, соответствующую нулевой остаточ-
ной намагниченности (Л/ = 0). Погрешность измерения не должна превышать 1 %.
Обработка результатов
Величина коэрцитивной силы образца должна быть округлена до 0,1 кА/м. Резуль-
таты испытаний заносят в протокол, форма которого приведена ниже:
Дата испытаний Марка сплава Номер образца Нси, кАЬл Примечание
За показатель коэрцитивной силы принимают среднее арифметическое трех изме-
рений, округленное до 0,1 кА/м.
Протокол испытаний №
Предприятие-изготовитель
Тип и номер прибора
2.34. Определение содержания свободного углерода в твердых сплавах
В ГОСТ 25599, часть 2 изложены потенциометрический и кулонометрический
методы определения свободного углерода при массовой доле его от 0,01 до 3 % в
твердых спеченных сплавах, твердосплавных карбидных смесях и сложных кар-
бидах.
Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 14339.0-82.
Потенциометрический метод
Метод основан на разложении навески пробы в кислотах с последующим сжига-
нием осадка свободного углерода в токе кислорода. Образовавшийся при сжигании
углекислый газ вытесняется в сосуд, содержащий поглотительный раствор с опреде-
ленным начальным значением pH, током кислорода. Объем титрованного раствора,
израсходованный на восстановление исходного значения pH, пропорционален содер-
жанию углерода в навеске пробы.
Аппаратура, материалы и реактивы
Установка автоматическая потенциометрическая.
Лодочки фарфоровые по ГОСТ 9147-80.
Трубки фарфоровые внутренним диаметром от 20 до 21 мм.
Тигли Гуча.
Колбы Бунзена по ГОСТ 25336-82.
Чашки платиновые по ГОСТ 6563-75.
Насос вакуумный.
Шкаф сушильный.
Известь натронная по ГОСТ 6755-73. Калий хлористый по ГОСТ 4234-77, насы-
щенный раствор. Спирт этиловый ректификат по ГОСТ 5962-67, 96 %-ный раствор.
Барий хлористый по ГОСТ 4108-72. Бария гидроксид по ГОСТ 4107-78.
Образцы стандартные (ГОСТ 25599.1).
Поглотительный раствор хлористого бария готовят следующим образом: 10 г хло-
ристого бария растворяют в 1000 см3 воды. К полученному раствору приливают 15 см3
этилового спирта.
Титрованный раствор гидроксида бария готовят так: насыщенный раствор гидро-
ксида бария разбавляют в 10 раз водой, предварительно прокипяченной в течение 1 ч
и охлажденной до 20 °C. Титрованный раствор хранят в бутылях, снабженных труб-
ками с натронной известью. Титр устанавливают по стандартному образцу.
Буферный раствор с pH 9,18 готовят из фиксанала 0,01 г-экв. раствора тетраборно-
кислого натрия или растворением 3,81 г реактива в 1000 см3 воды.
Кислота азотная по ГОСТ 4461-77.
Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484-78, 40 %-ный раствор.
Асбест волокнистый, прокаленный при 1150 °C в течение 4 мин.
Проведение анализа
Подготовку к анализу проводят по ГОСТ 25599.1-83.
Навеску массой 1,000 г помещают в платиновую чашку, прибавляют 2 см3 воды, 2 см3
фтористоводородной кислоты, 8 см3 азотной кислоты и разлагают при нагревании.
После разложения пробы и охлаждения раствора его фильтруют через тигель Гуча, на
дно которого положен слой асбеста толщиной 10 мм. Платиновую чашку и осадок
свободного углерода в тигле Гуча промывают 7-8 раз горячей водой. При фильтрова-
нии раствор не должен доходить до краев тигля Гуча на 5-6 мм. Осадок помещают в
фарфоровую прокаленную лодочку и сушат в сушильном шкафу при 105-110 °C. Ло-
дочку с осадком вводят в электропечь и сжигают в токе кислорода при (1150±50) °C.
После окончания титрования снимают показания с бюретки об объеме израсходован-
ного титрованного раствора.
Обработка результатов
Массовую долю свободного углерода Хсв (%) вычисляют по уравнению
х _ (Г-Го)Г1ОО
св т
где V- объем титрованного раствора гидроксида бария, израсходованный на титрова-
ние, см3; Ио - объем титрованного раствора гидроксида бария, израсходованный на
контрольный опыт, см3; Г - титр раствора гидроксида бария, выраженный в граммах
углерода на 1 см3; т - масса навески пробы, г.
Допускаемые расхождения между результатами параллельных определений при
доверительной вероятности Р = 0,95 не должны превышать 0,008 % .
Кулонометрический метод
Метод основан на разложении навески пробы в кислотах с последующим сжига-
нием осадка свободного углерода в токе кислорода.
Образовавшийся диоксид углерода поглощается поглотительным раствором с оп-
ределенным начальным значением pH. Количество импульсов электричества, необхо-
димое для восстановления исходного значения pH, пропорционально содержанию
свободного углерода в навеске пробы.
Аппаратура, материалы и реактивы
Аппаратура, как для потенциометрического ^летода, кроме потенциометрического
анализатора, вместо которого применяют кулонометрический анализатор.
Образцы стандартные: чугун № 23 Ж и карбид вольфрама ОСО - 971. Поглотитель-
ный и вспомогательный растворы готовят в соответствии с инструкцией к используемой
кулонометрической установке. Спирт этиловый ректификат, 96 %-ный по ГОСТ 5962-67.
Проведение анализа
Подготовку к анализу осуществляют по ГОСТ 25599.1-83.
Анализ проводят, как в потенциометрическом методе, только вместо объема титро-
ванного раствора снижают показания счетчика импульсов.
Обработка результатов
Массовую долю свободного углерода %св (%) определяют на цифровом или стре-
лочном индикаторе анализатора.
Допускаемые расхождения между результатами параллельных определений при
доверительной вероятности Р = 0,95 не должны превышать 0,008 %.
2.35. Предел прочности и предел текучести твердых сплавов
Метод определения предела прочности и предела текучести твердых сплавов при
одноосных сжимающих нагрузках приведен в ГОСТ 27034.
Метод состоит в деформации образца, помещенного между двумя твердосплавны-
ми опорами; нагрузку на образец дают в осевом направлении до тех пор, пока не про-
изойдет ожидаемая деформация или пока образец не разрушится.
Приборы и оборудование
Машина для испытаний должна быть сконструирована таким образом, чтобы мож-
но было прилагать нагрузки с равномерной скоростью и максимальная ошибка при
нагружении составляла ±0,1% в пределах данного диапазона измерений.
Рис. 2.43. Пример твердосплавной опоры
Проведение испытаний
Испытуемый образец помещают между двумя хорошо центрированными и жестко
закрепленными опорами (рис. 2.43) из сплава твердостью не менее 1600 HV. Эти кон-
тактные поверхности должны быть перпендикулярны оси нагружения и параллельны
друг другу в пределах 0,5 мкм/мм.
Геометрия и размеры испытуемых образцов должны соответствовать приведен-
ным на рис. 2.44.
Торцевые и цилиндрические поверхности расширенных концов должны быть от-
шлифованы. Другие поверхности шлифованию не подвергаются, так как шлифование
или полирование может повлиять на результаты испытаний. Минимальный диаметр
испытуемого образца должен быть измерен с точностью ±0,02 мм.
Скорость приложения нагрузки
должна быть по возможности рав-
номерной, и любые изменения ско-
рости должны производиться плав-
но, без толчков. Скорость не долж-
на превышать 8000 Н/с.
Определение предела текучести
Предел текучести, например,
при пластической деформации 0,2 %,
определяют графически (рис. 2.45).
Этот метод основан на том, что
почти для всех металлов, если
снять нагрузку после того как пре-
Рис. 2.44. Образец для испытания (25 координат с интервалом 1 мм). Размеры:
а - 1,21; b - 1,90; с - 2,29; d - 2,54; е - 2,69; /- 2,79; g - 2,86; h - 2,91; i - 2,94; j - 2,96; k - 2,98;
/ - 2,99; m - 3,00; n - 2,99; о - 2,98; p - 2,96; q - 2,94; r - 2,91; j - 2,86; t - 2.79; и - 2,69; v - 2,54;
w-2,29;x- 1,90; у - 1,21
вышен предел упругости D, кривая нагрузка - деформа-
ция принимает вид прямой, которая приблизительно па-
раллельна кривой нагружения, лежащей ниже предела уп-
ругости.
Определение предела текучести графическим методом
проводят следующим образом. Прикладывают предвари-
тельную нагрузку, не превышающую величины, которая
требуется для того, чтобы испытуемый образец сохранял
правильное положение в машине. Получают кривую на-
пряжение - деформация.
Из-за малой длины испытуемой зоны и твердости ма-
териала бывают практические затруднения, связанные с
измерением изменений длины с помощью калибров сме-
щения зажимного типа (экстензометров). Поэтому реко-
Рис. 2.45. Кривая взаимо-
связи нагрузка-деформация
мендуется измерять изменения длины с помощью прово-
лочного тензодатчика. В центре зоны испытания должны
быть прикреплены симметрично два или четыре датчика. Рабочая длина датчиков не
должна превышать 8 мм. Полученные результаты представляют среднюю величину
изменения длины зоны испытания.
На рис. 2.45 проводят отрезок ОВ, равный заданной остаточной деформации, и
проводят от точки В линию ВА параллельно ОС. Ордината Fc точки пересечения Q
имеет значение F и представляет собой нагрузку, соответствующую пределу текуче-
сти. 4
Иногда трудно определить направление линии ОС по диаграмме; в таком случае
эту линию можно провести на основе известного значения модуля Юнга.
Обработка результатов
Предел текучести Rcq (Н/мм2) вычисляют по уравнению
Rcq ~ FcJS^
где Fcq - нагрузка, соответствующая пределу текучести, Н; So - минимальная перво-
начальная площадь поперечного сечения, мм2.
Предел прочности при сжатии Rcm (Н/мм2) определяют по уравнению
Rcm -
где Fcu - критическая нагрузка, т.е. нагрузка в момент разрушения, Н.
Приводят среднее арифметическое значение не менее чем пяти определений, ок-
ругленное до ближайших 10 Н/мм2.
Отчет об определении
Отчет должен содержать следующую информацию:
ссылку на ГОСТ 27034;
полное описание образца;
полученный результат;
сведения обо всех операциях, не предусмотренных стандартом или считающихся
необязательными;
сведения о любых обстоятельствах, способных повлиять на результат.
2.36. Определение содержания кобальта, титана, тантала, ниобия, вольфрама,
железа рентгенофлюоресцентным методом в твердых сплавах
Метод определения указанных элементов в сложных карбидах, твердосплавных
карбидных смесях и предварительно спеченных твердых сплавах при массовой доле
титана 1,0-40,0 %, кобальта 1,0-60,0 %, тантала 1,0-35,0 %, железа 0,01-3,0 %, нио-
бия 0,05-15,0 %, вольфрама 45,0-95,0 % изложен в ГОСТ 28817.
Сущность метода состоит в возбуждении характеристического вторичного рентге-
новского излучения определяемого элемента и регистрации этого излучения спектро-
метрической аппаратурой.
Для устранения влияния размеров частиц и взаимодействий между элементами
пробу, взятую для анализа, растворяют в подходящей смеси кислот и затем превраща-
ют в сульфаты или подвергают прямому окислению. Полученные сульфаты (метод 1)
или оксиды (метод 2) затем расплавляют вместе со смесью тетрабората натрия с со-
единениями бария или исследуют растворы, полученные по методу б.
Приборы и оборудование
Используют обычное лабораторное оборудование, а также:
рентгеновский спектрометр;
печи для окисления исследуемой пробы при температуре от 700 до 900 °C и для
подготовки расплава бората примерно при 1100 °C;
пресс усилием 10 т/см2;
платиновые чашки емкостью от 50 до 100 мл.
Для приготовления образцов из анализируемых проб используют пластину с отпо-
лированной поверхностью из сплава на основе платины, например 85 % Pt + 10 % Rh +
+ 5 % Au или 95 % Pt + 5 % Au. Температура поверхности пластины должна поддер-
живаться в пределах от 300 до 400 °C для того, чтобы диск из бората мог легко отде-
ляться без растрескивания.
Для полировки поверхности образцов используют кольца из латуни или ци-
линдр из жаростойкой стали или графита и устройство для сухой или водной поли-
ровки.
Кюветы для образцов готовят из материалов, стойких к воздействию смеси фтори-
стоводородной и азотной кислот; окошки кювет закрывают пленкой толщиной 6 мкм,
изготовленной из эфиропропиленотерефталевой кислоты (тефлона).
Реактивы
Для анализа используют дистиллированную воду или воду эквивалентной чисто-
ты, а также следующие реактивы квалификации ч.д.а.:
борную кислоту;
тетраборат натрия безводный;
пероксид бария безводный или карбонат бария безводный;
серную кислоту, р = 1,54 г/см3 (серную кислоту р = 1,84 г/см3, разбавленную 1:1);
фтористоводородную кислоту, р = 1,12 г/см3;
азотную кислоту, р = 1,42 г/см3;
азотную кислоту, р = 1,24 г/см3 (азотную кислоту, р = 1,42 г/см3, разбавленную 1:1).
Приготовление образцов для анализа
Пробы для анализа измельчают в ступке, изготовленной из материала, не влияю-
щего на состав образца. Измельченный материал просеивают через сито с диаметром
отверстий 2 мм, если используется метод растворения в кислоте, или через сито с диа-
метром отверстий 0,18 мм, если используется метод окисления.
Взвешивают 0,5 г пробы с точностью 0,001 г. Если проба содержит связку, делают
поправку на ее содержание. Далее пробу обрабатывают методом растворения или
окисления (ИСО 4503).
1. Метод растворения
Анализируемую пробу помещают в платиновую чашку. Добавляют 15 мл азотной
кислоты в неокисленную или частично окисленную порцию, умеренно нагревают
пробу, добавляют по каплям 2 мл фтористоводородной кислоты и выдерживают не-
сколько минут. После полного растворения пробы добавляют 1-2 мл серной кислоты.
Высушивают и нагревают примерно при 600 °C до тех пор, пока не прекратится вы-
деление SO3, затем охлаждают. Для приготовления образцов следует по возможности
использовать метод растворения, так как если в образце присутствует молибден в ко-
личестве, превышающем 0,1 мае. %, то метод окисления использовать нельзя.
При нагревании проб существует возможность переноса молибдена из одного тиг-
ля в другой, поэтому пробы с высоким и низким содержанием молибдена нагревать в
печи (см. выше) не рекомендуется.
2. Метод окисления
Отобранную пробу окисляют в печи на воздухе при температуре от 700 до 900 °C
в течение примерно 1 ч. Если окисление неполное, то обработку повторяют, добавляя
15 мл азотной кислоты и т.д. (см. метод растворения). После полного окисления пере-
мешивают исследуемую пробу с расплавленной буферной смесью, содержащей
15±0,01 г тетрабората натрия и 4±0,01 г пероксида бария или 4,5±0,01 г карбоната ба-
рия, и постепенно нагревают чашку до тех пор, пока ее содержимое не расплавится
полностью и не окончится реакция. Накрывают чашку крышкой. Растворяют оксиды,
расплавляя их при температуре примерно 1100 °C в течение 10-15 мин. Расплав пере-
мешивают для получения однородной массы.
Приготовленный расплав выливают в предварительно нагретое кольцо, помещен-
ное на опорную пластину, лежащую на нагревательном устройстве с температурой
300-400 °C. Оставляют охлаждаться до тех пор, пока диск не отойдет от пластины.
Диск полируют на устройстве сухой или водной полировки (окончательная до-
водка на шлифовальной бумаге № 220) до получения гладкой и блестящей поверх-
ности. Сразу же промывают и высушивают поверхность диска. В случае сухой по-
лировки следует исключить возможность загрязнения образца шлифовальной бу-
магой.
Возможно применение другого метода растворения (см. ИСО 4503). Готовят рас-
творитель, смешивая две части фтористоводородной кислоты с одной частью азотной
кислоты (р = 1,42 г/см3) и двумя частями дистиллированной воды. В полипропилено-
вом стакане емкостью 150 мл взвешивают 2±0,001 г испытуемого образца. Если в со-
став образца входит смазка, делают поправку на ее содержание. Добавляют к образцу
20 мл растворителя. Добиваются полного растворения образца путем 30-минутного
нагревания на водяной бане. Охлаждают раствор и помещают его в мерную полипро-
пиленовую колбу емкостью 50 мл, содержащую 10 мл раствора винной кислоты. До-
водят объем до метки водой и перемешивают.
Раствор фильтруют через сухой фильтр в полипропиленовый стакан. Заполняют
кювету раствором так, чтобы высота раствора была не менее 10 мм.
Проведение анализа
Для получения оптимального числа импульсов следует учесть все параметры из-
мерения, включая материал мишени рентгеновской трубки. Для определения содер-
жания титана, ниобия, кобальта и железа используют аналитическую линию 2; для
определения содержания тантала и вольфрама - аналитическую линию L. В случае
необходимости производят коррекцию на фон.
Следует учитывать влияние мешающих элементов, например интерференцию по-
лос титана или вольфрама на полосах, например, ванадия.
Калибровочные кривые строят на основе синтетических образцов, состав которых
должен примерно соответствовать маркам анализируемых твердых сплавов. При под-
готовке образцов известные количества металлов или их соответствующих соедине-
ний тщательно перемешивают.
Градуировочные кривые строят для каждого элемента путем нахождения зависи-
мости между его концентрацией и отношением интенсивностей рентгеновского излу-
чения эталонного образца и рентгеновского излучения внешнего эталона.
Содержание анализируемых элементов в пробе определяют, находя отношение ин-
тенсивности рентгеновского излучения исследуемого образца к интенсивности рент-
геновского излучения эталона и концентрацию по градуировочной кривой.
Обработка результатов
Записывают среднее арифметическое значение приемлемых измерений, округлен-
ных до ближайшего значения следующим образом:
Массовая доля, % Округление до ближайшего значения, %
От 0,05 до 0,4 вкл. 0,01
Св. 0,4 до 30 вкл. 0,1
Св. 30 до 95 вкл. 1
Отчет об определении
Отчет должен содержать следующую информацию:
ссылку на ГОСТ 28817;
полное описание пробы;
полученные результаты;
сведения о любых операциях, не предусмотренных международным стандартом
или считающихся необязательными;
сведения о любых обстоятельствах, способных повлиять на результат.
2.37. Методы определения содержания воды
В ГОСТ 18317 изложены титриметрический (при массовой доле от 0,02 до 2,0 %)
и гравиметрический (при массовой доле от 0,1 до 5,0 %) методы определения содер-
жания воды в металлических порошках, применяемых в порошковой металлургии.
Методы применяют самостоятельно или одновременно с определением массовой до-
ли компонентов в аналитических пробах порошков с последующим расчетом их мас-
совой доли в абсолютно сухом порошке.
Стандарт не распространяется на металлические порошки с органическими веще-
ствами на поверхности, которые при нагреве до 110 °C реагируют в инертной газовой
среде с водой или разлагаются с ее образованием.
Титриметрический метод
Метод основан на взаимодействии воды, полученной путем отгонки инертным га-
зом из прокаливаемых при температуре 105-110 °C порошков, с реактивом Фишера
при электрометрическом титровании.
Аппаратура, посуда и реактивы
Установка для определения массовой доли воды путем электрометрического тит-
рования реактивом Фишера представлена на рис. 2.46.
Установка состоит из следующих элементов: стеклянного лабораторного реометра
7 по ГОСТ 9932; двух склянок 2 для промывания газов по ГОСТ 25336, наполненных
концентрированной серной кислотой по ГОСТ 4204; адсорберов 3 с предварительно
прокаленным при температуре не менее 200 °C активированным углем; спиралеобраз-
ных ловушек 4 с силикагелем-индикатором по ГОСТ 8984; трехходового крана 5 по
Рис. 2.46. Схема установки для определения содержания воды
ГОСТ 7995 с двумя положениями: А - поток инертного газа направлен в кварцевую
трубку 6, В- поток инертного газа направлен непосредственно в титровальный сосуд,
минуя кварцевую трубку; кварцевой трубки 6 длиной 400 мм и диаметром не менее
30 мм, в которую помещают никелевые лодочки 7; трубчатой печи с нихромовым на-
гревателем 8, рассчитанной на температуру до 300 °C; трехходового крана 9 с двумя
положениями: А - поток инертного газа направлен в титровальный сосуд; В - поток
инертного газа направлен в атмосферу; сосуда для титрования 10 вместимостью от
300 до 400 см3; электрической схемы 11 для контроля за ходом титрования; микробю-
ретки 12 типа II по ГОСТ 1770 вместимостью 25 см3, снабженной для защиты от ат-
мосферной влаги хлоркальциевой трубкой 13 по ГОСТ 25336; склянки 14 с реактивом
Фишера вместимостью 2000 см3; U-образной трубки 15 по ГОСТ 25336, наполненной
окрашенным и осушенным силикагелем; склянки 16 для промывания газов по ГОСТ
25336 с концентрированной серной кислотой по ГОСТ 4204; резиновой груши 17.
Титровальный сосуд состоит из следующих элементов: стеклянной колбы 1 объе-
мом 300-400 см3; крана для слива жидкости 8; трубок 2 для входа и выхода инертно-
го газа, впаянных в колбу; шлифа 3 типа А29 с осушительной трубкой 4 или с притер-
той заглушкой; пробки 5, в отверстие которой вставляют притертую насадку с капил-
ляром 6, оттянутым на необходимую длину (к насадке присоединяют сливную трубку
микробюретки типа II по ГОСТ 1770); платиновых электродов 7 (электроды впаивают
в стеклянную трубку, пришлифованную к отверстию в титровальном сосуде, они
должны располагаться вблизи дна сосуда); электрической схемы 9 для указания хода
титрования, состоящей из аккумулятора напряжением 1,5 В, двух сопротивлений на
2000 и 7000 Ом, выключателя и гальванометра такой чувствительности, чтобы полное
отклонение стрелки на шкале прибора происходило при токе не более 100 мА.
Объем раствора в титровальном сосуде должен быть не менее 60 см3. Раствор дол-
жен полностью покрывать платиновые электроды. Конструкция титровального сосу-
да должна обеспечивать беспрепятственный слив жидкости через кран 8.
Колбы мерные по ГОСТ 1770 вместимостью 50 и 100 см3.
Пипетки по ГОСТ 1770 типа I вместимостью 5 и 10 см3.
Капельницы стеклянные лабораторные по ГОСТ 25336 типа II.
Магний первичный в чушках по ГОСТ 804 марки Мг96.
Метанол-яд по ГОСТ 6995 или ГОСТ 2222, осушенный и перегнанный по А.1.
Реактив Фишера, приготовленный по А.З.
Кислота серная по ГОСТ 4204, концентрированная.
Уголь активированный.
Пиридин по ГОСТ 13647, ч.д.а., осушенный и перегнанный по А.2.
Кальций хлористый плавленый по ГОСТ 450, свежепрокаленный.
Бензол по ГОСТ 5955, ч.д.а.
Йод по ГОСТ 4159, ч.
Изатин, ч.д.а.
Силикагель-индикатор по ГОСТ 8984.
Вода дистиллированная по ГОСТ 6709.
Отбор проб
Пробу для испытания отбирают и приготавливают по ГОСТ 23148. Масса пробы
для испытания должна быть не менее 200 г. Масса навески для испытания в зависи-
мости от предполагаемой массовой доли воды в порошке должна соответствовать тре-
бованиям, приведенным ниже:
Предполагаемая массовая доля Масса навески, г, не менее
воды в порошке, %
От 0,02 до 0,2 50,0
Св. 0,2 до 0,5 20,0
Св. 0,5 до 1,0 10,0
Св. 1,0 до 2,0 5,0
Порошок испытывают в состоянии поставки, т.е. в воздушно-сухом состоянии.
Допускается предварительное высушивание порошка на воздухе.
Массу навески порошка определяют с погрешностью не более 0,0002 г. Определе-
ние следует проводить не менее чем на двух навесках порошка.
Подготовка к анализу
По схеме, указанной на рис. 2.46, собирают установку для электромеханического
титрования воды, содержащейся в металлических порошках. В качестве соединитель-
ных звеньев в установке используют либо полиэтиленовые, либо полувакуумные,
предварительно осушенные шланги. Для смазки кранов и шлифов следует пользо-
ваться силиконовой смазкой. В кварцевую трубку 6 помещают предварительно высу-
шенные и взвешенные с погрешностью не более 0,0002 г никелевые лодочки с опре-
деленной навеской металлического порошка. В сосуд для титрования 10 помещают
стеклянную трубку с впаянными в нее платиновыми электродами. В среднее отвер-
стие сосуда вставляют насадку с капилляром, к которой присоединена микробюретка
12 с хлоркальциевой трубкой 13. В сосуд 14 заливают реактив Фишера, приготовлен-
ный по методике, описанной в дополнении 3. Заполняют микробюретку реактивом
Фишера с помощью осушенного воздуха, который подают грушей через склянку 16
для промывания газа с концентрированной серной кислотой и трубку, наполненную
предварительно окрашенным и прокаленным силикагелем.
Проверяют электрическую схему прибора. Гальванометр обычно находится в це-
пи с титровальным сосудом. Он может также подключаться в шунтированном состоя-
нии. В первом случае гальванометр показывает «0» в конечной точке при завершении
титрования, а во втором случае стрелка гальванометра при титровании отклоняется в
сторону. Замыкают электроды, поднося металлический предмет к выводам электро-
дов. При замкнутых электродах стрелка должна отклоняться на всю шкалу.
Устанавливают водный эквивалент реактива Фишера. Для этого в сухой титровальный
сосуд через отверстие с помощью пипетки вносят не менее 60 см3 метанола до полного
покрытия им платиновых электродов. Установив кран 5 (см. рис. 2.46) в положение В, по-
ток инертного газа пропускают через систему осушки непосредственно в титровальный
сосуд. Для продувки установки газ пропускают в течение 5-7 мин. Включают электриче-
скую схему и титруют содержащуюся в метаноле воду реактивом Фишера. В начале тит-
рования реактив Фишера подают в титровальный сосуд со скоростью одна капля в секун-
ду. При этом стрелка гальванометра отклоняется от нулевого положения незначительно.
Когда стрелка гальванометра начнет сильно колебаться, реактив Фишера добавляют со
скоростью одна капля в пять секунд и при приближении к точке эквивалентности - со ско-
ростью одна капля в десять секунд. Титрование проводят до тех пор, пока стрелка гальва-
нометра не установится в определенном положении, которое сохраняется в течение
30-60 с. Прибавление 1-2 капель реактива Фишера не должно менять положение стрелки
гальванометра. Это свидетельствует о конце титрования. Объем реактива, израсходован-
ный на титрование обезвоженного метанола, в расчет не принимают.
Далее проверяют полноту сушки инертного газа, применяемого для отгонки воды
из металлических порошков. С этой целью пропускают в течение часа газ через тит-
ровальный сосуд. Если стрелка гальванометра отклоняется от положения, установив-
шегося при титровании метанола, то вновь титруют воду инертного газа реактивом
Фишера до установления постоянного положения гальванометра. Определяют коли-
чество реактива Фишера, израсходованное на оттитровывание воды, имеющейся в га-
зе. Опыт повторяют еще раз, вновь продувая инертный газ в течение часа через тит-
ровальный сосуд. Если количество воды в газе будет более 0,002 % за час продувки,
то оно должно быть учтено при расчете количества воды в металлических порошках.
Далее для установки титра реактива Фишера в оттитрованную смесь через отверстие
вносят с помощь капельницы одну каплю дистиллированной воды массой около 10 мг.
Капельницу вынимают и отверстие со шлифом закрывают заглушкой. Капельницу
взвешивают до и после взятия навески с погрешностью не более 0,0002 г. Пускают в
титровальный сосуд поток азота (кран 5 находится в положении В) и титруют воду ре-
активом Фишера по методике, приведенной выше.
Водный эквивалент (титр) реактива Фишера Т (г/см3) вычисляют по формуле
T=m/V,
где т - масса воды, внесенная в титровальный сосуд с помощью капельницы, г; V -
объем реактива Фишера, израсходованный на титрование воды, см3.
За водный эквивалент реактива Фишера принимают среднее арифметическое трех
параллельных определений, допускаемые расхождения между которыми не должны
превышать 0,00004 г/см3.
Подготавливают для проведения анализа никелевые лодочки. Перед применением
они должны быть выдержаны в муфеле 1 ч при температуре 105-110 °C, затем поме-
щены в эксикатор над осушающим веществом.
Проведение анализа
Через кварцевую трубку 6 установки (см. рис. 2.46) пропускают инертный газ.
Печь продувают в течение 15-20 мин. Скорость потока инертного газа такая, как при
установлении водного эквивалента реактива Фишера.
Одновременно с продувкой печи взвешивают в никелевой лодочке, подготовлен-
ной, как указано выше, навеску порошка массой, соответствующей требованиям, при-
веденным выше. Нагревают печь до температуры 105-110 °C. Из кварцевой трубки на
выходе из печи вынимают пробку и в потоке инертного газа вставляют в холодную
часть трубки никелевую лодочку с навеской порошка. Кварцевую трубку закрывают
пробкой и через 5-7 мин передвигают лодочку с помощью задвижки в горячую зону
печи, где выдерживают ее при температуре 105-110 °C до прекращения выделения во-
ды из порошка. Проводят систематическое электрометрическое титрование выделен-
ной воды реактивом Фишера по методике, приведенной выше.
Анализ считают законченным, когда инертный газ, используемый для отгонки во-
ды из порошка, не будет содержать воду. При этом фиксируют время, затраченное на
проведение анализа.
После окончания титрования продвигают лодочку в холодную зону кварцевой
трубки для охлаждения, переключают кран 9 в положение В и удаляют лодочку из
трубки. Прекращают нагрев печи и выключают поток газа.
Допускается использовать титровальный сосуд для анализа нескольких проб по-
рошка. При этом массовая доля воды, поглощенной метанолом титровального сосуда,
не должна превышать 0,5 %.
Обработка результатов
Если массовая долы воды в инетрном газе не превышает 0,002 % за час продувки,
то массовую долю воды в порошке X (%) вычисляют по формуле
ИГ•100
-Л — -----5
т
где И - объем реактива Фишера, израсходованный на титрование воды, выделившей-
ся из массы навески порошка, см3; Т- водный эквивалент реактива Фишера, г/см3; т -
масса навески порошка, г.
Если массовая доля воды в инертном газе прешвыет 0,002 % за час продувки, то
массовую долю воды в порошке X' (%) вычисляют по формуле
г,_(И-Иг)Г-100
-Л —------------,
т
где Vr - объем реактива Фишера, израсходованный на титрование воды, содержащей-
ся в инертном газе, см3.
Время титрования воды, содержащейся в навеске порошка, и воды, содержащейся
в инертном газе, должно быть одинаковым.
За результат анализа принимают среднее арифметическое не менее двух парал-
лельных определений. Абсолютные допускаемые расхождения результатов парал-
лельных определений не должны превышать значений, указанных ниже:
Массовая доля воды, % Абсолютные допускаемые расхождения параллельных определений, %
От 0,02 до 0,2 Св. 0,2 до 0,5 Св. 0,5 до 1,0 Св. 1,0 до 2,0 0,01 0,05 0,08 0,12
Данные анализов
Результаты анализов (определений) записывают в протокол, содержащий следую-
щую информацию:
наименование (марку) порошка и данные об условиях его хранения и составе;
масса пробы и навески, взятых для анализа, г;
объем реактива Фишера, израсходованный на титрование, см3;
водный эквивалент реактива Фишера, г/см3;
среднее арифметическое результатов анализа, %;
обозначение настоящего стандарта;
дата испытания.
Гравиметрический метод
Метод основан на высушивании в печи при температуре 105-110 °C навески про-
бы порошка, предварительно высушенного на воздухе или взятого в воздушно-сухом
состоянии, до постоянной массы.
Аппаратура, посуда и реактивы
Установка для определения содержания воды.
Стаканчики для взвешивания (бюксы) с притертой крышкой по ГОСТ 23932 и
ГОСТ 25336.
Эксикатор по ГОСТ 23932 и ГОСТ 25336.
Кальций хлористый, прокаленный при 700-800 °C или плавленый для заполнения
эксикатора.
Отбор проб
Пробу порошка для испытания отбирают и приготавливают, как указано в преды-
дущем разделе. При этом масса навески для испытания в зависимости от предпола-
гаемой массовой доли воды в порошке должна соответствовать требованиям, приве-
денным ниже:
Предполагаемая массовая доля Масса навески, г, не менее
воды в порошке, %
От 0,1 до 0,4 30,0
Св. 0,4 до 1,6 15,0
Св. 1,6 до 5,0 5,0
Проведение анализа
При анализе через кварцевую трубку 6 установки должен постоянно продуваться
сухой инертный газ (см. рис. 2.46). Массовая доля воды в сухом инертном газе при
анализе должна быть не более 0,005 %. Ее проверяют периодически между анализа-
ми. Бюкс, предварительно высушенный в печи 8 в потоке сухого инертного газа при
температуре 105-110 °C, взвешивают вместе с крышкой. Навеску порошка помещают
во взвешенный бюкс, закрывают крышкой и взвешивают.
Для удаления воды из порошка взвешенный бюкс с навеской открывают и помеща-
ют в печь. Порошок сушат в потоке сухого инертного газа при температуре 105-110 °C.
При этом скорость инертного газа, проходящего через печь, после трехходового кра-
на 9 должна быть не менее 25 мм/с. Через час бюкс вынимают из печи, быстро закры-
вают крышкой и охлаждают в эксикаторе в течение 20-30 мин. Бюкс вынимают из эк-
сикатора и взвешивают. Перед взвешиванием крышку бюкса необходимо приоткрыть
и быстро закрыть.
Процедуру сушки (в течение 30 мин), охлаждения и взвешивания бюкса с порош-
ком повторяют до достижения различия между двумя последними массами менее
0,0005 г. Все взвешивания при анализе проводят с погрешностью не более 0,0002 г.
Допускается проводить сушку навесок порошка в сушильном шкафу с электрообог-
ревом и терморегулятором без использования инертной газовой среды или в вакуу-
ме, если об этом имеются указания в нормативной документации на конкретный по-
рошок.
Обработка результатов
Массовую долю воды X (%) вычисляют по формуле
(/и, - т2УГ • 100
w0
где т} - масса бюкса с крышкой и навеской порошка до сушки, г; т2 - масса бюкса с
крышкой и порошком после сушки, г; w0 - масса навески порошка, г.
За результат анализа принимают среднее арифметическое не менее двух парал-
лельных определений.
Допускаемые расхождения результатов параллельных определений не должны
превышать значений, указанных ниже:
5 - 1504
Массовая доля воды, % Абсолютные допускаемые расхождения
параллельных определений, %
От 0,1 до 0,2 0,02
Св. 0,2 до 0,4 0,03
Св. 0,4 до 0,8 0,05
Св. 0,8 до 1,6 0,08
Св. 1,6 до 3,2 0,12
Св. 3,2 до 5,0 0,20
Результаты анализов (определений) записывают в протокол, содержащий:
наименование (марку) порошка и данные об условиях его хранения и составе;
массу пробы и навески, взятой для анализа, г;
среднее арифметическое результатов анализа;
обозначение настоящего стандарта;
дату испытания.
Дополнение: приготовление реактивов
1. Приготовление обезвоженного метанола выполняют обработкой его метилатом
магния, который, реагируя с водой, находящейся в метаноле, образует гидроксид магния.
В круглодонную колбу вместимостью 1 дм3, снабженную обратным холодильни-
ком с хлоркальциевой трубкой, помещают 5 г магниевой стружки, 0,5 г сублимирован-
ного иода и вливают 250-300 см3 метанола. При этом происходит энергичное выделе-
ние водорода. Если водород выделяется слабо, то смесь слегка нагревают на водяной
бане для лучшего растворения магния и полного его перехода в метилат магния. За-
тем через верхнюю часть холодильника приливают в колбу 500-600 см3 метанола и
кипятят смесь в течение 30 мин. Обезвоженный метанол перегоняют, используя елоч-
ный дефлегматор. В приемник из стекла, снабженный хлоркальциевой трубкой, соби-
рают фракцию, кипящую при температуре от 64 до 65,5 °C (при давлении 101330 Па).
При перегонке должны быть приняты меры предосторожности против попадания вла-
ги воздуха в перегнанный метанол. Степень обезвоживания (осушки) метанола долж-
на обеспечивать массовую долю воды не более 0,02 %.
Предельно допустимая концентрация метанола в воздухе 5 мг/м3.
В одной лаборатории не допускается использовать метиловый и этиловый спирты
одновременно.
Не допускается работа с метанолом без вентиляции.
Метанол должен храниться в стеклянной таре, пустую тару следует промывать водой.
2. Приготовление обезвоженного пиридина проводят азеотропной отгонкой воды с
бензолом. Для этого в круглодонную колбу вместимостью 1 дм3 вносят 500 см3 пири-
дина и 100 см3 бензола без тиофена (реакция с изатином: кристаллик изатина смачи-
вают несколькими миллилитрами концентрированной серной кислоты, затем прили-
вают бензол, в присутствии тиофена появляется синяя окраска). Содержимое колбы
тщательно взбалтывают в течение 5-10 мин и подвергают разгонке, используя при
этом елочный дефлегматор. Затем в приемник из стекла, снабженный хлоркальциевой
трубкой, собирают фракцию, кипящую при температуре от 114 до 116 °C (при давле-
нии 101330 Па). При перегонке должны быть приняты меры предосторожности про-
тив попадания влаги воздуха в перегнанный пиридин.
Степень обезвоживания (сушки) пиридина должна обеспечивать массовую долю
воды не более 0,02 %.
Предельно допустимая концентрация пиридина в воздухе 5 мг/м3.
Не допускается работа с пиридином без вентиляции.
Приготовление обезвоженного метанола или пиридина допускается проводить
любым другим методом, обеспечивающим массовую долю воды в них не более
0,02 %.
3. Приготовление реактива Фишера осуществляют согласно прилагаемой к нему
инструкции. Водный эквивалент (титр) реактива Фишера должен быть от 0,003 до
0,004 г/см3. Он может быть приготовлен также следующим образом: в сухую колбу
вместимостью 2000 см3 с притертой пробкой отмеряют 800 см3 безводного пиридина.
Стеклянную пробку заменяют резиновой с двумя стеклянными трубками, одна из ко-
торых доходит почти до дна колбы и предназначена для ввода газа, другая - для вы-
хода газа. Колбу с содержимым взвешивают и охлаждают в ледяной воде. Вводную
трубку соединяют со стеклянным сифоном, заполненным сернистым ангидридом,
применяемым в холодильной промышленности, и пропускают газ в колбу при непре-
рывном перемешивании до тех пор, пока общая масса колбы с содержимым не увели-
чится на 40 г. После этого удаляют резиновую пробку с трубками и добавляют 90 г
сублимированного иода. Закрывают сосуд стеклянной пробкой, встряхивают для рас-
творения иода и оставляют смесь на 24 ч в темном месте, после чего ее переносят в
сосуд для реакции.
Склянка для хранения реактива Фишера должна быть изготовлена из темного стек-
ла или закрыта чехлом из темной ткани для защиты реактива от действия света. Вод-
ный эквивалент (титр) реактива Фишера устанавливают через 24 ч после его приго-
товления, последующие его определения проводят не реже одного раза в сутки.
5*
Раздел 3. МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ПОРОШКИ
3.1. Порошки железа и сплавов на его основе
3.1.1. Основные способы получения порошков
Совершенствование технологии производства порошков металлов и сплавов, в ча-
стности железного порошка, - одна из важнейших задач порошковой металлургии.
На практике известно большое число методов получения железных порошков, раз-
нообразие которых обусловлено технологическими возможностями изготовления по-
рошков несколькими способами из разного вида сырья, а также различными требова-
ниями к характеристикам порошков для всевозможных областей и условий примене-
ния.
Общепринято условное деление этих методов на физико-химические и механиче-
ские (табл. 3.1). К физико-химическим методам относят технологические процессы
производства порошков, связанные с глубокими физико-химическими превращения-
ми исходного сырья. В результате получаемый порошок по химическому составу и
структуре существенно отличается от исходного материала. Основными являются ме-
тоды восстановления, электролиз и термическая диссоциация карбонилов. Механиче-
ские методы обеспечивают превращение исходного материала в порошок без сущест-
венного изменения его химического состава. Чаще всего используют размол твердых
материалов в мельницах различных конструкций и диспергирование расплавов.
Более универсальны физико-химические методы, хотя в практике порошковой ме-
таллургии четкой границы между двумя указанными группами методов нет. Зачастую
в технологическую схему производства порошка включают отдельные элементы (опе-
рации) как механических, так и физико-химических методов их получения. Выбирая
метод получения железного порошка, учитывают прежде всего необходимость обес-
печения требований, предъявляемых к конечной продукции из него, а также экономи-
ческую оценку соответствующих технологических процессов - себестоимость по-
рошка, размер капиталовложений, стоимость дальнейшей переработки порошка в из-
делия.
Диспергирование расплавленного металла или сплава струей сжатого газа, жидко-
сти или механическим способом позволяет получать порошки, называемые распылен-
ными. Процесс характеризуется высокими производительностью, технологичностью,
степенью автоматизации и сравнительно малыми энергозатратами, он экологически
чистый.
Распыление весьма эффективно при получении порошков многокомпонентных
сталей и обеспечивает объемную равномерность химического состава, оптимальное
строение и тонкую структуру каждой образующейся частицы. Это связано с самими
свойствами расплава и его гомогенизацией перед диспергированием, приводящим к
высокой степени его однородности на атомарном уровне вследствие полного разруше-
ния наследственной структуры твердого состояния и интенсивного перемешивания, и
с кристаллизацией дисперсных частиц с высокими скоростями охлаждения - от
103—104 до нескольких десятков и даже сотен миллионов градусов в секунду.
Таблица 3.1. Основные методы промышленного производства порошков железа и его
сплавов
Метод получения Характеристика метода Основа порошка
1 2 3
Химическое восстановление: оксидов и других твердых соединений металлов химических соединений металлов из водных растворов Электролиз водных растворов или расплавленных солей различных металлов Диссоциация карбонилов Термодиффузионное насыщение Межкристаллитная коррозия Физико-химические методы Восстановители - газы (водород, конвертированный природный газ и др.), твердый углерод (кокс, сажа и др.) и металлы (натрий, кальций) Исходное сырье - окисленные руды, рудные концентраты, отходы и побочные продукты металлургического производства (например, прокатная окалина), а также различные химические соединения металлов Это один из наиболее распространенных и экономичных способов Восстановитель - водород или оксид углерода. Исходное сырье - сернокислые или аммиачные растворы солей соответствующих металлов. Один из экономичных способов получения высококачественных железных порошков Под действием электрического тока на катоде осаждают из водных растворов или расплавов солей чистые порошки практически любых металлов Стоимость порошков высока из-за больших энергетических затрат и сравнительно низкой производительности электролизеров Разлагают нагреванием соединений металла с СО типа Меа(СО)с Применяют в промышленности для производства высококачественных мелкодисперсных порошков Стоимость полученных порошков очень велика Чередующиеся слои или смесь порошков разнородных металлов нагревают до температуры, обеспечивающей их активное взаимодействие Возможно также насыщение из газовой фазы в стационарном или псевдоожиженном слое В компактном (литом) металле или сплаве с помощью химического травителя разрушают межкристаллитные связи и прослойки с образованием дисперсных частиц Железо » » » Железо, низко- и высоколегированные стали Коррозионно-и жаростойкие хромоникелевые стали
Продолжение табл. 3.1.
1 2 3
Дробление и размол твер- дых материалов Диспергирование расплава Грануляция расплава Обработка твердых (ком- пактных) металлов резани- ем Механические методы Измельчение стружки, проволоки, об- резков и компактных материалов про- водят в шаровых, вихревых, молотко- вых и других мельницах, к.п.д. кото- рых сравнительно невелик Струю расплавленного металла дис- пергируют механическим способом (воздействием центробежных сил) или потоком энергоносителя (газа или жидкости) Порошок образуется при сливании расплавленного металла в жидкость (например, в воду). Получают крупные порошки, гранулы При станочной обработке (точение, фрезерование) литых металлов или сплавов подбирают такой режим реза- ния, который обеспечивает образова- ние дисперсных частиц, а не стружки Железо, стали Железо, чугун, стали Железо, стали Стали, чугун
Метод диспергирования расплава позволяет также использовать в качестве исход-
ного материала отходы металлообрабатывающей промышленности.
Порошки железа и сплавов на его основе составляют более 70 % мирового производ-
ства металлических порошков. Для их получения применяют разнообразные методы, что
объясняется поиском оптимальной технологии многотоннажного производства дешево-
го порошка повышенной чистоты, позволяющей регулировать его гранулометрический
состав, содержание примесей и технологические свойства в зависимости от назначения.
Методы восстановления обеспечивают производство в России примерно 60 % все-
го потребляемого порошка железа и сплавов на его основе (в мировом масштабе доля
восстановленных порошков составляет 40-45 %).
Сырьем для порошковой металлургии служат главным образом оксиды железа и
реже другие соединения - хлориды, сульфиды и т.п.
Химически чистые оксиды железа в качестве сырья применяют крайне редко, ис-
ключительно для получения некоторых специальных материалов (например, тяжело-
го сплава железо-вольфрам-никель), так как в этом случае железный порошок очень
дорог. Наиболее распространенным сырьем служат окисленные руды железа и про-
катная окалина. Железную руду перед восстановлением подвергают гравитационному
и магнитному обогащению, отделяя большую часть SiO2, А12О3 и других нежелатель-
ных примесей. В высокообогащенных рудных концентратах (общее содержание желе-
за примерно 70-72 %) железо находится в виде гематита Fe2O3, магнетита Fe3O4, ли-
монита HFeO2, сидерита FeCO3 и других химических соединений. Эти концентраты
дороже прокатной окалины, уступают ей по содержанию нерастворимого остатка
(SiO2, А12О3, СаО, MgO), но содержат меньшее количество серы и МпО .
Особенностью производства железного порошка методом восстановления оксидов
железа является то, что все примеси, присутствующие в сырье (концентрате, окали-
не), полностью переходят в порошок и при этом их содержание увеличивается при-
близительно в 1,4 раза за счет потери кислорода. Поэтому массовая доля каждого эле-
мента (примеси) в исходном материале должна быть соответственно ниже, чем допус-
тимое, нормируемое по ГОСТ или ТУ содержание этого элемента в порошке. В связи
с этим требования к химическому составу руды или окалины достаточно жесткие.
Особенно это относится к содержанию кремния (или кремнезема).
Отечественная практика показывает, что окалина, образующаяся при прокатке ки-
пящих углеродистых сталей, содержит 70-75 % Fe (в основном смесь Fe3O4 с неболь-
шими количествами Fe2O3 - FeO и металлического железа), до 0,4 % С, до 0,1-0,2 %
SiO2, до 0,3 % МпО, примеси серы и фосфора. Химический состав окалины, накапли-
вающейся в прокатных цехах металлургических заводов, зависит от того, на какой
операции технологического процесса она образовалась. Наиболее чистая окалина об-
разуется при остывании проката в холодных пролетах цеха: она не засорена трудно-
восстановимыми оксидами, не требует магнитной сепарации и служит дешевым и
достаточно чистым сырьевым источником железа.
Перспективным сырьевым источником являются отработанные сернокислые тра-
вильные растворы: сначала выделяют в осадок FeSO4-7H2O, а затем его сушат и раз-
лагают в окислительной атмосфере при 600-800 °C (2FeSO4 -> Fe2O3 + SO2), получая
чистый Fe2O3.
Восстановление окалины или богатой окисленной железной руды твердым углеро-
дом - один из распространенных и эффективных способов получения железного по-
рошка. Этот способ был запатентован в 1911 г. и применен в промышленной практи-
ке шведской фирмой «Хёганес» в середине 30-х годов. Аналогичное производство бы-
ло налажено в России в 1951 г. на Сулинском металлургическом заводе (СМ3). Сырь-
ем служит чистая от примесей окалина проката низкоуглеродистых сталей, восстано-
вителем - термоштыб; для связывания серы термоштыба используют известняк.
3.1.2. Железные порошки
Качество порошка железа регламентируется ГОСТ 9849-86 (с двумя изменения-
ми). Этот ГОСТ распространяется на железный порошок, получаемый методами вос-
становления и распыления расплава водой высокого давления или сжатым воздухом.
Порошок подразделяют по:
способу изготовления - на восстановленный (В), распыленный (Р);
химическому составу - на марки ПЖВ1, ПЖВ2, ПЖВЗ, ПЖВ4, ПЖВ5, ПЖР1,
ПЖРЗ и ПЖР5;
наспыпной плотности - на 22; 24; 26; 28; 30.
В условном обозначении порошка указывают: П - порошок, Ж - железо; В, Р -
способ изготовления; марку по химическому составу - 1; 2; 3; 4; 5; гранулометриче-
ский состав - 450; 315; 200; 160; 71; насыпную плотность - 22; 24; 26; 28; 30.
Примеры условного обозначения:
порошок железный восстановленный, марки ПЖВ1, по гранулометрическому со-
ставу 450, с насыпной массой 26:
ПЖВ 1.450.26 ГОСТ 9849-86;
порошок железный распыленный, марки ПЖР2, по гранулометрическому составу
200, с насыпной массой 26:
ПЖР2.200.26 ГОСТ 9849-86.
Химический состав порошков указан в табл. 3.2, а гранулометрический - в
табл. 3.3.
Насыпная плотность соответствует нормам, приведенным ниже:
Обозначение насыпной плотности Насыпная плотность, г/см3
22 Св. 2,10 до 2,30 вкл.
24 Св. 2,30 до 2,50 вкл.
26 Св. 2,50 до 2,70 вкл.
28 Св. 2,70 до 2,90 вкл.
30 Св. 2,90
Таблица 3.2. Химический состав порошков на основе железа
Марка Массовая доля, %, не более
С Si Мп S Р Потери массы при прокаливании в водороде Остаток, не растворимый в соляной кислоте
ПЖВ1 ПЖВ2 ПЖВЗ ПЖВ4 ПЖВ5 ПЖР2 ПЖРЗ ПЖР5 Прии потребите 0,02 0,02 0,05 0,10 0,25 0,02 0,05 0,10 «ечание. ;ля. 0,08 0,10 0,15 0,15 0,25 0,05 0,08 0,10 Не растве 0,10 0,35 0,40 0,45 0,45 0,15 0,20 0,30 )римый в 0,015 0,02 0,02 0,03 0,05 0,02 0,02 0,03 голяной кг 0,015 0,02 0,02 0,03 0,05 0,02 0,02 0,03 1слоте ост 0,15 0,25 0,50 1,1 2,0 0,20 0,50 1,6 мок определяют 0,20 0,30 0,40 0,50 0,25 0,30 по требованию
Таблица 3.3. Гранулометрический состав порошков на основе железа
Способ изготовле- ния порошка Класс круп- ности Выход фракции, %, при размере частиц, мм
0,630- 0,450 0,450- 0,315 0,315- 0,250 0,250- 0,200 0,200- 0,160 0,160- ОД 00 0,100- 0,071 0,071- 0,045 Менее 0,045
Восстанов- ление Распыле- ние Приме изготавлива 450 160 71 450 315 200 чание. ют по со 0-5 Порош гласова! 10- 0-10 ок с гр шю с за -30 Ocraj 5-20 ануломе казчико\ Остальное 0-10 зьное Остальное 0-1,5 | 0-15 трическим сост i. 10-25 10-30 ( авом, н 20-40 0-10 10-30 30-50 Эстальнс е указаг 0- 20-40 Осталь- ное >е 1НЫМ в 20 10-30 50-80 0-10 0-10 10-25 таблице,
Уплотняемость порошков классов крупности 160 и 200 соответствует нормам, ука-
занным в табл. 3.4.
Прочность прессовок и текучесть порошка классов крупности 160 и 200 должны
соответствовать нормам, приведенным в табл. 3.5.
Таблица 3.4. Уплотняемость порошков
Марка Плотность, г/см3, при давлении не менее
400 МПа 700 МПа
ПЖВ1 6,4 7,1
ПЖВ2 6,2 7,0
ПЖВЗ 6,1 6,8
ПЖВ4 5,7 6,4
ПЖР2 6,3 7,0
ПЖРЗ 6,2 6,9
Примечание. Уплотняемость определяется при давлении 700 МПа (по требованию
потребителей может определяться при давлении 400 МПа).
Таблица 3.5. Прочность прессовок и текучесть порошка с разной насыпной плотностью
Обозначение насыпной плотности, г/см3 Прочность прессовок, Н/мм2, не менее, при насыпной плотности Текучесть, с/50 г, не более
ПЖВ1 ПЖВ2, ПЖВЗ ПЖВ4 ПЖР2, ПЖРЗ
22 — — — 24 —
24 30 26 40 20 38
26 24 21 33 18 35
28 18 17 27 14 32
30 13 14 23 10 30
В заказе для распыленных порошков указывается способ распыления.
Свойства порошков определяются по ГОСТам.
Методы определения химического состава, характерные только для железных по-
рошков, определяются ГОСТами, представленными ниже:
Номер ГОСТа Название ГОСТа
16412.2-91 (взамен 16412.2-80) 16412.3—91 (взамен 16412.3—80) 16412.4-91 (взамен 16412.4-80) 16412.5—91 (взамен 16412.5—80) 16412.7-91 (взамен 16412.7-80) Порошок железный. Метод определения фосфора Порошок железный. Метод определения кремния Порошок железный. Метод определения марганца Порошок железный. Метод определения серы Порошок железный. Метод определения углерода
Для повышения качества железных порошков (рафинирование по углероду и ки-
слороду, снятие наклепа) на СМ3 применяют их восстановительный отжиг в конвей-
ерных печах в водороде при 800-900 °C с последующим дроблением, измельчением,
рассевом и усреднением. При этом обеспечивается получение железных порошков
марок ПЖ2 и ПЖЗ с разнообразными технологическими свойствами (табл. 3.6; 3.7).
Таблица 3.6. Химический состав восстановленных железных порошков СМ3 серийных марок
Марка порошка Содержание элемента, % мае., не более
не менее С Si Мп S Р о2
ПЖ5.160.28 97,5 0,05 0,06 0,10 0,015 0,015 0,20
ПЖВ4.160.26 98,0 0,05 0,10 0,35 0,02 0,02 0,25
ПЖВЗ. 160.26 98,5 0,01 0,10 0,08 0,015 0,015 0,4
ПЖВ2.160.26 98,8 0,01 0,06 0,25 0,015 0,015 0,3
Таблица 3.7. Технологические свойства восстановленных порошков СМ3 серийных марок
Марка порошка Насыпная плотность, г/см3 Текучесть, с/50 г У плотняемость (плотность), г/см3, при давлении прессования, МПа Прочность прессовки, Н/мм~, при плотности 6,5 г/см3
400 700
ПЖВ5.160.28 2,45 29 5,8 6,5 27
ПЖВ4.160.26 2,40 38 5,9 6,6 27
ПЖВЗ. 160.26 2,40 38 6,4 7,0 33
ПЖВ2.160.26 2,40 38 6,4 7,0 33
В настоящее время Сулинский металлургический завод использует несколько видов
железосодержащего сырья: окалину кипящих марок сталей с Таганрогского и Мариу-
польского метзаводов, а также ряд видов экспериментального сырья, рекомендованного
и апробированного Институтом порошковой металлургии ЦНИИЧермета: железорудные
концентраты (мартитовая руда Шемраевского месторождения КМА), оксиды травиль-
ных растворов ОАО «Новолипецкий металлургический комбинат - НЛМК» и др.
Некоторые марки порошков и их свойства представлены в табл. 3.8-3.10 (по дан-
ным СМ3 и ИПМ ЦНИИЧермета). Обозначение порошка железа (ПЖ), например
ПЖВ2.160.24 по ГОСТ 9849-86, содержит указание на способ его получения («В» -
Таблица 3.8. Химический состав железных порошков СМ3, восстановленных
из разных видов сырья
Марка порошка Сырье Содержание элемента, мае. %, не более
С Si Мп S Р о2
ПЖВ2.160 Окалина (Fe3O4) 0,01 0,10 0,35 0,02 0,02 0,25
ПЖВ2.160 Мартит (Fe2O3) 0,01 0,10 0,08 0,015 0,015 0,25
ПЖВ2.160 Оксиды (Fe2O3) 0,01 0,06 0,25 0,015 0,015 0,25
Таблица 3.9. Технологические свойства порошков СМ3, восстановленных
из разных видов сырья
Марка порошка Сырье Насыпная плотность, г/см3 Текучесть, с/50 г Уплотняемость (плотность), г/см3, при давлении прессования, МПа Прочность прессовки, Н/мм2, при , плотности 6,5 г/см3
400 700
ПЖВ2.160 Окалина (Fe3O4) 2,40 38 6,4 7,0 27
ПЖВ2.160 Мартит (Fe2O3) 2,40 38 6,4 7,0 33
ПЖВ2.160 Оксиды (Fe2O3) 2,40 38 6,4 7,0 33
Таблица 3.10. Свойства экспериментального железного порошка СМ3
с высокой прочностью прессовки, восстановленного из липецких оксидов и мартита
Характеристика порошка ПЖВ2.300
из оксидов из мартита
Химический состав, %:
Fe Основа Основа
С 0,01 0,01
Si 0,06 0,10
Мп 0,25 0,05
S 0,015 0,015
Р 0,015 0,015
О 0,25 0,25
Насыпная плотность, г/см3 От 1,4 до 2,2
Крупность, мкм <315 (160)
Текучесть, с/50 г:
при диаметре воронки 5 мм 7- -16*
при диаметре воронки 2,5 мм 35 -55
Уплотняемость при давлении 700 МПа, г/см3 6,8
Прочность прессовки, Н/мм2, при плотности 50 -95’
6,5 г/см3
*В зависимости от насыпной плотности.
восстановленный, «Р» - распыленный воздухом, «РВ» - распыленный водой), марку
по химическому составу (например, 2 или 4), предельную крупность частиц в микро-
метрах (например, 160) и среднюю насыпную плотность (например, 2,4 г/см3).
Методы распыления металлического расплава различаются по виду энергии, затра-
чиваемой на его создание (нагрев индукционный или косвенный, электродуговой, элек-
тронный, лазерный, плазменный и др.), по виду силового воздействия на него при дис-
пергировании (механическое воздействие, энергия газовых и водяных потоков, силы
гравитационные, центробежные или магнитогидродинамические, воздействие ультра-
звука и т. д.) и по типу среды для его создания и диспергирования - восстановительная,
окислительная, инертная или какая-либо иная среда заданного состава, а также вакуум.
В России основной промышленный выпуск распыленных железных и стальных
порошков приходится на ОАО «Северсталь» и АО «Тулачермет». Железные порошки
на ОАО «Северсталь» производят по оригинальной технологии распыления расплава
чугуна воздухом с последующим двойным отжигом порошка-сырца сначала в азоте, а
затем в водороде. Химический состав и технологические характеристики изготовляе-
мых порошков в полной мере соответствуют требованиям на железные порошки по
ГОСТ 9849-86 и заводского ТУ 14-1-5365-98 и могут быть охарактеризованы как наи-
более чистые и высокотехнологичные среди производимых в России и соответствую-
щие лучшим мировым образцам (табл. 3.11). Ассортимент поставляемых порошков
достаточно разнообразен и включает в себя чистые железные порошки марок от
ПЖРВ 1.200.24 до ПЖРВ4.450.26-30, а также низколегированные (так называемые
частично легирование)' порошки с присадками меди, никеля, молибдена марок
ПЛН4Д2М, выпускаемые по ТУ 14-1-5402-2000, и высоколегированный (6-7 % ко-
бальта) железный порошок ПДК6МН по ТУ 14-1-5427-2001.
Таблица 3.11. Химический состав и технологические свойства
распыленных воздухом железных порошков ОАО «Северсталь»
Характеристика порошка ПЖРВ1 ПЖРВ2 ПЖРВЗ ПЖРВ4
Химический состав, %: Fe Основа Основа Основа Основа
С 0,01 0,02 0,05 0,10
Si — 0,06 — 0,10
Мп — 0,25 — 0,05
S — 0,015 — 0,015
Р — 0,015 — 0,015
О — 0,25 — 0,25
Насыпная плотность, г/см3 2,8 2,6 2,6 2,8
Текучесть, с/50 г 34 37 37 34
Карбонильное электротехническое железо изготовляют в виде порошка с частицами
строгой сферической формы и слоистой структуры («луковичная» структура) с относи-
тельно высоким содержанием неметаллических включений, обусловленных особенностя-
ми технологии карбонилов (табл. 3.12). Для удаления растворенных газов используют
длительный (10-48 ч) отжиг порошка-сырца в водороде, позволяющий снизить содежа-
ние углерода до 0,05 %, а кислорода - до сотых долей. В России производится около
300 т высококачественного карбонильного железного порошка для экспортных поставок.
Ультрадисперсный порошок железа производят на Сибирском химическом комбина-
те. Характеристика порошка, изготовляемого по техническим условиям СХК дана ниже:
содержание основного компонента, не менее 90 мае. %;
содержание примесей, не более, мае. %: Си 0,2; Ni 0,2; Si 0,3; Cr 0,2; Мп 1,0;
Таблица 3.12. Порошки карбонильного электротехнического железа (по ГОСТ 13610)
Марка порошка Средний размер частиц, мкм Содержание элемента, мае. %
Р^общ С N О Р
Р-10 3,5 96,6-97,7 0,8-1,2 0,7-1,0 0,8-1,2 —
Р-20 2,5 97,0-97,9 0,7-0,9 0,6-0,9 0,8-1,2 —
Р-100Ф 1,5 96,45-97,05 0,8-1,0 0,7-1,2 0,8-1,2 0,05-0,15
ПС 2,2 97,2-98,1 0,6-0,8 0,5-0,8 0,8-1,2 —
размер частиц, не более 0,15 мкм;
удельная поверхность, не менее 6 м^/г;
насыпная плотность 0,6 г/см^.
Этот порошок может применяться для изготовления фильтров тонкой очистки про-
мышленных и растительных масел, биологических систем, для рафинирования рас-
творов в химической, пищевой и медицинской промышленности, в клеевых компози-
циях с высокой механической прочностью.
3.1.3. Легированные порошки на основе железа
В настоящее время в мировой практике освоен и широко используется выпуск
двух основных видов легированных порошков конструкционных сталей: гомогенно-
и частично-легированных (диффузионно-легированных) порошков, спрос на которые
постоянно растет.
Гомогенно-легированные (Diffusionalloyed powders) порошки, получаемые распыле-
нием, применяют в основном, для изготовления тяжелонагруженных деталей методом
горячей переработки из-за их низкой уплотняемости и прочности сырых прессовок.
Частично-легированные (Prealloyed powder) порошки предназначены для изготов-
ления конструкционных среднегруженных деталей традиционным и наиболее широ-
ко используемым методом порошковой металлургии: прессованием формовок необхо-
димой конфигурации с последующим спеканием. В качестве основы для получения
частично-легированных порошков используют восстановленные или распыленные
железные порошки.
Метод частичного легирования состоит в припекании дисперсных частиц леги-
рующих добавок к поверхности частиц железного порошка в процессе диффузионно-
восстановленного отжига их механической смеси. Например, никель и медь добавля-
ют к железному порошку основы в виде тонкого порошка сплава Ni-Cu, а молибден -
в виде порошка молибдена, что обусловлено как обеспечением потребительских
свойств спеченных изделий, так и экономическими факторами.
Достаточно широко используется метод «псевдолегирования» (дисперсного уп-
рочнения), позволяющий избежать недостатков как метода механического смешива-
ния, так и получения гомогенно-легированных порошков. Суть предложенной техно-
логии состоит в размоле смеси железного и легирующего порошков (преимуществен-
но оксидов А12О3, TiO2, карбонитридов Ti (С, N)) в течение времени, достаточного для
внедрения легирующих частиц в мягкие частицы железа, и последующем отжиге по-
лученного продукта.
В Российской Федерации такие порошки производят уже упомянутые крупные за-
воды-производители железных порошков - СМ3 и «Северсталь», а также ряд специа-
лизированных научно-производственных предприятий - ООО «Полема», Тулачермет,
ЦНИИчермет.
Таблица 3.13. Состав порошков низколегированных сталей,
получаемых восстановлением (ПД) и распылением расплавов (ПР, по ТУ 14-1-4587),
и частично-легированных порошков (ПЛ, по ТУ 14-1-5230) (основа - железо)
Марка порошка Содержание элемента (среднее), мае. %
С Ni Си Со Мо Si S Р О2
ПД-ЖН4М 0,02 4 — — 0,5 0,15 0,02 0,02 0,2
ПД-ЖН4Д2М 0,02 4 2 — 0,6 0,15 0,02 0,02 0,2
ПД-К6МН 0,02 1,5 — 6,5 1,5 0,15 0,02 0,02 0,2
ПР-Н2М 0,02 1,6-2,0 0,03 — 0,5 0,05 0,03 0,03 0,2
ПР-НМ 0,1 0,6 0,03 — 0,5 0,05 0,03 0,03 0,2
ПР-Н2 0,1 2,0 0,03 — — 0,05 0,03 0,03 0,2
ПР-ХН2Г 0,1 2,0 Сг 0,5; Мп 0,5 0,05 0,03 0,03 0,5
ПЛ-Н2Д2М-В 0,02 2,0 1,5 — 0,5 0,10 0,02 0,02 0,25
ПЛ-Н2Д2М-Р 0,02 2,0 1,5 — 0,5 0,05 0,02 0,02 0,2
ПЛ-Н4Д2М-Р 0,02 4,0 1,5 — 0,5 0,05 0,02 0,02 0,2
Для производства спеченных деталей методом порошковой металлургии выпуска-
ют диффузионно-легированные порошки сталей (ОАО «Полема»), получаемые вос-
становлением в водороде смеси оксидов металлов и порошков железа, и распыленные
порошки (Опытный завод ЦНИИЧМ) (табл. 3.13).
Порошки низколегированных сталей
Порошки низколегированных сталей применяются для изготовления деталей авто-
мобилей, тракторов, бытовой техники и в приборостроении.
Размер частиц: 200-160 мкм не более 1,5 %, 160-100 мкм - 25-45 %, 100-56 мкм -
баланс, менее 56 мкм - 20-40 %.
Текучесть порошков 27-30 с.
Насыпная плотность 2,7-3,1 г/см3.
Уплотняемость при давлении 700 МПа не менее 7,0 г/см3.
Порошки коррозионностойких сталей и сплавов
Совместное восстановление смесей оксидов металлов и металлических порошков
гидридом кальция применяется для изготовления порошков нержавеющих сталей ау-
стенитного и ферритного классов: Х18Н15, Х23Н18, Х18Н12М2Т, Х23Н28,
Х23Н28МЗДЗТ, ХЗО, Х17Н2, порошков жаростойких сплавов системы Ni-Cr:
Х20Н80, Х40Н60, систем: Fe-Cr-Al-Y, Ni-Al, Ni-Cr-Al и др. Порошки хромистых,
хромоникелевых сталей и нихрома имеют преимущественно неправильную (несфери-
ческую) форму частиц, состоящих из зерен размером 20-30 мкм. Насыпная плотность
порошков нержавеющей стали Х18Н15 в зависимости от фракций (от мелкой к круп-
ной) колеблется от 2,35 до 1,75 г/см3, относительная плотность брикетов при давле-
нии 700 МПа достигает 75 %. Порошки хорошо формуются при гидростатическом
прессовании. Благодаря хорошей прессуемости восстановленные порошки легиро-
ванных сталей, нихрома находят широкое применение в производстве проницаемых
изделий из пористой прокатанной и спеченной ленты - фильтров.
Порошки коррозионностойких сталей и сплавов широко применяются в производстве
фильтров для очистки смазочных масел, топлива, щелочей, воздуха и других газов и тех-
нических жидкостей, а также для изготовления пламягасителей, пористых охладителей.
Порошок нихрома используется для изготовления уплотнительных вставок турбин, поро-
шок стали Х13М2 в смеси с твердыми смазками, например CaF2, - для уплотнения рото-
ра паровых турбин. Порошки нихрома и других жаростойких сплавов применяются так-
же в качестве защитных и упрочняющих плазменных покрытий в авиационной отрасли.
Химические составы порошков коррозионностойких сталей и сплавов представле-
ны в табл. 3.14 и 3.15, а характеристики легированных порошков - в табл. 3.16.
Таблица 3.14. Состав порошков коррозионностойких сталей, получаемых
восстановлением (основа - железо) (ГОСТ 13084—88, ТУ 14-1-4414)
Марка порошка*1 Сг, % Ni, % Мо, % Со, % Си, % С, % Насыпная плотность, г/см3
ПВ-Х18Н15-56 10,5 14,5 — — 0,08*2 2,3
ПВ-Х18Н15-160 19 14,1 — — — 0,08*2 2,3
ПВ-Х18Н15-280 18,8 14,1 — — — 0,08*2 2,1
ПВ-Х13М2-160 13 — 2 — — 0,08*2 2,4
ПВ-Х17Н2-280 17,0 2,0 — — — 0,08-0,17 1,7-2,6
ПВ-Х17Н2-160 17,0 2,0 — — — 0,08—0,17 2,0-2,6
ПВ-Х30-280 30,0 — — — 0,3*^ 1,7-2,6
ПВ-Х30-160 30,0 — — — — 0,3‘2 2,0-2,6
ПВ-Х18Н9Т-280 18,0 9,0 — 0,7 — 0,05-0,12 1,7-2,6
ПВ-Х18Н9Т-160 18,0 9,0 0,7 — 0,05-12 2,0-2,6
ПВ-ХН28МДТ-280 23,0 29,0 3,0 0,6 3,0 0,2‘2 По согласова- нию
*'Последние цифры после дефиса означают средний размер частиц порошка, мм. *2Максимальное содержание.
Таблица 3.15. Состав порошков коррозионностойких сталей и сплавов,
получаемых распылением расплавов (ТУ 14-1-4414, ТУ 14-1-3540, ТУ 14-22-9)
(основа - железо)
Марка порошка Сг, % Ni, % Си, % Мо, % Ni, % Другие, %
ПР-Х18Н9 18 9,5 — 0,8* С 0,2*
ПР-Х18Н9-9 (63-100; 100- 280; 280-400) (ТУ 14-1- 3540) 16-20 8-11 — — До 0,8 С - до 0,12; Мп - до 1,0
ПРХ18Н10С-200 (ТУ 14-1- 4414) 18-20 9-11 — — 0,9-1,5 Мп 0,1; 0 0,25
ПР-Х23Н28МДЗ 23 28 3 3 0,8* Ti 0,7; С 0,06*
ПР-06ХН28МДТ (ТУ 14-1- 3540) 22-25 28 3 3 До 0,8 Ti - до 1,0; С 0,06; Мп - до 0,8; О 0,1
ПР-Х19Н11М2 19 11 — 2,5 0,6* Мп 1,5; С 0,08*
ПР-04Х19Н11МЗ (ТУ 14- 22-9) 18-20 10-12 — 2,5 До 0,6 Мп 1,0-2,0; О 0,05
ПР-08Х19Н9Ф2С2 (ТУ 14- 22-9) 18-20 8-10 — — 1,3-2,0 V 1,8-2,4; Мп 1,0- 2,0; О 0,05
ПР-10Х16Н25АМ6 (ТУ 14- 22-9) 15-17 24-27 — 6 До 0,6 N 0,1-0,2; Мп 1,0- 2,0; О 0,05
ПР-Х19Н9ФС 19 9 — — 1,6 V2,l;C0,l*
ПР-Х29Н9М2Б 29 8,7 — 2,2 1,0 Nb 0,3; С 0,12*
ПР-Х31Н8М2Б 31 8,0 — 2,5 0,6 Nb 0,3; С 0,14*
ПВ-Х25Ю6 24,5 — — — — Al 6,0; С 0,2*
ПВ-Х20Ю6И ‘Максимальное содержаь 20,5 ше. — — — — Al 6,0; Y 0,1
Таблица 3.16. Характеристики легированных порошков, разработанных в ИПМ ЦНИИчермет
Марка порошка Химический состав, масс. % Технологические свойства
С Ni Мо Си Со Si Р Ооб на- сыпная плот- ность, г/см3 текучесть, с/50 г уплот- няемость, г/см3, при 600 МПа прочность прессовки, МПа, при плотности 7 г/см3
Частично-легированные порошки на основе воздухораспыленного железного порошка ОАО «Северсталь»
ПЛ-Н4Д2М <0,02 3,7-4,4 0,4-4,6 1,3-1,7 <0,05 <0,02 <0,25 2,6-3,0 <37 >7,05 25
ПЛ-К6МН <0,02 1,0-2,0 | 1,0-2,0 1 - Частично-легированные 6,0-7,0 порошки <0,10 | <0,03 1 <0,25 1 2,7-3,0 | <33 с гомогенно-распределенным молибденом > 7,05*
ПЛ-Н4Д2М0,5 <0,01 3,8-4,3 0,3-0,6 1,3-1,7 — <0,05 <0,02 <0,25 2,8-3,0 <25 >7,10 > 10
ПЛ-Н4Д2М1 <0,01 3,8-4,3 0,8-1,2 1,3-1,7 - | <0,05 1 <0,02 Лигатурные порошки <0,25 2,8-3,0 <25 >7,05 > 10
ПЛ-Д10-В <0,02 — — 9-11 — <0,10 <0,02 <0,30 2,7-2,9 <35 >7,05 > 15
ПЛ-10-В0" <0,02 — — 8-12 — <0,10 <0,02 <0,25 2,4-2,6 <35 >7,00 >30
ПЛ-Д10-Р <0,02 — — 9-11 — <0,05 <0,02 <0,25 3,0-3,4 <30 >7,20 >5
ПЛ-ДЮ-РО" <0,02 — — 8-12 — <0,05 <0,02 <0,25 2,8-3,0 <35 >7,15 >25
ПЛ-Ф0,5 <0,02 — — — — <0,02 0,4-0,6 <0,15 3,0-3,2 <25 >7,15 > 10
ПЛ-Ф1 *У плотняемость "Лигатура изго' <0,02 при 700 N гавливаетс 4Па. я по мето/ iy осажде НИЯ. <0,02 0,9-1,2 <0,15 3,0-3,2 <25 >7,10 > 10
Раздел 3. Металлические порошки
Порошки нержавеющих хромоникелевых сталей
Состав и свойства распыленных порошков нержавеющих хромоникелевых сталей
регламентируется ГОСТ 14086-68 «Порошки распыленные из нержавеющих хромо-
никелевых сталей и никеля». Он распространяется на порошки, полученные из сталей
марок 0Х18Н10, Х18Н9 и никеля марок Hl, Н2 и НЗ распылением воздухом или
инертным газом.
В обозначении марки буквы символизируют: П - порошок, Р - распыленный, X -
хром, Н - никель. Цифры, стоящие после букв, указывают примерное содержание ле-
гирующего элемента в целых единицах.
Пример обозначения порошка из хромоникелевой стали марки ПР0Х18Н10, фрак-
ции 0,3 группы А: порошок ПР0Х18Н 10-0,3-А (ГОСТ 14086-68).
Химический состав порошков указан в табл. 3.17.
Распыленные порошки поставляются в невосстановленном виде. По согласованию
сторон они могут быть восстановлены.
В зависимости от гранулометрического состава порошки изготавливают семи
фракций, которые определяются ситовым составом. Каждую фракцию порошка по на-
сыпной массе поставляют двух групп: А и Б. Размеры фракций, ситовой состав и на-
сыпная масса указаны в табл. 3.18.
Относительная влажность порошков не должна превышать 0,2 %. Качество по-
рошка гарантируется в течение 6 мес со времени отгрузки порошка.
Таблица 3.17. Состав порошков хромоникелевых сталей, %
Марка порошка Сг Ni Си С Si Мп S Р Fe
не более
ПР0Х18Н10 ПРХ18Н9 ПРИ 16,0-20,0 16,0-20,0 8,0-11,0 8,0-11,0 Не менее 95,0 0,60 0,08 0,12 0,10 0,8 0,8 1,00 1,00 0,020 0,020 0,030 0,035 0,035 Осталь- ное »
Таблица 3.18. Характеристика порошков хромоникелевых сталей
Фракция порошка Ситовой состав, мм Насыпная масса порошка, г/см3, марок
ПР0Х18Н10; ПРХ18Н9 ПРН ПР0Х18Н10; ПРХ18Н9 ПРН
группа А; не менее группа Б; не более
0,800 0,600 0,400 0,300 0,200 0,100 0,063 Примем -1,000 + 0,800 -0,800 + 0,630 -0,630 + 0,400 -0,400 + 0,315 -0,315 + 0,200 -0,200 + 0,100 -0,100 + 0,063 а н и е. По согласоЕ 2,6 2,7 3,0 3,2 3,2 3,4 3,2 (анию сторон м( 3,8 3,8 3,9 3,9 3,9 4,1 4,0 )жет поставлять 2,6 2,7 3,0 3,2 3,2 3,4 3,2 ся порошок дру 3,8 3,8 3,9 4,2 3,9 4,1 4,0 тих фракций.
Порошки жаростойких сплавов на основе железа
Жаростойкие сплавы применяют для термических покрытий материалов, обла-
дающих повышенным сопротивлением износу и окислению при температурах
800-1200 °C. В группу жаростойких входят порошки никельалюминиевых, никельти-
тановых, железохромалюминиевых сплавов (типа IIB-X25IO6/RP-FeCr25A16, табл.
3.19), получаемые восстановлением из оксидов, производство которых осуществляет-
ся с 1980 г. на ОАО «Полема». Накоплен достаточно большой опыт по технологии их
получения, свойствам и применению для термических покрытий. Химсостав и техно-
логические свойства порошков жаростойких сплавов регламентируются ГОСТ 21448,
ТУ 14-1-4161, ТУ 14-1-3758 (табл. 3.19).
Таблица 3.19. Применение порошков жаростойких сплавов на основе железа
для термических покрытий систем Fe-Cr-AI
Тип порошка Размер частиц, мкм Область применения
ПВ-Х25Ю6 (FeCr25A16) ПВ-Х20Ю6 (FeCr21A16) ПВ-Х20Ю6И (FeCr20A16Y) ПВ-Х16Ю6И (FeCrl6A16Y) ПГ-С27 (Х27Н2В03Г1.5С2) (ГОСТ 21448) ПХ25Ю10 (ТУ 14-1- 3758) ПХ20Ю6 с иттрием до 0,2 % (ТУ 14-1-3758) 11-63; 40-100 <280 11-63; 40-100 11-63; 11-100 <160; 160-400; 400-800 <60; 40-100; <280 <40; <60; 40-100; <280 Жаростойкие покрытия, сопротивление коррозии и износу при нагреве Спеченные изделия, работающие при повышенных температурах (углерод до 0,08 %) Жаростойкие покрытия, сопротивление коррозии и износу при нагреве То же Абразивная износостойкость при температурах до 500 °C. Индукционная наплавка (восстановление) металлурги- ческого оборудования, рабочих меха- низмов сельхозоборудования, горной техники Жаростойкие покрытия, наносимые газотермическими методами То же
Порошки данного класса получают методом восстановления оксидов металлов
гидридом кальция. Получаемые Ni-Al, Ni-Ti, Fe-Cr-AI порошки являются полидис-
персными и содержат 90-95 % частиц размерами от 11 до 63 мкм.
Благодаря развитой поверхности частиц порошки при плазменном напылении об-
разуют достаточно плотные и прочные покрытия. Порошки наносят плазменным и де-
тонационно-газовым напылением.
3.2. Порошки цветных металлов и сплавов на их основе
3.2.1. Основные способы получения порошков цветных металлов
Разнообразные способы получения порошков цветных металлов условно можно
разделить на два класса:
I - способы, в которых порошок образуется из исходного металла под влиянием фи-
зических воздействий (истирание, распыление расплава, испарение и конденсация);
II - способы, в которых порошок образуется в результате физико-химических ме-
тодов обработки металла, его оксидов, солей (восстановление ионов металлов твер-
Промышленные способы
I. Физические
Измельчение
Строгание
Истирание
Распыление
Газофазный
(возгонка и конденсация)
И. Химические
Восстановление оксидов
Восстановление хлоридов
Г идрометаллургические
Карбонильный
Электролиз
III. Физико-химические способы
Твердофазное Гидрометаллургический Карбонильный Электролиз
восстановление
оксидов и солей: у ▼
газовое автоклавный водных растворов
твердыми реагентами цементация расплавов
комбинированное восстановление солями органических сред
плазменное восстановление органическими реагентами
Рис. 3.1. Классификация способов получения порошков цветных металлов
дыми, газообразными реагентами из твердых или жидких металлосодержащих мате-
риалов, электролиз растворов и расплавов).
Классификация способов получения порошков приведена на рис. 3.1.
Наибольшее значение в промышленной практике имеют способы восстановления,
распыления расплава, электролиз, карбонильный, автоклавный.
Механическое измельчение (резание, истирание, дробление) применяют для полу-
чения порошков из металлов и сплавов, обладающих повышенной хрупкостью (вис-
мут, кремний, сурьма, марганец). Получаемые частицы порошка имеют осколочную,
чешуйчатую, лепестковую формы.
При получении пирофорных порошков исходный материал измельчают в жидкой
среде (бензол, спирт и др.), в среде инертных газов, в присутствии ингибиторов. Для из-
мельчения используют шаровые, планетарные, вихревые и вибромельницы, аттриторы.
Способы механического измельчения просты технологически и аппаратурно, де-
шевы, эффективны для обработки отходов производства. Однако этими способами по-
лучают ограниченную номенклатуру порошков, существует опасность их загрязнения
измельчающей средой, наклепа. Иногда для снятия наклепа порошки подвергают об-
жигу в защитной среде.
Получение порошков распылением расплава
Известны следующие способы диспергации расплава: потоком воды, на вращаю-
щейся тарелке, с использованием плазмы, в форсунке специальной конструкции с ис-
пользованием внешнего энергоносителя (воздух, инертный газ, вода) под большим
давлением; последний способ имеет наибольшее промышленное значение.
Способом распыления удобно получать порошки легкоплавких металлов и сплавов
(Тил < 1800 К). Форма частиц порошков - сферическая или каплевидная. Дисперсность
порошка зависит от свойств расплава (вязкость, плотность, состав), его перегрева, ти-
па и параметров энергоносителя (давление, расход, температура), скорости и траекто-
рии поступления расплава и энергоносителя, обусловленных конструкцией форсунки.
Газофазный способ
Технология заключается в возгонке металлов и конденсации парообразных ве-
ществ с получением порошков. Различают физическое и химическое осаждение ве-
ществ из газовой фазы. В первом случае порошок металла получают в результате кон-
денсации его пара (Гп > Тконд), во втором случае реакции протекают или вблизи, или
на самой поверхности частиц порошка (Тп < Гконд).
Газофазным способом получают порошки цинка, кадмия, свинца, магния, алюми-
ния, олова, сплавов на их основе. Процесс включает в себя три стадии:
- парообразование (возгонка) под воздействием высоких температур, в том числе
и с использованием плазмы, вакуума;
- перенос возгонов в зону конденсации;
- формирование частиц порошка конденсацией (зарождение и рост).
Получаемые порошки по крупности подразделяются на ультра- и высокодисперс-
ные. Первые отличаются большой удельной поверхностью (3-8 м2/г), «неравновес-
ной» структурой частиц, что определяет их исключительную активность. Высокодис-
персные порошки имеют ббльшую крупность, они менее активны. Форма частиц по-
рошков, полученных газофазным способом, равноосна, близка к сферической.
Газофазный метод достаточно универсален, экономичен, позволяет регулировать
свойства порошка в процессе его получения, обеспечивает дополнительную очистку
металлов. Однако требуются сложная аппаратура, специальные меры безопасности.
Восстановление
Твердофазное восстановление основано на обработке оксидов, солей металлов
реагентом-восстановителем при температуре, исключающей подплавление шихты и
образующегося порошка (обычно Твосст < 0,7-0,8 Гпл Ме):
МеО + В-^Ме„+ВО Т;
МеО + СаН2 —> Me + CaO + Н2;
МеА +ВМеП + ВА
где В - восстановитель; А - анион соли.
Конечными продуктами являются порошки металла, газообразные окисленные
формы восстановителя (пары воды, оксиды углерода, хлористый водород.)
Способы восстановления классифицируют:
1) по типу исходного сырья (оксидные руды, окалина, гидратированные полупро-
дукты производства, соли);
2) по типу восстановителя:
- газообразный (водород, монооксид углерода, аммиак, конвертированный при-
родный газ);
- твердофазный:
углеродистый (сажа, графит, древесный уголь, кокс);
электроотрицательные металлы (алюминий, магний, натрий);
карбиды, гидриды металлов;
3) комбинированные (газ + твердофазный восстановитель), например конвертиро-
ванный природный газ + сажа;
4) по состоянию слоя обрабатываемого материала (стационарный, взвешенный,
кипящий);
5) по конструкции печного агрегата (туннельная, кольцевая, муфельная, шахтная,
барабанная печи);
6) по давлению реакционного газа.
Форма частиц порошка близка к равноосной; по текстуре они пористые, губчатые;
размер частиц во многом определяется дисперсностью исходного сырья.
Основными параметрами процесса, влияющими на свойства порошков, являются
температура, длительность операции, тип и состав сырья, реагента-восстановителя.
При восстановлении водородом возможно рафинирование порошка за счет удаления
примесей (сера, мышьяк, фосфор, кислород) в форме летучих соединений; при ис-
пользовании углеродсодержащих восстановителей возможно образование карбидов и
включений остатков твердофазного реагента.
Твердофазное восстановление используют для получения порошков вольфрама,
кобальта, рения, кальция и др.
Восстановление из растворов - окислительно-восстановительная реакция, в ре-
зультате которой осаждают порошок металла. В качестве восстановителя используют
химические органические реагенты (щавелевая кислота, формиат, гипофосфит-ионы,
гидразин и др.), металлы (Fe, Al, Са, Zn и др.), газы под давлением (Н2, СО, SO2).
Исходным сырьем служат водные или неводные растворы солей металлов, гидро-
ксидные пульпы металлов.
Химическое осаждение
Процессы идут в соответствии с реакциями:
AuCl- + 3Fe2+ Aun + 3Fe3+ + 4С12";
формиат-ион: Pt4+ + 2НСОО~ —> Pt + 2Н+ + 2СО2;
гидразин: 2Ni2+ + N2H4 —> 2Ni + N2 + 4H+.
Способ обеспечивает получение дисперсных (вплоть до золя) частиц порошков
металлов с развитой поверхностью. Аппаратурное оформление способа простое. Од-
нако используемые реагенты дороги, конечные растворы загрязнены избыточным реа-
гентом или продуктами его разложения. Способ используют для получения неболь-
ших партий порошков, чаще всего, благородных металлов.
Цементация
Это осаждение металла из раствора его солей другим металлом, который имеет бо-
лее электроотрицательный потенциал. Свойства получаемого порошка зависят от ти-
па осадителя, состава исходного раствора, температуры, интенсивности перемешива-
ния; форма частиц порошка близка к равноосной. Порошок загрязнен остатками ме-
талла-осадителя. Способ прост в аппаратурном оформлении, используется для полу-
чения порошков меди, благородных металлов.
Осаждение газами под давлением (автоклавное осаждение)
Это обработка растворов (реже пульп гидроксидов) цветных металлов газами-вос-
становителями при их повышенном давлении и температуре > 370 К. Основным, ис-
пользуемым в промышленном масштабе реакционным газом является водород. Спо-
соб используют для получения порошков никеля, кобальта и композиций на их осно-
ве, благородных металлов, меди. Основными параметрами, влияющими на свойства
получаемых порошков, являются состав раствора (содержание ионов металла, соле-
вой фон, тип поверхностно-активных веществ, затравки), температура, давление во-
дорода.
Операцию проводят в автоклавах - герметичных аппаратах вместимостью 5-15 м3,
изготовленных из высоколегированных сталей, рассчитанных на давление 3,0-5,0
МПа и оснащенных перемешивающими устройствами, теплообменником, КИП.
Последующая обработка пульпы порошков включает в себя обезвоживание, про-
мывку порошка, его стабилизацию от окислителя, сушку в защитной атмосфере (при
необходимости - измельчение, рассев, шихтовку), упаковку в герметичную тару.
Электролиз
Способ заключается в обработке водных растворов (или расплавов) солей метал-
лов постоянным электрическим током при режимах (высокая плотность тока, электро-
лит с низким содержанием металла), создающих диффузионные осложнения катодно-
го процесса. Форма получаемых частиц порошка дендритная.
При осаждении порошка из водных растворов, варьируя типы и составы электро-
литов, скорости их циркуляции, катодную плотность тока, температуру, тип и расход
ПАВ, удается в процессе электролиза регулировать дисперсность и форму частиц, по-
лучать порошки сплава, влиять на морфологию осадка.
Для получения порошков тугоплавких металлов (Zr, Та, V, Ti, Nb) используют по-
ликомпонентные расплавы (1000-1300 К) на основе хлоридов или фторидов.
Способы получения порошков металлов электролизом характеризуются повышен-
ной энергоемкостью и трудоемкостью, низкой удельной производительностью.
Карбонильный способ
Технология основана на способности ряда металлов при взаимодействии с моно-
оксидом углерода образовывать летучие соединения - карбонилы, типа Л/е(СО)п, при
последующем термическом разложении которых образуется порошок металла:
(Мех + Ме2 + Ме^ + пСО (Мех (СО)П -АМеп + иСО.
Карбонилирование проводят при 350-500 К и Рсо = 20...25 МПа. Форма частиц
порошка близка к сферической.
Способ обеспечивает получение наиболее чистых порошков, изменение их
свойств непосредственно в процессе путем варьирования температуры, давления СО,
типа затравки.
Достоинствами процесса являются невысокая энергоемкость, регенерация реакци-
онного газа, высокий уровень автоматизации. Способ применим для получения по-
рошков ограниченного числа металлов, требует использования сложного и громоздко-
го оборудования, отличается повышенной взрыво-пожароопасностью.
Специальные методы
С их помощью удается получать ультрадисперсные, аморфные порошки, исполь-
зуемые в производстве пирофорных смесей, специальных красок, в качестве присадок
к смазочным маслам, наполнителей пластмасс с особыми свойствами.
Подобные порошки получают химическим осаждением, возгонкой (в том числе с
использованием плазмы) и конденсацией, межкристаллитной коррозией, электроэро-
зией, электролизом металлоорганических сред, высокоскоростным охлаждением
(103-106 град/с) расплава.
Масштабы производства подобных порошков небольшие вследствие сложного
аппаратурного оформления используемых технологий и больших затрат на их по-
лучение.
3.2.2. Структура ГОСТов и ТУ на порошки цветных металлов и их сплавов
Общие сведения
Структура ГОСТов и ТУ, как правило, включает в себя следующие разделы:
1 . Области применения порошка, маркировка, исходные материалы для его изго-
товления.
2 . Технические требования (химический состав, физические и технологические
свойства).
3 . Техника безопасности при получении и работе с порошком.
4 . Правила приемки готовой продукции, техника отбора проб.
5 . Методы испытаний проб порошка.
6 . Упаковка, маркировка.
7 . Транспортировка, хранение порошка.
Иногда приводится перечень ГОСТов, на которые сделаны ссылки при изложении
данного стандарта.
Далее излагается суть каждого из разделов, характерная для производства всех по-
рошков цветных металлов. Особенности содержательной части разделов будут приве-
дены дополнительно при описании требований к конкретному виду порошка.
В первом разделе указываются области применения, маркировка сортов порошка,
способ его получения, иногда характеристика исходных материалов.
Во втором разделе приводятся требования к составу марок порошков, регламенти-
руются их гранулометрический состав, насыпная плотность, текучесть, удельная по-
верхность и некоторые другие свойства, интересующие потребителей.
Техника безопасности при получении и работе с порошком
Микроклимат производственных помещений должен соответствовать нормам про-
ектирования промышленных предприятий. Общие санитарно-гигиенические требова-
ния к воздуху рабочей зоны производственных помещений, в том числе по ПДК,
должны соответствовать ГОСТ 12.1.005-88; требования к микроклимату предписыва-
ются СанПиН 2.2.4.548-96.
Помещения должны быть оснащены средствами пожаротушения, пожарной сигна-
лизации.
Работа с использованием электрооборудования должна выполняться в соответст-
вии с «Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей» и
«Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребите-
лей», утвержденными Госэнергонадзором.
Рабочие места для фасовки, затаривания, разгрузки, отбора и испытания проб по-
рошка оборудуются местной вытяжной вентиляцией, а производственные помещения -
приточно-вытяжной вентиляцией, обеспечивающей требуемое состояние воздушной
среды. При необходимости используют шкафы, боксы, оборудованные вытяжными
устройствами, согласно ГОСТ 12.4.021-75.
Приемные и разгрузочные устройства пневматического транспорта должны быть гер-
метичными, исключать возможность отложения в них пыли. Не допускается использовать
для герметизации разъемов горючие материалы, оборудование должно быть зазем-
лено.
Контроль воздуха рабочей зоны (по ГОСТ 12.1.007-76) проводится периодически
по графику и нормативно-технической документации, утвержденной в установленном
порядке.
При работе с порошками, склонными к самовозгоранию, электроприводы, прибо-
ры, вентиляция должны быть изготовлены во взрывобезопасном исполнении.
К работе с порошками допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие медицин-
ский осмотр, согласно указаниям Минздрава РФ, обученные технике работы, прави-
лам и навыкам обращения с защитными средствами, специально проинструктирован-
ные по технике безопасности в цехе (на участке) и на рабочем месте с соответствую-
щим оформлением, согласно ГОСТ 12.0.004-96.
Работающие с порошком обеспечиваются средствами индивидуальной защиты,
согласно действующим «Типовым отраслевым нормам выдачи спецодежды, спецобу-
ви и предохранительных приспособлений»:
- спецодежда сухая, исправная, пылезащитная;
- индивидуальные средства защиты: для рук - перчатки, для глаз - очки ти-
па ЗГ, ЗН по ГОСТ 12.4.013-85, для органов дыхания - респиратор ШБ-1 мар-
ки «Лепесток» (ГОСТ 12.4.028), СИЗОД 2-й степени защиты по
ГОСТ 12.4.034-85.
Работающие с порошком должны быть обеспечены бытовыми помещениями, со-
гласно СНиП 11-92-76 по 3-й группе производственных помещений.
Перед началом работы необходимо применять лечебно-профилактическое пита-
ние, организованное в специально оборудованном (наличие приточно-вытяжной вен-
тиляции, умывальника, питьевого водообеспечения) помещении.
После окончания работы с порошком необходимо проводить уборку рабочего мес-
та, очистку инструмента, спецодежды, защитных средств, а рабочим в конце смены
принять душ.
При обнаружении признаков отравления необходимо немедленно вывести постра-
давшего из зараженной зоны, обеспечить доступ свежего воздуха, покой, квалифици-
рованную медицинскую помощь.
Упаковка и маркировка порошка
Упаковку порошка в зависимости от его типа, свойств, объема поставок проводят
в стеклянные банки с герметичной пробкой, в полиэтиленовые герметизированные
мешки, помещенные в металлические барабаны. Банки, барабаны помещают в дере-
вянные ящики или в контейнеры.
Требования к маркировке потребительской, а также транспортной тары изложены
в ГОСТ 12601, ГОСТ 14192-96.
Маркировка на пронумерованную потребительскую тару наносится краской с по-
мощью трафарета или в виде этикетки, содержит следующие данные:
- наименование изготовителя и товарный знак изготовителя;
- юридический адрес изготовителя;
- наименование продукта, марка;
- номер партии;
- номер единицы упаковки;
- массы брутто и нетто;
- дата изготовления;
- обозначение стандарта или технических условий.
На каждой единице транспортной тары при необходимости дополнительно указы-
ваются:
- знак опасности по ГОСТ 19433;
- манипуляционный знак по ГОСТ 14192 и ГОСТ Р 51474-99.
Транспортировка и хранение порошка
На крышке транспортируемых ящиков указывают:
- наименование грузополучателя;
- наименование пункта назначения;
- массу брутто;
- наименование или условное обозначение грузоотправителя.
Транспортирование порошка осуществляют в упаковке следующими видами
транспорта:
- автомобильным в соответствии с общими правилами перевозки грузов авто-
транспортом;
- железнодорожным в соответствии с «Правилами перевозки грузов» (М.: Транс-
порт, 1977);
- авиационным, выполняя требования руководства по грузовым перевозкам на внут-
ренних воздушных линиях. Условия транспортирования с учетом воздействия климати-
ческих факторов (по группе условий хранения Ж) определены в ГОСТ 15150-69.
Хранение порошка у потребителей производят в упаковке по группе условий хра-
нения Л ГОСТ 15150-69 в сухом отапливаемом помещении, не содержащем окисли-
телей, агрессивных паров кислот и щелочей.
По истечении гарантийного срока хранения порошка он может быть применен по-
сле его проверки на соответствие всем требованиям стандарта.
ГОСТы и ТУ на порошки, пудры, смеси, пасты цветных металлов и их сплавов
Перечень ГОСТов:
Номер ГОСТа Название ГОСТа
4960-75 Порошок медный электролитический
5494-95 Пудра алюминиевая
5592-71 Пудра алюминиевая для ВВ и пиротехники
5593-78 Порошок алюминий-магниевого сплава
6058-73 Порошок алюминиевый
9721-79 Порошок кобальтовый
9722-97 Порошок никелевый
9723-92 Порошок оловянный
9724-61 Порошок серебряный
10096-76 Пудра алюминиевая комкованная
12338-81 Иридий в порошке
12339-79 Осмий в порошке
12342-81 Родий в порошке
12343-79 Рутений в порошке
12601-76 Порошок цинковый
14836-82 Палладий в порошке
14837-79 Платина в порошке
16138-78 Свинец в порошке
16667-72 Алюминиевый порошок с добавкой титана
26252-84 Порошок ниобиевый
Перечень технических условий на порошки металлов и их сплавов:
1. Алюминиевые:
1.1) дисперсный ТУ 48-01-82-71;
1.2) крупка ТУ 48-21-202-72;
1.3) дисперсный ТУ 48-01-82-71;
1.4) порошок ТУ 48-05-80-73;
1.5) вторичный АПВ ТУ 48-5-152-78;
1.6) вторичный пассивированный ТУ 1791-114-00194091-95;
1.7) высокой чистоты (ПА-ВЧ ТУ 1791-99-020-98);
1.8) с добавкой титана АСД-Т ТУ 1791-99-019-98;
1.9) для производства жаропрочных сплавов (АПЖ ТУ 1791-99-024-99);
1.10) пассивированный (АПВ-П ТУ 1790-46652421-01-99);
1.11) крупка АКП ТУ 1791-99-023-99;
1.12) дробленные (фирмы ЕСКА);
1.13) пудра вторичная (АПВ ТУ 48-5-152-78);
1.14) пудра вторичная (ПАВ ТУ 1791-001-002 00992-93);
1.15) сплав САС-1 (ТУ 48-0107-42-80);
1.16) сплавы С-80 марки ПС (ТУ 48-0107-77-88).
2. Ванадиевый (ТУ 48-4-335-86).
3. Вольфрамовые:
3.1) металлический в виде порошка ТУ 48-19-101-84;
3.2) порошок специальный ТУ 48-4205-62-2000;
3.3) плазменного напыления ТУ 48-19-401-90;
3.4) марки ПВТ-У (ТУ 48-19-352-91);
3.5) ТУ 48-19-72-92;
3.6) восстановленный (ТУ 14-22-143-2000).
4. Гафниевый (ТУ 48-4-176-97).
5. Золотой мелкодисперсный (ТУ 11-ЕТО.035.458-90).
6. Индиевый (ТУ 48-0213-5/0-86).
7. Кобальт металлический порошкообразный СТП 19-4205-214-95.
8. Магний порошкообразный и гранулированный:
8.1) распыленный (ПМР, ТУ 1791-009-99-96);
8.2) гранулированный (ТУ 1714-350-12014415-93);
8.3) гранулированный шаровидный (ТУ 1714-435-05785388-96);
8.4) гранулированный в солевой оболочке (ТУ 1714-443-05785388-97);
8.5) гранулированный (ТУ 1104-43055164-001-98);
8.6) металлический (ТУ 1104-43055164-003-99);
8.7) фирмы «ЕСКА».
9. Медные:
9.1) электролитический общего назначения (ПМО ТУ 48-0318-057-89);
9.2) электролитический для предприятий химической промышленности
(ТУ 48-0318-067-91);
9.3) электролитический для предприятий лакокрасочный промышленности
(ТУ 48-0318-070-93);
9.4) электролитический марки ПМС-11 (ТУ 1793-368-109-99);
9.5) электролитический марки ПМС-12, ПМС-14 (ТУ 1793-368-115-99);
9.6) электролитический восстановленный (ТУ 1793-083-00194429-2002);
9.7) электролитический «легкий» (ТУ 1793-087-00194429-2002);
9.8) электролитический высокодисперсный (ТУ 1793-094-00194429-2002);
9.9) фирмы «ЕСКА» (Granulate-Micromet);
9.10) сферической формы ПМСФ (ТУ 48-1318-02-89);
9.11) распыленный (ПМРК ТУ 480-318-054-91);
9.12) порошки специальные фирмы «ЕСКА»;
9.13) порошки сплавов меди, полученных распылением (фирма «ЕСКА»);
9.14) бронзовый ультрадисперсный (ПБУ ТУ 1793-001-50316079-99);
9.15) порошки латунный и бронзовый (ТУ 48-21-701-80);
9.16) бронзовый распыленный несферический (ТУ 48-42-2-84);
9.17) бронзовый распыленный несферический (ПРБр 05С5Ц5, ТУ23.4159-88);
9.18) сплава медь-олово сферической формы (ТУ 48-1318-03-89);
9.19) бронзовый (ТУ 14-22-51-91);
9.20) порошок бронзы марки БрО15 (ТУ 14-22-183-2003);
9.21) латунный распыленный несферический (ТУ 48-42-1-84);
9.22) распыленный медно-цинковый (ПР-180 ТУ 14-22-46-91);
9.23) пудра медная ПМС ТУ 48-21-729-82;
9.24) пудра медная ПМР ТУ 48-21-282-73;
9.25) пудры бронзовые:
9.25.1) БПО ТУ-48-21-5-72;
9.25.2) БПИ ТУ-48-110-82;
9.25.3) БПК ТУ-48-721-81;
9.25.4) БПП ТУ-48-150-72;
9.25.5) БПЮ ТУ-48-36-81;
9.25.6) БПФ ТУ-48-355-74.
10. Молибденовые:
10.1) высокой чистоты ТУ 48-19-69-80;
10.2) ТУ 48-19-316-92;
10.3) восстановленный ТУ 14-22-160-2002;
10.4) для плазменного напыления ТУ 14-22-168-2002.
11. Никелевые электролитические:
11.1) ТУ 1793-001-004;
11.2) ТУ 1793-001-07622839-2002;
11.3) ТУ 1793-002-07622839-2002;
11.4) ТУ 1793-001-07622839-2003;
11.5) ТУ 1793-003-07622839-2003;
11.6) ТУ 1793-004-07622839-2003.
12. Ниобиевый гидрированный ТУ 48-4-498-89.
13. Оловянный ПОО (ТУ48-0220-42-92).
14. Палладиевые:
14.1) марки ПдП-90 (ТУ 948-1-455-85);
14.2) марки ПП (ТУ 11-ЕТО 035.375-80);
14.3) марки ПлПд-40П (ТУ 48-1-439-83);
14.4) чернь палладиевая ТУ 48-15-9-89.
15. Платиновая чернь ТУ 48-15-8-89.
16. Рений металлический ТУ 48-19-92-88.
17. Серебряные:
17.1) чистый (ТУ 46-09-2397-78);
17.2) гранулированный (ПСР1г ТУ 48-1-106-82);
17.3) чешуйчатый (ПСЧ ТУ 48-1-100-85);
17.4) ТУ 48-1-202-87;
17.5) марки СП (ТУ 11-ЕТО.035.366-88);
17.6) гранулированный серебро-оксид меди (СОМ 1дм, ТУ 48-1-105-82);
17.7) мелкодисперсный гранулированный серебро-оксид кадмия
(СОК 15м ТУ 48-1-107-82).
18. Скандий кристаллический (ТУ 48-4-483-87).
19. Танталовые:
19.1) мелкодисперсный высокой чистоты ТУ 95-251-83;
19.2) порошок ТУ 95-318-75;
19.3) металлургического сорта СП 37-438-2000.
20. Титановые:
20.1) химический (ТУ 48-10-78-83);
20.2) электролитический (ТУ 48-10-22-85);
20.3) восстановленный (ТУ 14-22-57-92);
20.4) пористый (ТПП ТУ 1791-449-05785388-99).
21. Цинковые:
21.1) распыленный (ПЦР) ТУ 48-40115-22/0-94;
21.2) распыленный ПЦР1 -ПЦР7 ТУ 1721-002-194228-97;
21.3) высокодисперсный ПЦВ ТУ 1721-005-50316079-2002.
22. Циркониевые:
20.1) электролитический ТУ 95259-99ЛУ;
20.2) кальциотермический ТУ 48-4-234-84.
23. Смеси порошковые:
23.1) твердосплавные (СТП 19-4205-227-2003);
23.2) Со-РЗМ для магнитов;
23.3) на основе меди, цинка, олова:
23.3.1) ПР-БрАЖНМЦ (ТУ 14-22-5-87);
23.3.2) ПР-БрХ (ТУ 14-22-83-95);
23.3.3) Пр-БрО7СЮ (ТУ 14-22-85-95);
23.3.4) бронзы безоловянные (ТУ 14-22-100—96);
23.3.5) бронзы оловянные (ТУ 14-22-105-96);
23.3.6) ПР-БрО4 Ц4С17 (ТУ 14-22-188-2003);
23.3.7) латунный ПР-Л63 (ТУ 14-22-95-95);
23.3.8) порошки фирмы «ЕСКА»;
23.4) на основе никеля;
23.5) на основе кобальта;
23.6) цинковый (ТУ 14-22-90).
24. Порошкообразные сплавы и смеси для припоев:
24.1) легированные механического смешивания (ТУ 1-2317-78);
24.2) распыленный марки ПД58Г32Н8С (ПАН-3, ТУ 14-1-2991-80);
24.3) серебряный (ТУ 48-1-366-81);
24.4) ПР-ДГ24Н5 (ВПр-2, ТУ 14-1-3143-81);
24.5) композиционный (ТУ 14-1-3178-81);
24.6) ПТ56Д23Ц12Н19, ПТ44Ц24Д16Н16 (ВПр-28, ТУ 14-1-4111-86);
24.7) распыленный ДГ25СНП (ПАН-9, ТУ 14-1-4286-86);
24.8) ПБ Ц0.032.005 (ТУ 11-89);
24.9) ПДОл5П7 (ТУ 14-1-4614-89);
24.10) металлофлюсовые (ТУ 14-1-4729-89);
24.11) мелкодисперсный (ТУ 48-0220-029-80);
24.12) ПДбЗЦн (ПАН-212, ТУ 14-22-126-90);
24.13) на основе алюминия (ТУ 48-21-390-74, ТУ 48-21-447-75).
25. Пасты паяльные:
25.1) ТУ 48-13-34-83;
25.2) ТУ 11-89: ЕТО.035.381;
25.3) ТУ 11-90: ПБЦО.032.011;
25.4) ППВС (ТУ 48-3535-1-92);
25.5) фирмы «Нетрамм»;
25.6) фирмы «ЕСКА».
26. Смеси и сплавы специального назначения:
26.1) гидрированный порошок титана ГТ ТУ 14-1-3086;
26.2) гидрид кальция ТУ-14-1-1737;
26.3) сорбенты водорода (ЦЛАН-НЗ) ТУ 14-22-3;
26.4) катализаторы:
26.4.1) ПР-ГН 40 ТУ 14-1-3876;
26.4.2) ПР-НЮ 40 ТУ 14-22-13;
26.4.3) ПР-ЮН 35 К 15Ж10 ТУ14-22-13.
27. Порошки металлов ультрадисперсные ТУ 1790-023-07622928-99.
3.2.3. Алюминиевые порошки и пудры
Общие сведения
Порошки и пудры алюминия и его сплавов - наиболее представительные по объе-
му производства и номенклатуре среди порошков цветных металлов. Их отличитель-
ной чертой является повышенная пожаро- и взрывоопасность. Получают из сортовых
марок алюминия и его сплавов или из их отходов, используя приемы диспергации
(пульверизации) расплава. Как следствие, состав порошков и пудр во многом иденти-
чен составу исходного сырья.
Порошки различаются гранулометрическим составом, удельной поверхностью,
насыпной плотностью. Как правило, это продукт серого или серовато-серебристого
цвета; содержание в нем примесей, видимых невооруженным глазом, или комочков,
не рассыпающихся от легкого прикосновения (надавливания), не допускается.
Пудры представляют собой мажущийся порошок серого или серебристо-серого
цвета.
Алюминиевые пудры применяют для производства пигментов, красок, эмалей, ла-
ков, шпатлевок, газобетона.
В этом разделе рассмотрены общие требования по упаковке, отбору проб, марки-
ровке, перевозке и хранению порошков и пудр алюминия, а также правила техники
безопасности и противопожарные мероприятия. При описании конкретных типов по-
рошков и пудр алюминия будут указаны только их особенности.
Упаковка, перевозка и хранение
Порошок и пудры алюминия, согласно ГОСТ 26319, упаковывают в металлические
герметично закрывающиеся барабаны типа БТО-50-1, БТ-50-11 (ГОСТ 5044) вмести-
мостью до 60-75 кг до полного их заполнения или в металлические бочки большей
вместимости; наружная поверхность барабана должна быть окрашена. Допускается
использовать для порошков мягкие контейнеры МКР массой брутто до 1500 кг.
Для определения качества порошка из партии производят выборку по ГОСТ
6058-73 (10096-76).
Порошок перевозят в любых транспортных средствах в соответствии с правилами
перевозки опасных грузов, действующими на данном виде транспорта. По железной
дороге его перевозят вагонами или в универсальных контейнерах. Металлические ба-
рабаны (бочки) с алюминиевым порошком перед погрузкой в вагон или в универсаль-
ный контейнер формируют в транспортные пакеты в соответствии с ГОСТ 26663-85
и ТУ48-5-286-87. Размеры транспортных пакетов устанавливают по ГОСТ 24597,
средства их скрепления - по ГОСТ 21650, маркировку - по ГОСТ 14192.
Для предохранения от механических повреждений банки с порошком должны ус-
танавливаться плотно, чтобы исключить возможность их перемещения. При установ-
ке банок в несколько ярусов между ярусами должны быть проложены сплошные го-
ризонтальные деревянные настилы.
Погрузочно-разгрузочные работы выполняют в соответствии с требованиями
ГОСТ 12.3.009-76; запрещается перебрасывать упаковочную тару с порошком и пере-
катывать барабаны (бочки) на боковой поверхности. Транспортирование в мягких
контейнерах осуществляют в соответствии с ТУ 1791-99-025-99.
При использовании воздушного транспорта масса груза нетто на одну упаковку не
должна превышать 15 кг для пассажирских и 50 кг для грузовых воздушных судов.
При отправке в труднодоступные районы упаковку и транспортирование осуществля-
ют поГОСТ 15846.
Порядок совместного хранения с другими веществами и материалами регламенти-
руется ГОСТ 12.01.004-91. Не допускается совместное хранение порошка с окисли-
телями и водными растворами различных соединений. Порошок хранят в упаковке в
сухих закрытых помещениях при температуре не выше 303 К и на расстоянии не ме-
нее 1,0-1,5 м от отопительных приборов. Гарантийный срок хранения 1 год с момен-
та изготовления. По истечении гарантийного срока порошок считается пригодным для
использования, если анализами вновь подтверждены его характеристики.
Непригодные к использованию алюминиевые порошки, пудру и пыль (отходы)
сжигают в местах, согласованных с местными органами пожарного надзора.
Требования по технике безопасности, противопожарным
мероприятиям и охране окружающей среды
По степени воздействия на организм человека алюминиевую пыль относят к 3 клас-
су опасности (ГОСТ 12.1.005): при вдыхании алюминиевой пыли выражены фибро-
генное и слаботоксичное действия. Возможно развитие алюминоза легких, раздраже-
ние слизистых оболочек глаз, носа. Предельно допустимая концентрация алюминие-
вой пыли в воздухе рабочей зоны 2 мг/м3.
Алюминиевая пыль относится к группе горючих веществ. Во взвешенном состоя-
нии в атмосфере воздуха (аэрозоль) она взрывоопасна, а в насыпном состоянии (аэро-
гель) - пожароопасна.
При наличии источника инициирования воспламенения (горящие или накаленные
тела, искрение от удара и трения, тепловые проявления химических реакций и меха-
нических воздействий, электрические разряды и т.д.) аэрозоль алюминиевой пыли
при концентрации выше нижнего концентрационного предела распространения пла-
мени (НКПР) взрывается. Осевшая в помещении алюминиевая пыль может перейти
во взвешенное состояние и вызвать дополнительный, более сильный взрыв. НКПР
алюминиевой пыли не менее 40 г/см3, температура воспламенения аэрозоля 810 К, аэ-
рогеля 593 К. При взрыве аэровзвеси алюминиевой пыли максимальное давление
взрыва достигает 0,8 МПа, максимальная скорость нарастания давления взрыва 35 МПа/с,
а средняя 25 МПа/с. Минимальное взрывоопасное содержание кислорода (МВСК) в
защитной азотно-кислородной среде 8,5 %. Показатели пожароопасности регламенти-
руются ГОСТ 12.1.044-85.
При попадании в порошок и пудру воды возможно их самовозгорание, особенно
по мере увеличения дисперсности. Необходимо избегать пыления и скоплений осев-
шей пыли, не допускать наличия источников инициирования воспламенения, попада-
ния влаги.
Для тушения алюминиевых пудры и порошка применяют песок, асбестовые одея-
ла, сухие порошки глинозема, магнезита, обезвоженного карналлита и огнетушащие
порошки на основе хлоридов щелочных и щелочноземельных металлов. При объем-
ном тушении используют инертные газы; при больших пожарах - химические пены,
порошковые огнетушители.
Знак безопасности: «Запрещается тушить водой» определен ГОСТ 12.4.026, общие
требования по обеспечению пожарной безопасности - ГОСТ 12.1.004, взрывобезопас-
ность - ГОСТ 12.1.010, электростатическая искробезопасность - ГОСТ 12.1.018.
Алюминиевая пыль не образует токсичных соединений при высоких температурах
(условия пожара).
Опасное воздействие алюминиевого порошка (пудр) на окружающую среду связа-
но с загрязнением водоемов и почв вследствие нарушений правил хранения или транс-
портирования, чрезвычайных ситуаций, неорганизованного размещения, сжигания или
захоронения отходов. Оксид алюминия, ионы алюминия (А13+) при попадании в орга-
низм рыб и растений образуют нерастворимые соединения, влияющие на процесс об-
мена веществ, а также на низшие водные организмы, участвующие в самоочищении
водоемов. Использование воды, содержащей алюминий, для полива нецелесообразно,
так как соединения алюминия задерживают рост растений, снижают их урожайность.
Ниже приведены предельно допустимые концентрации алюминия:
ПДКр 3 алюминий и его сплавы (в пересчете на алюминий) 2 мг/м3
ПДКС с иона алюминия 0,01 мг/м3
ПДКВ остаточного алюминия в питьевой воде 0,5 мг/дм3
ПДКВ оксида алюминия 0,5 мг/дм3
ПДКВ алюминия в воде для орошения
сельскохозяйственных культур всех видов почв 1 мг/дм3
ПДКВ алюминия в воде для производственных целей 0,25 мг/дм-
Примечание. ПДКС с - среднесуточная предельно допустимая концентрация вредных
веществ в воздухе населенных мест; ПДКВ - предельно допустимая концентрация вредных ве-
ществ в водоеме.
Применение
Области применения порошков и пудр алюминия весьма разнообразны:
- изготовление взрывчатых веществ (аммоналов, алюмотола, детонитов и др.);
- металлургия (в качестве восстановителя, для алюмотермии, для устранения уса-
дочных раковин в слитках, напыления и термодиффузии в порошковой металлургии,
получения сварочной проволоки);
- химическая промышленность (при получении водорода, алюминийалкилов, тет-
раэтилсвинца, антидетонатора, в производстве резины для автомобильных шин, спе-
циальных пластмасс);
- изготовление красок, эмалей, пластиков на основе эпоксидных, феноловых, по-
лиэфирных смол;
- производство ячеистых бетонов, высокоплотных огнеупоров, пористых абсорби-
рующих материалов при изготовлении изделий методом сухого прессования.
Алюминиевый порошок (ГОСТ 6058-73 с 4 изменениями)
Порошки получают пульверизацией расплавленного первичного алюминия или
его отходов. Изготавливают следующие марки: ПА-0, ПА-1, ПА-2, ПА-3, ПА-4.
Химический состав порошков, %: алюминий активный - не менее 99 (ПА-1, ПА-
2), 98 - остальные марки; не более 0,35 Fe, 0,4 Si (по требованию потребителя - 0,3),
0,02 Си. Определение содержания примесей железа, кремния и меди на предприятии-
изготовителе производится периодически, не реже, чем в каждой восьмой партии. Со-
держание влаги - не более 0,2 %, насыпная масса - не менее 0,96 г/см3. Грануломет-
рический состав порошков приведен в табл. 3.20.
Порошок имеет серый цвет с металлическим блеском, не содержит инородных
включений и слипшихся комочков, не рассыпающихся от легкого прикосновения.
Порошок упаковывают в банки массой брутто не более 70 кг; по соглашению сто-
рон допускается поставка банок большей массы.
Гарантийный срок хранения порошков всех марок 2 года со дня изготовления.
Порошки алюминия применяют в пиротехнике, черной металлургии, химической
промышленности, сварочной технике.
Производитель порошка: ОАО «Богословский алюминиевый завод» (624460, г.
Краснотурьинск, Свердловская обл., ул. К. Маркса, 1).
Порошок алюминиевый высокой чистоты (ПА-ВЧ ТУ 1791-99-020-98)
Порошок изготавливают из алюминия марки А995 (по ГОСТ 11069) следующих
марок: ПА-ВЧ-I, ПА-ВЧ-П, ПА-ВЧ-Ш.
Химический состав, %: (А1 + А12О3) > 99,982; примесей - не более 0,016 (в том
числе 0,007 Fe, 0,008 Si, 0,001 Си). Суммарное содержание неконтролируемых приме-
сей (Zn, Ti) - не более 0,002 %; влаги - не более 0,17 (ПА-ВЧ II). Физические свойст-
ва порошков приведены в табл. 3.21.
Таблица 3.21. Физические свойства порошков марки ПА-ВЧ
Показатель Значение показателя порошка марки
ПА-ВЧ-1 ПА-ВЧ-П ПА-ВЧ-Ш
Суммарное количество неконтролируемых — 0,002 —
примесей (Zn, Ti), %, не более Степень дисперсности: а) остаток на ситах с сетками №, %, не более: №004 3,5
№ 008 — 0,5 —
№014 — — 1,0
б) проход через сито №, %, не более: №004 50
№008 — — 50
Продолжение табл. 3.21.
Показатель Значение показателя порошка марки
ПА-ВЧ-1 ПА-ВЧ-П ПА-ВЧ-Ш
в) содержание фракций (мкм), %: 0—5, не более 7-40, не более более 40 Удельная поверхность, м2/г 5,0 83,0 Остальное 0,13-0,17 Не более 0,12 Не более 0,08
Порошок упаковывают в полиэтиленовые мешки, затем в герметичные барабаны
типа БТ-50-П и БТО-50-1 вместимостью 50 дм3 (масса брутто не больше 70 кг).
Порошок хранят в закрытом отапливаемом помещении при температуре не выше
303 К, относительной влажности не более 70 % на расстоянии не менее 1,5 м от ото-
пительных приборов.
Гарантийный срок хранения 2 года с момента изготовления.
Порошок используют при изготовлении оксидно-полупроводниковых конденсаторов.
Производители порошка: ОАО «Волгоградский алюминий» (400014, г. Волгоград,
ул. Шкирятова, 21); ООО «СУАЛ-ПМ» (666020, г. Шелехов Иркутской обл.).
Порошок алюминиевый пассивированный (АВП-П ТУ 1790-46652421-01-99)
Порошок получают обработкой порошка АПВ (ТУ 48-5-152-78) пассивирующей
жидкостью: трансформаторным (марка Т-1500У, ТУ 38401-58-107-94) или индустри-
альным (марка И-20А, ГОСТ 20799-98) маслом.
Порошок должен содержать не более 5,0 % фракции 2,0 мм и не более 0,5 % фрак-
ции 5 мкм.
Порошок упаковывают в неокрашенные барабаны вместимостью до 56 дм3; масса
одной упаковочной единицы не должна превышать 80 кг.
Порошок не взрывается до концентрации 1000 г/дм3; температура воспламенения
в слое - выше 1320 К.
Порошок используют в сталеплавильном производстве для раскисления металла.
Производитель порошка: ОАО «Каменск-Уральский металлургический завод»
(623400, г. Каменск-Уральск Свердловской обл., ул. Заводская, 5).
Алюминиевый порошок вторичный (АПВ ТУ 48-5-152-78 с 5 изменениями)
Порошок получают пульверизацией расплава алюминия или его сплавов. Марки,
исходное сырье, характеристики и физико-химические свойства порошка приведены
в табл.3.22.
Масса партии порошка не более 15 т, прилагается сертификат качества. Гарантий-
ный срок хранения микрокапсулированного порошка 2 года с момента изготовления.
Нижний предел взрываемости пыли алюминиевого порошка 58 г/м3; для микро-
капсулированного порошка этот предел составляет 1000 г/м3; температура воспламе-
нения его в слое - выше 1300 К.
Порошок применяют в черной металлургии (марки АПВ), при изготовлении
взрывчатых веществ (марки ПА-ВВ).
Производитель порошка: ОАО «Богословский алюминиевый завод» (624460, г.
Краснотурьинск Свердловской обл., ул. К. Маркса, 1).
Таблица 3.22. Свойства порошков АПВ различных марок
Марка Характеристика Примечание
АПВ Алюминий не ниже марки АВ по ГОСТ 295-79 или алюминиевого лома по ГОСТ 1639-76 с содержа- нием примесей не более, чем в АВ- 86 Допускается наличие комочков порошка и лепестков алюминия, получающихся в процессе пуль- веризации Содержание активного метала не менее 85 %. Остаток на сетке № 2 по ГОСТ 6613-86 не более 5 %, разрешает- ся поставка АПВ более крупной фракции
АПВ-М (микрокап- Порошок алюминиевый АПВ, об- Остаток порошка на сетке № 2 не
аудированный) работанный кремний- органическим реагентом более 5 %. Проход порошка через сетку № 005 не более 1 %. Допус- кается поставка более крупной фракции. Массовая доля влаги не более 0,5 %
АПВ-М 1 То же. Получают из первичного алюминия марки А5 по ГОСТ 11069-74 То же
ПА-ВВ-1 Вторичный алюминий Содержание активного металла не менее 85 %
ПА-ВВ-1С Алюминиевый сплав марки АК9М2 по ГОСТ 1588-73; допус- кается применение других сплавов Содержание активного металла не менее 85 % Остаток порошка на сетке № 014 не более 20 % Порошок должен полностью про- ходить через сетку № 0315
ПА-ВВ-2 Первичный алюминий с содержа- нием основного металла, соответ- ствующим марке АО и массовой долей примесей не более 1 % Содержание активного металла не менее 90 %
Порошок алюминиевый вторичный пассивированный
(ТУ 1791-114-00194091-95)
Порошок получают диспергацией расплава с последующим рассевом, обработкой
полиэтилсилоксановой жидкостью ПЭС-5. Он идентичен порошку марки АПВ-М (ТУ
48-5-152), но отличается от него по фракционному составу (полностью проходит че-
рез сетку № 2). Порошок изготавливают двух марок: АПВ-П - из алюминия марки
АВ-87 и АПВ-ПС - из алюминиевого сплава АК5М2.
Маркировка, упаковка, требования безопасности, правила приемки и проведения
испытаний, условия транспортирования и хранения - по ТУ 48-5-152. Гарантийный
срок хранения - 2 года с даты изготовления.
Порошок применяют при получении экзотермических смесей.
Порошок алюминиевый для производства жаропрочных сплавов
(АПЖ, ТУ 1791-99-024-99)
Порошок получают из первичного алюминия (ГОСТ 11069); состав порошка, %:
не менее 96 % А!^ не более 0,2 Fe, 0,12 Si, 0,01 Си, 0,08 Zn. Крупность порошка 2,5 мм.
Цвет сероватый, содержание видимых инородных включений не допускается.
6 - 1504
Упаковывается в металлические герметично закрывающиеся барабаны БТ-50-П и
БТ-50-1 вместимостью 50 дм3.
Масса партии порошка АПЖ - до 10 т. Гарантийный срок хранения порошка 6 мес
с момента изготовления.
Характеристика порошка:
НКПР вещества 10 г/м3;
температура воспламенения аэрозоля 810 К;
минимальная энергия зажигания 0,025 мДж;
максимальное давление при взрыве 0,66 МПа;
скорость нарастания давления при взрыве 63 МПа-с-1;
МВСК в защитной азотно-кислой среде 2,0-8,0 %.
При попадании воды возможно самовозгорание, особенно по мере увеличения
дисперсности порошка.
Производитель порошка: ОАО «Богословский алюминиевый завод» (624460, г.
Краснотурьинск Свердловской обл., ул. К. Маркса, 1).
Порошок алюминиевый с добавкой титана (АСД-Т, ТУ 1791-99-019-98)
Порошок получают диспергацией расплава металла нагретым азотом; изготавли-
вают порошок марки АСД-Т и АСД-Т-1, используя первичный алюминий (не ниже
марки А-6) и губчатый титан (не ниже марки ТГ-120).
Порошок имеет светло-серый цвет без видимых невооруженным глазом включе-
ний; форма частиц порошка сферическая. Содержание активного металла не менее
99,0 %. Другие характеристики приведены в табл. 3.23.
Таблица 3.23. Свойства порошков марки АСД-Т
Показатель Значение показателя
АСД-Т АСД-Т-1
Остаток на сите с сеткой, %, не более: №0125 №0180 Удельная поверхность, м2/г Содержание титана, % 0,3 0,09-0,15 0,35-0,60 0,5 0,08-0,15 0,20-0,40
Порошок упаковывают в металлические герметично закрывающиеся барабаны ти-
па БТ-50-П, БТ-50-1 емкостью 50 дм3.
Вещество взрыво- и пожароопасно, относится к группе легковоспламеняющихся
материалов. Масса партии - не более 5 т.
Маркировка, транспортирование, хранение, техника безопасности те же, что и для
порошков алюминия. Гарантийный срок 1 год с даты изготовления.
Порошок применяют при синтезе алюмоорганических соединений.
Производитель порошка: ОАО «Волгоградский алюминий» (400014, г. Волгоград,
ул. Шкирятова, 21).
Крупка алюминиевая первичная (АКП по ТУ 1791-99-023-99)
Для изготовления крупки используют первичный алюминий не ниже марки А5;
цвет - сероватый, порошок не содержит инородных включений, видимых невоору-
женным глазом. Состав крупки, %: активного алюминия не менее 98 %, не более 0,45
Fe, 0,3 Si, 0,04 Си, 0,6 Ti. Содержание фракций: 1250 мкм - не более 10 %, фракции
-100 мкм - не более 15 %.
Крупку упаковывают в герметичные металлические барабаны вместимостью 50 дм3,
в металлические бочки или мягкие контейнеры типа МКР (Биг-Бэг) массой брутто до
1,5 т.
Крупку поставляют партиями массой 25 т.
Крупку хранят в упаковке предприятия-изготовителя в сухих крытых складских
помещениях при температуре не выше 308 К на расстоянии не менее 1,5 м от отопи-
тельных приборов. Гарантийный срок хранения 1 год с момента изготовления.
Крупка относится к группе легковоспламеняющихся материалов, выделяет при
взаимодействии с водой горючие газы.
Алюминиевую крупку используют для производства ферросплавов.
Дробленные алюминиевые порошки AS фирмы «ЕСКА»
Крупность различных марок порошков приведена ниже:
Марка порошка Фракция, мм, не более || Марка порошка Фракция, мм, не более
AS 7 1,6 As 0,125-0,4 0,125-0,4
AS 5 1,0 AS 61 0,125
AS 0,4-1,6 0,4-1,6 AS 51 0,100
AS 05 0,4 AS 0,075-0,4 0,075-0,4
AS 91 0,315 AS 31 0,075
AS 0,2-0,63 0,2-0,63 AS 011 0,063
AS 81 0,2 AS 081 0,045
AS 71 0,16
Состав порошков, %: 99,5 А1, 0,2-0,5 О. Насыпная плотность 1,0 г/см3, форма час-
тиц неправильная. Размер партии порошка - до 8,5 т.
Порошок AS-10 крупностью не более 15 мкм обладает насыпной плотностью 0,6 г/см3
и удельной поверхностью до 6000 см2/г.
Порошки используют в алюмотермии, при производстве пиротехники и ВВ, пигмен-
тов, в химической, нефтехимической, металлургической (литье, получение сталей, свар-
ка) промышленности, для изготовления изделий методом порошковой металлургии.
Производитель порошка: ООО «УЭМ-ЭККА» (624091, г. В. Пышма Свердловской
обл., ул. Ленина, 1).
Другие порошки алюминия
Сведения о сырье, составе и основных областях применения других алюминиевых
порошков систематизированы в табл. 3.24.
Пудра алюминиевая для производства взрывчатых веществ
и пиротехнических составов (ГОСТ 5592-71 с изменениями 1^4)
Пудру получают из гостированного первичного алюминия марки не ниже А5 или
его отходов, соответствующих по химсоставу марке А5. Пудру выпускают 6 марок; их
свойства приведены в табл.3.25.
Масса партии пудры должна быть не более 5 т.
Для определения массовой доли жировых добавок (X, %) навеску пудры (0,05-0,3)
± 0,001 г помещают в фарфоровую лодочку, посыпают сверху прокаленным кварце-
Таблица 3.24. Сырье, состав и применение некоторых алюминиевых порошков
ГОСТ или ТУ Марка Исходное сырье Основное примене- ние Массовая доля, % Г ранулометрический состав Масса партии не более, т
А1 Fe Si Си
Крупка, ТУ 48- 21-202-72 КАР Алюминий марки не ниже А5 Алюмотермия оксида бария Основа 0,35 0,3 0,03 Удельная поверхность не менее 1600 см2/г 1,0
ТУ 48-05-80-73 АП Алюминий марок А5-А7 Металлургическая промышленность 98,0 0,4 0,3 0,03 На сите № 2 не более 5 % и полностью про- ходит через сетку №2,5 15
С добавкой ти- тана, ГОСТ 16667-72 АСД-Т Распыление нагре- тым азотом. Алю- миний марки не ниже Аб Для синтеза алюми- нийорганических соединений 99,0 На сите № 0125 не более 0,25 %. Удель- ная поверхность ОДО- ОД 6 м2/г. Форма час- тиц сферическая
Дисперсный, ТУ 48-01-82-71 ПАД Распыление азо- том. Алюминий марки А7 Для автомобильных смазок 99,0 0,2 0,17 На сите № 01 не более 5 %; на сите № 014 не более 0,5 % 2
Металлические порошки и порошковые материалы
Таблица 3.25. Свойства алюминиевых пудр
Марка Гранулометрический состав: остаток на ситах, %, не более Насып- ная плот- ность, г/см3 Химический состав, %
А1 актив- ный, не менее S1, не бо- лее Fe, не бо- лее Си и Zn, не более Вла- га, не бо- лее Жиро- вые добав- ки, не более
+0355 +025 +016 +01 +0063
ПП-1Л 0,3 — 8,0 — — 0,3-0,6 97 — — — — 0,6
ПП-1Т 0,3 — 8,0 — — 0,6-0,9 97 — — — — 0,6
ПП-2Л — 0,3 — 8,0 — 0,4-0,7 95 0,4 0,5 0,08 0,1 0,6
ПП-2Т — 0,3 — 8,0 — 0,7-1,3 95 — — — — 0,6
ПП-ЗЛ — — 0,3 — 12,0 0,5-0,8 93 — — — — 0,8
ПП-ЗТ - - 0,3 - 12,0 0,8-1,4 93 — — — - 0,8
Пр и м е ч а н и я: 1. Содержание железа, кремния, меди и цинка определяют по требо-
ванию потребителя. 2. Допускается по согласованию с потребителем поставка пудры с на-
сыпной плотностью, отличающейся от указанной в таблице. 3. В пудре марок ПП-1Т, ПП-2Т,
ПП-ЗТ допускаются частицы другой формы (отличающейся от пластинчатой).
вым песком и сжигают в трубчатой печи при температуре 800-850 °C в токе кислоро-
да; образующийся диоксид углерода поглощается в газоанализаторе:
СК
/л-0,76 ’
где С - массовая доля углерода по шкале аппарата, %; К - поправочный коэффи-
циент на температуру и давление; т - навеска пудры, г; 0,76 - эмпирический ко-
эффициент пересчета углерода на стеарин.
Принимают средний результат двух параллельных определений, расхождение ме-
жду которыми с доверительной вероятностью 0,95 не должно превышать 20 % отно-
сительно большего значения.
Пудру упаковывают в барабаны типа БТ-50-11 или БТ 0.50-1 вместимостью 50 дм3,
массой брутто не более 65 кг.
Гарантийный срок хранения пудры 1 год со дня изготовления.
Пудру используют для производства взрывчатых веществ и пиротехнических со-
ставов.
Пудра алюминиевая (ГОСТ 5494-95)
Пудру изготавливают истиранием первичного алюминия марки не ниже А5 по
ГОСТ 11069 или его отходов, по химическому составу не уступающих алюминию
марки А5. Получают пудру пяти марок: ПАП-1, ПАП-2, ПАГ-1, ПАГ-2, ПАГ-3 (табл.
3.26).
Партия алюминиевой пудры содержит продукт одной марки массой не более 5 т.
Гранулометрический состав определяют мокрым (в этиловом спирте) просеивани-
ем навески 1 ±0,001 г через набор стандартных сит.
Для определения кроющей способности на воде (%j, см2/г) навеску пудры
(0,05-0,3) ± 0,001 г равномерно рассыпают совочком из неискрообразующего мате-
риала на поверхности воды, ограниченной двумя пластинками. Пудру распределяют
по поверхности воды мягкой кисточкой. Сдвигая и раздвигая пластинки, добиваются
такого положения, чтобы вся ограниченная ими поверхность воды в сосуде была по-
Таблица 3.26. Свойства алюминиевой пудры различных марок
Марка Кроющая способ- ность на воде, см2/г, не менеее Г ранулометрический состав: остаток на ситах, %, не более Химический состав, % Всплываемость, %, не менее
А1 актив- ный, не менее Примеси, не более
+008 +0056 +0045 Fe Si Си Мп вла- ги жиро- вых доба- вок
ПАП-1 7000 1,0 — — — 0,5 0,4 0,05 0,01 0,2 3,8 80
ПАП-2 10 000 — 0,3 0,5 — 0,5 0,4 0,05 0,01 0,2 3,8 80
ПАГ-1 6000 1,5 — — 90 — — — — — 2,4 —
ПАГ-2 8000 — 0,7 — 88 — — — — — 3,0 —
ПАГ-3 10 000 — — 0,5 86 — — - - - 3,2 -
крыта сплошным ровным слоем пудры без просветов, морщин и складок. Определя-
ют поверхность воды, покрытую сплошным слоем пудры, и затем рассчитывают
кроющую способность по формуле
Х} = F/m,
где F - измеренная площадь, см2; т - навеска пудры, г.
Принимают результаты двух параллельных определений, расхождение между ко-
торыми с доверительной вероятностью 0,95 не должно превышать 5 % относительно
большего значения.
Для определения всплываемости (А2, %) навеску алюминиевой пудры 1,5 г поме-
щают в пробирку и добавляют 10 см3 раствора инден-кумароновой смолы в скипида-
ре (250 г инден-кумароновой смолы на 1 дм3 скипидара), температура 293±2 К.
Содержимое закрытой пробирки перемешивают встряхиванием, в пробирку вво-
дят стальной шпатель и перемешивают 10 с. Осторожно вынимают шпатель и подве-
шивают его вертикально. Когда жидкость со шпателя стечет, измеряют высоту участ-
ка шпателя, покрытого сплошным зеркальным покровом пудры, и общую глубину по-
гружения шпателя в смесь. Затем определяют всплываемость по формуле
х2 = (нюоун^
где Н—высота сплошной зеркальной поверхности, мм; - общая глубина погру-
жения шпателя, мм.
Принимают средний результат двух параллельных определений, расхождение ме-
жду которыми с доверительной вероятностью 0,95 не должно превышать 10 % отно-
сительно большего значения.
Гарантийный срок хранения пудры 1 год со дня изготовления; общий срок хране-
ния 1,5 года со дня изготовления
Пудра алюминиевая комкованная (ГОСТ 10096-76 с 3 изменениями)
Пудру изготавливают из первичного алюминия марки не ниже Аб по ГОСТ 11069
(или из отходов чистого алюминия, по химическому составу не уступающих марке
алюминия Аб) следующих четырех марок: АПС-1А, АПС-1Б, АПС-2, АПС-3 (табл.
Таблица 3.27. Свойства алюминиевых комкованных пудр различных марок
Марка Химический состав, %, не более Насыпная плотность, г/см3, не ме- нее Содержание магнитной фракции, г/100 кг, не более
А12О3 Fe жировые добавки влага
АПС-1А 6-8 0,20 0,25 0,1 0,9 0,7
АПС-1Б 6-8 0,25 0,25 0,1 1,0 1
АПС-2 9-12 0,25 0,30 0,1 1,0 2
АПС-3 13-17 0,25 0,30 0,1 1,0 3
Таблица 3.38. Гранулометрический состав пудр различных марок
Марка Остаток на сите с сетками, %, не более
№0315 №05 № 1
АПС-1А 15 0,3 —
АПС-1Б — — 0,3
АПС-2 — — 0,3
АПС-3 - — 0,3
3.27) . Пудру используют для изготовления жаропрочного деформируемого материала
типа САП. Срок хранения - 2 года со дня изготовления.
Гранулометрический состав пудр приведен в табл. 3.28.
Допускаются включения отдельных частиц, имеющих металлический блеск.
Партия алюминиевой комкованной пудры состоит из продукта одной марки мас-
сой не более 1,0 т.
Для определения количества магнитной фракции содержание любой банки (мас-
сой не более 10 кг) пропускают через магнитный сепаратор (квадратный кожух с се-
чением 16 см2, окруженной 8 магнитами, имеющими единичный поток не менее
0,2 мВб). Выделенную магнитную фракцию взвешивают с погрешностью не более
0,001г и соотносят с массой исходной навески.
Пудра алюминиевая вторичная (ПАВ ТУ 1791-001-00200992-93)
Пудру изготавливают из алюминия марок не ниже АВ87 (ГОСТ 295), литейных спла-
вов (ГОСТ 1583) и их отходов; содержание примесей в ней не превышает содержание
примесей в исходном сырье. Содержание в пудре, %: активного алюминия - не менее 80,
жировой добавки - не более 2,0. Кроющая способность на воде - не менее 3500 см2 /г.
Пудру упаковывают в металлические плотно закрывающиеся барабаны вместимо-
стью не более 60 дм3. Масса партии - не более 2,0 т. Барабаны с пудрой хранят при
температуре не выше 308 К в сухих крытых помещениях. Гарантийный срок хранения
1 год со дня изготовления.
Пудру используют в производстве газобетона, в качестве пигмента для красок.
Производитель пудры: ОАО «Каменск-Уральский ОЦМ» (623414, г. Каменск-
Уральский Свердловской обл., ул. Лермонтова, 40).
Порошки сплавов на основе алюминия
Порошки сплавов получают распылением расплава сжатым газом с последующим
рассевом или измельчением в шаровых мельницах. Сплавы готовят из марочных ме-
таллов в соответствии с ГОСТами.
Цвет порошков - серый; инородные включения, видимые невооруженным глазом,
не допускаются. Порошки упаковывают в металлические герметичные барабаны вме-
стимостью 50 дм3. Качество порошков оценивают по результатам испытаний средней
пробы.
При йаличии открытого огня взвеси порошков в атмосфере воздуха (> 40 г/м3)
взрывоопасны; порошки в насыпном состоянии пожароопасны, а при попадании во-
ды возможно самовозгорание, особенно по мере увеличения дисперсности порошка.
Температура самовоспламенения аэровзвеси 748 К.
Исключаются перемещение барабанов во время транспортировки, их переброска
или перекатывание боковой поверхностью. Порошки хранят в упаковке в закрытых
сухих помещениях; расстояние от барабанов с порошком до отопительных приборов
должно быть не менее 1 м.
По степени воздействия на организм человека сплавы алюминия относятся к 4
классу опасности. ПДК аэрозоля алюминия в воздухе рабочей зоны 2 мг/м3.
Большинство порошков сплавов на основе алюминия получают на ОАО «Волго-
градский алюминиевый завод» (400014, г. Волгоград, ул. Шкирятова, 21).
Порошок алюминиево-магниевого сплава (ГОСТ 5593-78 с 3 изменениями)
Порошок получают путем измельчения в шаровых мельницах сплава, приготов-
ленного из первичного алюминия марки не ниже А5 (ГОСТ 11069) и первичного маг-
ния (ГОСТ 804). Изготавливают следующие марки порошка: ПАМ-1, ПАМ-2, ПАМ-
3, ПАМ-4, ПАМ-ЗП, ПАМ-4П, ПАМ-5. Последние три марки без консервационных
смазок используют только для пиротехнических целей; другие - в черной металлур-
гии, химической промышленности.
Состав порошков, %: 48 - 52 А1, сумма активных металлов - не менее 99 % (для
ПАМ-5 - не менее 97 %), примеси не более: 0,2 Fe, 0,02 Cl; остальное - магний. Со-
держание влаги - не более 0,1 %, нерастворимого остатка 0,2 %.
Крупность порошка характеризуется данными, приведенными в табл. 3.29.
Насыпная плотность (г/см3) для порошков марок ПАМ-ЗП и ПАМ-4П составляет
соответственно 0,80 и 0,65. Удельная поверхность регламентируется для порошков
марок ПАМ-4П и ПАМ-5: соответственно 190-240 и не менее 250 м2/кг.
Не допускаются инородные включения, видимые невооруженным глазом, и слип-
шиеся комочки, не рассыпающиеся от легкого прикосновения. Масса партии порош-
ка 3-5 т.
Порошок транспортируют всеми видами крытого транспорта. Гарантийный срок
хранения 2 года со дня изготовления.
Порошок сплава САС-1 (ТУ 48-0107-42-80)
Сплав САС - алюминиево-кремниево-никелевый (ТУ-1-4-3 83-87). Порошок по-
лучают двух марок, различающихся гранулометрическим составом: САС-1-400 и
САС-1-50.
Порошки содержат, %: 25-30 Si, 5-7 Ni, остальное - алюминий; в порошке сплава
САС-1-50 регламентируется содержание оксида алюминия: не более 3,5 %.
Насыпная масса (г/см3) порошков этих марок не менее 1,3 и 1,0 соответственно. Ниже
приведены гранулометрические характеристики порошков (содержание фракций, мкм):
САС-1-400: 400 - 0,3 %; 315 - 1,0 %, остальное - 400, в том числе фракции -50 -
35-55 %;
Таблица 3.29. Гранулометрический состав порошков марок ПАМ
Марка Фракция частиц, мкм Массовая доля фракций, %, не более
ПАМ-1 +800 0,3
-800+700 8
-315 8
ПАМ-2 +450 0,3
—450+315 8
-140 8
ПАМ-3 +315 0,3
-315+160 8
-71 22
ПАМ-4 +160 0,3
-160+80 8
-40 Не менее 50
ПАМ-ЗП +315 0,3
-315+160 8
-160+100 33—47
-100+80 25—43
-80+56 6-27
-56 10
ПАМ-4П +160 0,3
-160+80 8
-80+56 6-20
-56+40 20-35
-10 59-70
ПАМ-5 80 0,3
40 10,0
САС-1-50: 80 - 0,3%, остальное -80.
Величина удельной поверхности порошка марки САС-1-50 должна быть
1800-2300 см2/г.
Порошок поставляют партиями массой не более 8 т (САС-1-400) и не более 5 т
(САС-1-50).
Гарантийный срок хранения 6 мес.
Порошки используют для изготовления деталей методом порошковой металлургии.
Порошок сплава С-80 марки ПАС (ТУ48-0107-77-88)
Порошок получают распылением расплава сплава С-80 (ТУ 95.01.34-76).
Содержание легирующих компонентов, %: 1,5-2,2 Ni, 1,5-2,5 Zn, 0,7-1,2 Мо, не
более 0,3 Fe.
Содержание фракции 315 мкм - не более 1,0 %, содержание влаги - не более 0,2 %.
Порошок поставляют партиями массой не более 5 т. Гарантийный срок хранения
3 года.
Порошок используют для изготовления деталей методом порошковой металлургии.
Порошок алюминия ультрадисперсный (ТУ 1790-023-07622928-97)
Порошок получают методом взрыва алюминиевой проволоки диаметром 0,3-0,05 мм.
Порошок содержит не более, %: 0,30 Си; 0,35 Fe; 0,05 Мп; 0,25 Ni; 0,01 Сг; 0,10 Si;
0,05 Zn.
Средний размер частиц - не более 0,15 мкм; удельная поверхность - не менее
10,0 м2/г; насыпная плотность - не менее 0,10 г/смл Величины среднего размера час-
тиц, удельной поверхности и насыпной плотности могут изменяться по требованию
заказчика.
Порошок расфасовывают в среде инертного газа в полиэтиленовые пакеты с по-
следующей заваркой, полиэтиленовые банки с завинчивающейся крышкой, металли-
ческие банки. Масса порошка в фасовке определяется требованием заказчика. После
расфасовки каждую упаковку помещают в полиэтиленовый чехол с последующей за-
варкой.
Транспортировка и хранение упакованного порошка производится в герметичной
таре в крытых отапливаемых помещениях.
В связи с высокодисперсной структурой порошка при работе с ним необходимо
применять средства индивидуальной защиты кожных покровов и органов дыхания.
По степени воздействия на организм человека порошок относится к 3 классу опас-
ности, ПДК - 2 мг/м3.
Порошок используют для изготовления фильтров тонкой очистки промышленных
и растительных масел, биологических систем, растворов химической, пищевой и ме-
дицинской промышленности, для очистки воды.
Производитель порошка: ФГУП «Сибирский химический комбинат» (636000, г.
Северск Томской обл., ул. Курчатова, 1).
3.2.4. Ванадиевый порошок электролитический (ТУ 48-4-335-86 с 2 изменениями)
Ванадий трех марок ВЭЛ-1, ВЭЛ-2, ВЭЛ-3 в форме мелких кристаллов и дендри-
тообразных сростков получают электролизом расплавов. Состав порошков приведен
в табл. 3.30.
Не допускается присутствие посторонних механических примесей. Ванадий по-
ставляют партиями, полученными в одном технологическим цикле массой не более
100 кг, сопровождаемыми документом о качестве.
Для проверки свойств порошка отбирают пробу массой не менее 20 г.
Ванадий упаковывают в двойные полиэтиленовые мешки или стеклянные банки с
навинчивающейся крышкой из полимерного материала, а затем в деревянные ящики.
Масса нетто каждого ящика - не более 60 кг.
Ванадий хранят в упаковке в крытых складских помещениях. Гарантийный срок
хранения ванадия 12 мес с момента изготовления.
Ванадий относится ко 2 классу опасности; ПДК в воздухе рабочей зоны 1 мг/м3.
Ванадий проявляет общетоксическое действие, вызывает изменения в кровообраще-
нии, нервной системе, способен накапливаться в печени, почках, костях.
Порошок крупностью менее 100 мкм горюч; температура самовоспламенения
740±10 К. Нижний концентрационный предел воспламенения 295±5 г/м3. При контак-
те с водой, кислородом воздуха порошок устойчив при комнатной температуре. Для
тушения применяют порошки на основе инертных хлоридов натрия и калия.
Ванадий используют для производства сплавов.
Таблица 3.30. Химический состав марок ванадия
Марка Содержание примесей, %, не более
Fe Ni N О Al Si С s
ВЭЛ-1 0,01 0,01 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,005
ВЭЛ-2 0,1 0,04 0,04 0,1 0,01 0,01 0,01 0,005
ВЭЛ-3 0,1 0,1 0,05 0,1 0,01 0,01 0,01 0,005
Производитель порошка: АООТ «Уралредмет» (624092, г. В. Пышма Свердловской
обл., ул. Петрова, 59).
3.2.5. Вольфрамовые порошки
Вольфрам металлический в виде порошка (ТУ 48-19-101-84 с изменениями 1-3)
Вольфрамовый порошок марок ПВЗК, ПВ-0 и ПВ-1 получают водородным восста-
новлением оксидов вольфрама. Химический состав марок вольфрамовых порошков
приведен в табл. 3.31.
Порошок не должен содержать посторонних включений и крупных конгломератов.
Дисперсность порошка, определяемая по поглощению паров метанола, составля-
ет, мг/г:
0,02-0,07 - для изготовления твердых сплавов;
0,04-0,07 - для изготовления изделий разного назначения. Назначение порошка и
его дисперсность оговариваются в наряде-заказе.
Насыпная плотность порошка составляет 2,0-5,5 г/см3.
Порошок упаковывают в банки из белой жести или (по согласованию с потребите-
лем) в запаянные двойные полиэтиленовые мешки; масса порошка в банке или меш-
ке не должна превышать 25 кг Две банки или два мешка упаковывают в деревянные
ящики; свободное пространство заполняют ватой или ставят деревянные прокладки.
Допускается упаковка в картонные барабаны: в этом случае 40 кг порошка засыпают
в одинарный полиэтиленовый мешок, его герметизируют. В тару вкладывают упако-
вочный лист, сертификат (в первый ящик или барабан) установленного образца.
Вольфрамовый порошок поставляют партиями массой не менее 700-1500 кг.
Порошок транспортируют авиационным, автомобильным, железнодорожным
транспортом в соответствии с отраслевыми правилами.
Порошок хранят в упаковке в сухом отапливаемом помещении в условиях, ис-
ключающих механическое повреждение тары и попадание на вольфрам влаги и ак-
тивных химических веществ. Гарантийный срок хранения 6 мес с момента приема
ОТК завода.
Вольфрамовый порошок по токсичности относится к 4 классу опасности по ГОСТ
12.1.005. Пыль его вызывает раздражение глаз, кожи, верхних и глубоких дыхатель-
ных путей, бронхиальную астму, нарушение со стороны желудочно-кишечного трак-
та. ПДК аэрозоли вольфрама в рабочей зоне 6 мг/м3, в воде водоема 0,05 мг/дм3.
Вольфрамовый порошок пожаро-взрывобезопасен, не образует токсических со-
единений в воздушной среде и сточных водах.
Вольфрамовый порошок применяют для изготовления отдельных марок твердых
сплавов, специальных изделий порошковой металлургии.
Производитель порошка: ОАО «Победит» (Республика Северная Осетия - Алания,
362000, г. Владикавказ, ул. Дивизионная, 1).
Таблица 3.31. Химический состав порошков вольфрама
Марка Массовая доля примеси, %, не более
Fe Al Р S Ni Si Са Mo О и влаги
ПВЗК 0,018 0,003 0,005 0,004 0,008 0,003 0,005 0,19 0,18
ПВ-0 0,02 0,01 0,005 0,004 0,008 0,005 0,005 0,3 0,25
ПВ-1 0,02 0,01 0,005 0,01 0,008 0,01 0,01 0,3 0,25
Порошок вольфрамовый специальный (ТУ 48-4205-62-2000)
Порошок получают восстановлением триоксида вольфрама в токе водррода для
нужд твердосплавной продукции. Содержание вольфрама в порошке не менее 99,9 %;
содержание остальных примесей, не более, %: по 0,002 Sn, Mg, Мп, Al; по 0,005 Si,
Си; по 0,01 Сг, Na, К, С, S, Ni, Са; 0,02 Fe, 0,025 Nb, 0,045 Мо.
Содержание ниобия, хрома, никеля, меди, магния, олова и марганца обеспечивает-
ся технологически и контролю не подлежит.
Содержание вольфрама определяют по разности между 100 % и суммой опреде-
ляемых примесей в процентах без учета содержания кислорода, приведенного ниже:
Марка порошка
W 1,35
W 4,0
W6,l
W 9,5
W 16,5
Содержание кислорода,
мае. %, не более
0,15
0,08
0,06
0,05
0,04
Регламентируемые значения насыпной плотности порошков, их дисперсность и
гранулометрический состав указаны в табл. 3.32-3.34.
Масса вольфрамового порошка, упакованного в полиэтиленовый мешок или в бан-
ку оцинкованной стали, не должна превышать 40 кг.
Требования по опробованию, маркировке, транспортировке, хранению порошка,
по технике безопасности и противопожарным мерам аналогичны требованиям, изло-
женным ранее.
Гарантийный срок хранения 6 мес с момента приемки продукции ОТК.
Производитель порошка: АОО «Кировградский завод твердых сплавов» (624140, г.
Кировград Свердловской обл., ул. Свердлова, 26а).
Таблица 3.32. Насыпная плотность вольфрамовых порошков различных марок
Марка порошка Насыпная плотность, г/см3
W 1,35 W4,0 W6,l W 9,5 W 16,5 Примечание. В последи нии по методике фирмы «Карбол 1,85-2,21 2,95-4,17 3,62-4,35 4,23-5,02 5,69-6,91 ей графе даны нормы насыпно эй» у заказчика. 1,65-2,01 2,75-3,97 3,42-4,15 4,03-4,88 5,49-6,71 й плотности при ее определе-
Таблица 3.33. Дисперсность вольфрамовых порошков
Марка порошка Средний размер частицы порошка по Фишеру, мкм
W 1,35 W 4,0 W6,l W 9,5 W 16,5 1,25-1,45 3,70-4,50 5,70-6,70 8,50-10,50 19,0-24,0
Примечание. Частицы порошка имеют форму многогранников кубической симмет-
рии.
Таблица 3.34. Гранулометрический состав вольфрамовых порошков
Марка по- рошка Метод рентгеноседиментации Метод фотоседиментации
граничные размеры частиц, мкм мае. % граничные размеры частиц, мкм % поверхности
W 1,35 0-1 34-45 < 1 25-40
1-2 39-45 1-3 45-70
2-3 7-15 3-6 0-10
3-5 1-8 6-9 >9 0-5 Остальное
W 4,0 0-1 2-10 — —
1-2 6-17 <3 15-45
2-3 16-28 — —
3-4 16-21 3-6 20-45
4-5 13-18 — —
5-6 7-16 6-9 10-25
6-7 3-10 — —
7-8 2-6 9-20 10-25
8-9 5 (max) — —
9-10 4 (max) >20 Остальное
10-25 Остальное —
W6,l 0-1 1-9 — —
1-2 1-8 3 5-25
2-3 7-14 — —
3-4 11-18 3-6 15-30
4-5 12-19 — —
5-6 12-19 6-9 15-30
6-7 7-8 9-15 6-11 9-20 30-45
8-9 3-7 >20 Остальное
9-10 6 (max) — —
10-15 7 (max) — —
15-25 Остальное — —
Примечание. По дополнительному соглашению сторон показатели граф 2 и 3 для W 1,35 браковочным признаком не являются
Порошок вольфрамовый плазменного восстановления (ТУ 48-19-401-90)
Химический состав порошка, %: не менее 99,795 W; не более: 0,003 А1; 0,004 S;
0,005 Р; по 0,006 Si, Са; по 0,008 Fe, Ni; 0,015 Na; 0,15 Mo; 0,3 влаги и кислорода.
Средний диаметр частиц порошка (по Фишеру) 0,7-1,0 мкм; порошок должен про-
ходить через сетку 018.
Порошок упаковывают в банки из белой жести с пропаянными швами; банки уп-
рочнены ребрами жесткости, закрыты крышками. Масса нетто порошка в банке не ме-
нее 10 кг. Каждые две банки помещают в дощатые ящики, устанавливают деревянные
прокладки, свободный объем заполняют ватой. Масса брутто ящика не более 50 кг.
Масса партии порошка не менее 400 кг.
Гарантийный срок хранения 6 мес с момента упаковки продукции заводом-изгото-
вителем.
Порошок используют для металлизации керамических изделий, применяемых в
электронной промышленности.
Порошок вольфрамовый марки ПВТ-У (ТУ 48-19-352-91)
Порошок получают восстановлением вольфрамового ангидрида (ТУ 48-19-35-79,
сорт А); состав порошка, %: не менее 99,878 W, не более: 0,002 А1; по 0,003 Р, S, С, As;
по 0,005 Si, Са; 0,008 Ni; 0,01 К; по 0,015 Fe, Na; 0,05 Mo; по 0,12 кислорода и влаги.
Средний размер частиц порошка (по Фишеру) 5,5-7,0 мкм. Порошок должен про-
ходить через сито № 009-010. Насыпная плотность порошка 3,5-5,0 г/см3. Относи-
тельная дисперсность, определяемая по абсорбции паров метанола, 0,02-0,045 мг/г.
Содержание фракции, мкм: до 3,0 - не более 22 %; 3-6 - 25-45 %; 6-9 - 15-35 %;
9-20 - 15-40 %; более 20 - менее или равно 10 %.
Упаковка, маркировка порошка, условия хранения и транспортировка описаны в
предыдущем подразделе.
Масса партии порошка, полученного из одной партии сырья по одной технологии
равномерно усредненного, не менее 1000 кг.
Гарантийный срок хранения порошка 2 года с момента приемки продукции ОТК.
Порошок используют для изготовления изделий специального назначения.
Порошок вольфрамовый (ТУ 48-19-72-92)
В зависимости от исходного сырья порошок выпускают 3 марок:
Сырье
Паравольфрамат аммония, WO3, сорт А
Паравольфрамат аммония повышенной
чистоты, WO3, сорт А
Паравольфрамат аммония, WO3
Марка
ПВН
ПВВ
ПВТ
Название
Порошок вольфрамовый низкоактивный
Порошок вольфрамовый высокой чисто-
ты
Порошок вольфрамовый технический
Состав некоторых порошков вольфрама представлен в табл. 3.35.
Средний диаметр частиц порошка (по Фишеру), мкм: ПВН 3,5-6,0 (содержание
частиц крупнее 4 мкм не должно превышать 40 %); ПВВ 0,8-1,7; ПВТ 3,5-5,0.
Насыпная плотность порошка регламентируется для марок ПВТ и ПВН: 3,0-
5,5 г/см3.
Таблица 3.35. Химический состав марок порошков вольфрама
Компонент Содержание компонента, %, в марках
ПВН*1 ПВВ*2 ПВТ
Fe 0,008 0,006 0,02
Al 0,001 0,001 0,002
Si 0,003 0,002 0,005
Са 0,005 0,002 0,005
Ni 0,005 0,005 0,008
Р 0,005 0,004 0,005
S 0,004 0,004 0,004
Mo 0,04 0,02 0,2
С 0,003 0,003 0,003
As 0,005 0,003 0,03
К 0,02 0,02 0,02
Na 0,015 0,01 0,02
Потери при прокаливании 0,25 0,35 0,20
Массовая доля вольфрама Остальное
*'Допускается: 0,01 Fe, 0,007 Ni, 0,005 Si, 0,002 Al.
*2Допускается: 0,008 Ni, 0,002 Al.
Порошок должен полностью проходить через сетку № 018 и № 010 для марок
ПВН, ПВВ и через сетку № 018 и № 014 для марки ПВТ.
Техника упаковки, маркировки, отбора проб порошка, его транспортировки и хра-
нения описаны выше. Масса порошка в банке не должна превышать 25 кг; масса пар-
тии - не более 1000 кг. Гарантийный срок хранения порошка марок ПВВ, ПВН - 6
мес, ПВТ - 2 года с момента приема продукции ОТК.
Порошок используют для изготовления компактного металла, твердых сплавов и
изделий специального назначения.
Порошок вольфрамовый восстановленный (ТУ 14-22-143-2000)
Порошок получают восстановлением соединений вольфрама (оксидов, вольфра-
матов) водородом. Химический состав марок порошка приведен в табл. 3.36.
Средний размер частиц (мкм) порошка марки ПВ1 равен 0,8-1,7, а порошка марки
ПВ2 - 3,8-6,0 (доля частиц крупнее 4 мкм не более 40 %). Крупность порошка минус
100 мкм. Форма частиц порошка равноосная, но не сферическая. Насыпная плотность
порошка марки ПВ2 составляет 3-5,5 г/см3. Посторонние включения не допускаются.
Технологические свойства приведены в табл. 3.37.
Порошок упаковывают в полиэтиленовые мешки, их запаивают и помещают в
стальные барабаны; масса нетто упаковочной единицы не более 150 кг.
Порошок принимают партиями массой до 2000 кг.
Порошок перевозят всеми видами крытого транспорта; его хранят в упаковке из-
готовителя в закрытых складских помещениях. Гарантийный срок хранения 12 мес со
дня изготовления.
Таблица 3.36. Химический состав марок восстановленного порошка вольфрама
Элемент Нормы для марки
ПВ1 ПВ2
W > 99,925 % > 99,891 %
Массовая доля примесей,%, не более
Na 0,010 0,015
Al 0,001 0,001
Si 0,002 0,003
Р 0,004 0,005
К 0,02 0,02
Са 0,002 0,005
Fe 0,006 0,008
Ni 0,005 0,005
As 0,003 0,005
Мо 0,04 0,02
Cd 0,0002 0,0002
Sn, Pb, Bi, Ti no 0,0001 0,0001
Sb 0,0004 0,0004
c 0,003 0,003
s 0,004 0,004
V 0,0007 0,0007
Потеря массы при прокалива- нии в водороде (кислород и влага) 0,2 0,3
Примечание. Массовую долю вольфрама находят путем вычитания из 100 % суммы
определяемых примесей без учета газообразующих примесей - кислорода, углерода и серы.
Таблица 3.37. Технологические свойства восстановленного порошка вольфрама
Наименование показателя Значения для марки
ПВ1 ПВ2 Смесь порошков: 30 % ПВ1 и 70 % ПВ2
Плотность прессовки, г/см3, не менее при давлении, МПа:
300 10,0 11,5 11,5
700 11,5 13,5 13,2
Предел прочности, МПа прес- совки при изгибе, не менее 5,0 6,0 5,0
Примечание. Порошок с добавлением смазки: 1,5 % стеарата цинка.
Порошок используют для производства спеченных и деформируемых полуфабри-
катов, твердых сплавов.
Производитель порошка: ОАО «Полема-Тулачермет» (300016, г. Тула, ул. Прже-
вальского, 3).
3.2.6. Гафний порошковый (ТУ 48-4-176-97)
Порошок получают кальцийтермическим восстановлением и выпускают под мар-
ками ГФМ-1 и ГФМ-2. Содержание примесей в порошках гафния приведено ниже,
мае. %, не более:
Zr Al Fe Са Si Mg Ti
ГФМ-1 1,0 0,01 0,15 0,10 0,05 0,008 0,01
ГФМ-2 2,0 0,04 0,20 0,15 0,10 0,010 0,05
Крупность порошка 180 мкм; остаток на сетке не должен превышать 3 %.
Для обеспечения безопасности при хранении и транспортировке порошок должен
содержать не менее 10 % воды, а при длительном хранении - не менее 14 % воды.
Порошок упаковывают в двойные полиэтиленовые мешки (внутренний завязыва-
ют и пломбируют, а наружный завязывают); масса порошка нетто - не более 5 кг. Ме-
шок с порошком помещают в металлическую банку № 9 (ГОСТ 6128), выложенную
внутри хлопковой тканью, и закрывают крышкой. Для упаковки применяют ящики
(ГОСТ 2991-85, тип I или П-1); в ящик помещают от 1 до 4 банок, разделенных про-
кладками из негорючего материала. Масса брутто ящика - не более 25 кг, масса нетто -
не более 20 кг. В банку № 1 каждой партии вкладывают контрольную пробу, масса ко-
торой учитывается в массе партии. Масса партии 200 кг, сопровождается документом
о качестве.
Порошок гафния хранят в упаковке предприятия-изготовителя в крытых склад-
ских помещениях, исключающих наличие паров кислот и щелочей. При перемещении
ящиков с порошком не допускаются их кантовка, резкие удары. Вручную разрешает-
ся переносить не более двух банок. Гарантийный срок хранения 6 лет.
Порошок гафния по степени воздействия на организм человека относится к 4 клас-
су опасности. Он обладает слабовыраженным кожно-раздражающим и слабым кожно-
резорбтивным действием. Не оказывает раздражающего действия на слизистые обо-
лочки глаз, не обладает аллергенным действием.
ПДК гафния в воздухе рабочей зоны составляет 6 мг/м3.
Порошок гафния в воздушной среде, сточных водах в присутствии других веществ
и факторов токсичных соединений не образует. Это пирофорное вещество воспламе-
няется от трения, удара, нагревания, искр механического или электрического проис-
хождения. Возможно самовозгорание порошка при пересыпании. Температура само-
воспламенения порошка составляет 500-570 К, нижний концентрационный предел
воспламенения аэровзвеси - выше 660 К.
Для тушения порошка металла применяют порошкообразный глинозем и специ-
альные огнетушащие порошки типа ПХ, ПГС и ПГС-М.
Не допускается тушение порошка гафния водопенными составами, углекислотой,
водой, хладонами. Работающие должны быть обеспечены противогазами типа ИК.
Предусматривают меры по предотвращению накопления в помещении статического
электричества.
Применяют инструмент из латуни, алюминия и дерева; не допускается использо-
вание оргстекла или другого материала, аккумулирующего заряды электричества.
Все виды работ с порошком гафния производят вдали от горячих печей, накален-
ных предметов и возможных источников искры.
Скопление металлической пыли гафния на полу, оборудовании и инструменте не
допускается. Рабочая поверхность аппаратуры, соприкасающаяся с порошком гафния,
не должна иметь дефектов (трещин, раковин).
В производственных помещениях и помещениях для хранения порошка работаю-
щие должны находиться в обуви без металлических гвоздей, а спецодежда должна
быть изготовлена из ткани с огнестойкой обработкой.
В производственных помещениях запрещается пользоваться открытым огнем,
производить сварочные работы, хранить лекговоспламеняющиеся вещества (керосин,
бензин, ацетон и др.)
Порошок гафния используют для производства компактного гафния, препаратов
на его основе, а также в специальных целях.
3.2.7. Порошок золота мелкозернистый (ТУ 11-ЕТО.035.458-90)
Цвет порошка - от светло-желтого до темно-коричневого; инородные примеси не
допускаются. Содержание золота - не менее 99 %; насыпная плотность 4,0-6,0 г/см3.
Доля фракций, %, не менее: 1,2 мкм - 10; 1,5 мкм - 50; 2,5 мкм - 90.
Порошок расфасовывают в специальную герметичную тару вместимостью, см3 (в
скобках указана масса порошка, г): 40 (120-150); 160 (150-700); 280 (700-1500); 500
(1500-2400); 1000 (2400-5000). Ее помещают в потребительскую тару, которую опе-
чатывают и пломбируют. Потребительскую тару укладывают в дощатый ящик вместе
с упаковочной ведомостью.
Для контроля соответствия порошка требованиям ТУ проводят квалификацион-
ные (К), приемо-сдаточные (С), периодические (П), на сохраняемость упаковки (СУ)
испытания.
Порошок выпускают партиями массой до 10 кг. Порошок в исходной упаковке хра-
нят в закрытых сухих отапливаемых помещениях при температуре 278-313 К при от-
сутствии агрессивных паров и относительной влажности не более 80 % (298 К).
Гарантийный срок хранения порошка 6 мес.
Порошок используют для изготовления паст.
3.2.8. Индий порошковый (ТУ 48-0213-5/0-86 с учетом изменений 1-6)
Порошок индия (марка ПИР) получают распылением расплава индия; должен
удовлетворять требованиям, приведенным ниже:
Показатель
Цвет........................................
Массовая доля суммы примесей (Cd, Fe, Pb, Sn,
TI, Ni, Cu), %, не более....................
Насыпная плотность, г/см3...................
Норма
Серый (от светлого до темного оттенка)
0,5
1,3-3,2
Массовая доля остатка после просева через сито
с сеткой № 016, %, не более..........1,0
Массовая доля фракции, проходящей через сито
с сеткой № 0050, %, не менее..........70
Примечания:
1. По согласованию сторон может производиться поставка порошка другой дисперсности.
2. Массовая доля индия определяется условно как разность между 100 % и суммой массо-
вых долей указанных примесей.
3. По согласованию сторон может производиться поставка порошка с массовой долей
фракции, проходящей через сито с сеткой № 010 не менее 100 %.
Массовую долю примесей определяют с использованием атомно-абсорбционно-
го спектрофотометра. Гранулометрический состав определяют ручным просевом
навески 10+0,01 г через набор сит с проволочными сетками по ГОСТ 6613-86 в те-
чение 1 ч.
Цвет порошка, отсутствие посторонних включений контролируют визуально.
Порошок упаковывают в стеклянные банки с притертыми, резиновыми или завин-
чивающимися крышками либо в запаянные двойные полиэтиленовые мешки. Стек-
лянные банки упаковывают в деревянные ящики, изнутри выстиланные мягким про-
кладочным материалом.
Порошок индия поставляют партиями массой не менее 500 г, полученной за один
технологический цикл.
При хранении и транспортировке порошок должен быть защищен от воздействия
влаги, кислот и щелочей. Хранят его в закрытом помещении в упаковке изготовителя;
гарантийный срок хранения 2 года с момента изготовления.
Порошок индия нетоксичен, пожаро- и взрывобезопасен. При производстве его
возможно выделение аэрозоля оксида индия, вдыхание которого вызывает отравление
общетоксического действия, как и вещества 3 класса опасности. ПДК оксида индия
4 мг/м3 в воздухе рабочей зоны.
Порошок индия применяют при изготовлении композиционных материалов.
Производитель порошка: ОАО «Челябинский цинковый завод» (454008, г. Челя-
бинск, Свердловский тракт, 24).
3.2.9. Кобальтовые порошки
Кобальтовый порошок электролитический (ГОСТ 9721-79)
Порошок получают электролизом водных растворов. Химический состав марок
порошков представлен в табл. 3.38.
Размер частиц порошка должен быть менее 71 мкм; допускается содержание фрак-
ции +71 мкм не более 4 % от массы партии. Массовая доля фракции -45 мкм должна
составлять не менее 30 %.
Насыпную плотность порошка определяют по согласованию с потребителем.
Кобальтовый порошок одной марки принимают партиями массой не более 500 кг.
Каждая партия сопровождается документом о качестве.
Таблица 3.38. Химический состав порошков кобальта
Марка Со, не менее Содержание примеси %, не более *
Fe Si Ni С Си Потеря массы при прокалива- нии в водороде
ПК-1у 99,25 0,2 0,025 0,4 0,02 0,04 0,1
ПК-1 99,2 0,2 0,03 0,4 0,02 0,05 0,1
ПК-2 98,2 0,5 0,05 1,0 0,05 0,10 0,1
‘Массовая доля влаги в порошке не должна превышать 0,15 %.
Кобальтовый порошок упаковывают в герметичные металлические банки или в
полиэтиленовые бутыли вместимостью не более 10 л. Банки и бутыли упаковывают в
плотные окантованные деревянные ящики массой брутто не более 50 кг (по согласо-
ванию с потребителем - не более 80 кг).
Порошок хранят в закрытых отапливаемых помещениях; гарантийный срок хране-
ния 4 мес со дня изготовления.
Кобальтовый порошок при нормальных условиях негорюч (температура воспламе-
нения 643 К), пожаро- и взрывобезопасен, токсичен. Класс опасности 2 по ГОСТ
12.1.005-76. Вдыхание кобальтового порошка приводит к заболеванию органов дыха-
ния, кроветворения, паренхиматозных органов и кожи.
ПДК кобальта в воздухе рабочей зоны не должна превышать 0,5 мг/м3.
Порошок кобальта используют для производства изделий методами порошковой
металлургии и магнитов.
Производитель порошка: РАО «Норильскникель» (663300, г. Норильск, пл. Гвар-
дейская, 2).
Кобальт металлический порошкообразный (СТП 19-4205-214-95)
Порошок получают восстановлением оксида кобальта водородом; его используют
в качестве шихтового компонента при производстве твердосплавных изделий методом
порошковой металлургии.
Химический состав порошков кобальта приведен в табл. 3.39.
Насыпная плотность порошка колеблется в пределах 1,15-1,3 г/см3 в зависимости
от объема последующего использования.
Крупность порошка - 45 мкм.
Порошок затаривают в бачки, изготовленные из нержавеющей стали, в каждый из
которых вкладывается сертификат качества.
Таблица 3.39. Химический состав порошков кобальта, полученных
из различных видов оксида кобальта
Нормативный документ на исходный оксид кобальта Со, не менее Содержание примесей, мае. %, не более
О Na Са Ni Си
ТУ 48-19-33-79 97,0 0,5 0,025 0,03 0,8 —
ТУ 48-4206-536-92 92,0 0,5 0,05 0,1 8,0 0,3
УЗ 0193940-537-95 93,0 0,5 0,06 0,045 6,0 —
ГОСТ 18671 (марка КО 1) 97,0 0,5 - 0,08 0,3 0,02
Масса партии порошка, изготовленного по одной технологии за конкретный про-
межуток времени, усредненного в одном агрегате, составляет 100-300 кг.
Производитель порошка: АОО «Кировградский завод твердых сплавов» (624140,
г. Кировград Свердловской обл., ул. Свердлова, 26а).
3.2.10. Магниевые порошки
Порошок магниевый распыленный (ПМР) (ТУ 1791-009-99-96) (опытная партия)
Порошок получают распылением расплава магния (ГОСТ 804); марки и свойства
порошка приведены в табл. 3.40.
Таблица 3.40. Свойства магниевого распыленного порошка
Марка Химический состав, % Г ранулометрический состав
Mg, не менее Массовая доля примесей, не более массовая доля влаги
Fe Si Ni Zn
ПМР-1 96 0,05 0,02 — — 0,03 97 % фракции -200 мкм
ПМР-2 95 0,05 0,02 — — 0,03 97 % фракции -100 мкм
ПМР-3 96 0,05 0,02 0,2-3,0 0,05-0,5 0,02 97 % фракции -400 мкм
Порошок упаковывают в металлические герметичные барабаны вместимостью
50 дм3; масса брутто - не более 50 кг. В маркировке порошка дополнительно указы-
вают манипуляционные знаки «Огнеопасно», «Беречь от влаги».
Порошок поставляют партиями массой не более 500 кг.
Барабаны с порошком хранят в закрытых складских помещениях в вертикальном
положении на расстоянии не менее 1,5 м от отопительных приборов. Гарантийный
срок хранения 2 года со дня изготовления.
Порошок используют для нужд химической промышленности, в черной метал-
лургии.
Производитель порошка: РКТЦМ-ВАМИ (199106, С.-Петербург, В.О., Средний
проспект, 86).
Магний гранулированный (ТУ 1714-350-12014415-93)
Опытные партии гранулированного магния получают центробежным распылени-
ем жидкого магния марки МГ-90 на воздухе в магнитном поле.
Состав гранул, %: не менее 99,9 Mg, не более 0,04 Fe, 0,03 Мп, 0,02 А1, 0,01 Na,
0,009 Si, 0,004 Си, 0,001 Ni. Насыпная плотность 1,0 г/см3.
Сведения о крупности гранул магния приведены в табл. 3.41.
Таблица 3.41. Гранулометрический состав
Марки Содержание фракций, %, крупностью, мм
<0,2 0,2-0,4 0,4-1,0 > 1,0 < 1,4 1,0-2,0 <3,0
МГ-90 гр-1 <2 >25 >55 <5 100
МГ-90 гр-2 <2 < 10 >40 - - >40 100
Гранулированный магний упаковывают в мешки-вкладыши из полиэтиленовой
пленки, вложенные в стальные бочки объемом 250 л. Его поставляют партиями мас-
сой от 250 до 5000 кг.
Производитель порошка: ОАО «Ависма» (618421, г. Березники Пермской обл.).
Магний гранулированный шаровидный (ТУ 1714-435-05785388-96)
Гранулированный шаровидный магний получают диспергированием расплава маг-
ния электромагнитными полями в солевом расплаве. Материал обладает хорошей сы-
пучестью, гранулы покрыты солевой пленкой. Фракции -5 и +15 мм возвращают на
переплавку.
Характеристика гранулированного шаровидного магния приведена ниже:
Массовая доля металлического магния, % . . . . 92-98
Массовая доля хлорид-ионов, %, не более .... 2
Массовая доля алюминия, %, не более...0,02
Массовая доля меди, %, не более.......0,005
Гранулометрический состав.............3-20 мм, в том числе 94 % фракции 5-15 мм
Масса партии шаровидного гранулированного магния допускается до Ют; каждая
партия сопровождается сертификатом качества. Продукт поставляют в барабанах и
бочках вместимостью 50-250 дм3.
Гранулированный магний относится к опасным грузам класса 9, подкласса 9.2,
классификационный шифр 921; представляет опасность при транспортировании нава-
лом водным транспортом.
Гранулированный магний перевозят всеми видами крытого транспорта в соответ-
ствии с правилами перевозки груза на конкретном виде транспорта.
Гарантийный срок хранения 6 мес со дня изготовления.
Поверхность гранул магния покрыта пленкой хлоридов металлов, оксидом магния -
соединений, относящихся к третьему классу опасности (ПДК составляет 5 мг/м3).
Гранулированный шаровидный магний используют в производстве кремнийорга-
нических соединений.
Магний гранулированный в солевой оболочке (ТУ 1714-443-05785388-97)
Гранулированный магний в солевой оболочке получают тем же способом, что и
гранулированный шаровидный магний. Этот продукт используют при добыче нефти
(для закрепления выноса песка в нефтенасыщенных коллекторах скважин).
Характеристика гранулированного магния в солевой оболочке приведена ниже:
Массовая доля металлического магния, %.......65
Массовая доля хлоридов, %, не более..........20
Массовая доля оксида кремния, %, не более....5,0
Массовая доля примесей, %, не более..........10
Содержание фракций 1,0 мм, %, не менее.......95
Примечание. Оксид кремния вводят в сплав по расчету. Анализ на содержание оксида
кремния не производится.
Магний гранулированный (ТУ 1104-43055164-001-98)
Порошок получают механической обработкой слитков магния марки МГ-90. Маг-
ний марки МГП-99 производят из чистого чушкового магния, магний марки МГП-
99/5 - путем дополнительной обработки гранулированного магния типа МГП поверх-
ностно-активными веществами на основе металлургического оксида кальция СаО (из-
вести) для повышения огнестойкости материала.
Марки порошков и их свойства приведены в табл. 3.42 и 3.43.
Таблица 3.42. Гранулометрический состав порошков
Марка Содержание фракций, %, крупностью, мкм
1000 -1000 +800 -800 +500 -500 +200 -200
МГП-99 300/800 — < 10 >50 <45 —
МГП-99 200/1000 5 <20 >50 <25 —
МГП-99 600/1500* <35 >35 > 15 <5 -
‘Лимитируется содержание фракций -500+300 мкм.
Таблица 3.43. Насыпная плотность и химический состав порошков
Марка Насыпная плотность, г/см3 Mg, не менее, % Массовая доля примесей, %, не более
Fe Si Ni Си Al Мп Na СаО
МГП-99 0,7-0,9 99,5 0,04 0,009 0,001 0,004 0,02 0,03 0,01 0,0
МГП-95/5 0,7-0,8 94,5 0,04 0,009 0,001 0,004 0,02 0,03 0,01 5,0
Гранулированный магний представляет собой частицы округлой формы. Мате-
риал не слеживается и обладает хорошей сыпучестью, что обеспечивает его хоро-
шую пневмотранспортировку в технологическом потоке. Окомкованные частицы и
посторонние механические включения (железный лом, стружка и т.п.) не допуска-
ются.
Для обработки гранулированного магния марки МГП-95/5 применяют высококаче-
ственную обожженную известь: не менее 98,5 % СаО; п.п.п. менее 1,5 %. Содержание
фракций 70-50 мкм - максимум 30 %, фракций 50-30 мкм - минимум 50 %.
Упаковку гранулированного магния производят в мешки-вкладыши из полиэти-
леновой пленки толщиной не менее 0,1 мм, вложенные в стальные бочки объемом
250 дм3 или в полипропиленовые контейнеры типа БИГ-БЭГ, вместимостью до
1000 кг, с антистатической защитой, с загрузочным и выгружным патрубками. До-
пускается отгрузка магния без упаковки в крытых вагонах-хопперах вместимостью
до 50 т.
Порошок поставляют партиями массой от 200 кг до 50 т, однородными по свойст-
вам и сопровождаемыми документом о качестве.
Магний металлический (ТУ 1104-43055164-003-99)
Гранулы магния получают механической обработкой слитков магния марки МГ-
90, магниевых сплавов ВМ-85 и ВМ-90.
Марки гранул и их составы приведены в табл. 3.44 и 3.45.
Частицы гранул имеют округлую (для марок МГП), плоско-вытянутую (для марок
МГС), неправильную (для марок ВМ) форму.
Таблица 3.44. Химический состав* и насыпная плотность гранул
Марка Насыпная плотность, г/см3 Mg, %, не менее Массовая доля примесей, %, не более
Fe Si Ni Си Al Мп Zn Na
МГП-99 (МГС-99) 0,7-0,9 99,7 0,04 0,009 0,001 0,004 0,02 0,03 0,01
ВМ-85 0,65-0,75 85,0 — — — — 7-12 0,6 0,5-3 —
ВМ-90 0,65-0,75 90,0 — — — — 4-9 0,6 0,5-3 —
'Определяют по ГОСТ 851.(1-10)-87.
Таблица 3.45. Гранулометрический состав, %
Размер, мкм МГП-99 0/200 МГП-99 200/800 МГП-99 200/1000 МГП-99 600/1500
< 1500 — — — —
1000-1500 — — 5 max 35 max
800-1000 — 5 max 20 max 35 min
500-800 — 50 max 50 min 15 min
200-500 5 max 40 min 25 max 5 max
0-200 Основа 5 max - -
Продолжение табл. 3.45
Размер, мкм МГС-99 0/200 МГС-99 800/1200 СМ-20 МГС-99 500/800 СМ-30 МГС-99 300/500 СМ-40
< 1200 — 5 max 5 max —
850-1200 — 80-90 15-30 —
500-850 — 5-15 70-85 20-35
355-500 — 5 max 5 max 50-70
200-355 5 max — — 15 max
0-200 Основа - - 5 max
Продолжение табл. 3.45
Размер, мкм ВМ-85 200/800 ВМ-85 600/1500 ВМ-90 200/800 ВМ-90 600/1500
< 1500 — 15 max — 15 max
1000-1500 — Основа — Основа
800-1000 10 max 15-30 10 max 15-30
500-800 50-60 10 max 60-50 10 max
200-500 30-40 — 30-40 —
0-200 5 max - 5 max -
Для повышения огнестойкости гранулы магния отрабатывают поверхностно-ак-
тивным веществом (марка МГП-96/4).
Гранулы магния упаковывают в мешки-вкладыши из полиэтиленовой пленки, вло-
женные в стальные бочки объемом 250 л или в мягкие контейнеры типа БИГ-БЭГ вме-
стимостью до 1000 кг, с антистатической защитой, с загрузочным и выгружным пат-
рубками. Допускается отгрузка магния без упаковки в специализированных авто-
транспортных средствах и ж/д вагонах.
Гранулированный магний, однородный по качественным показателям, поставляют
партиями массой 0,2-50 т.
Порошки, гранулы и сплавы на основе магния фирмы «ЕСКА»
Исходным сырьем служит металлический магний, содержащий не менее 99,8 %
Mg. Свойства порошков, гранул и сплавов приведены в табл. 3.46-3.48.
Порошки магния используют в химическом производстве, в гидрометаллургии,
фармацевтике, при изготовлении электродов для сварки, пиротехнических составов.
Таблица 3.46. Свойства порошков марок MF, PF, РК
Марка Насыпная плот- ность, г/см3 Содержание магния, % Крупность, мм
MF:
10(LNR 10) 0,5 Не менее 99,5 2-4
11(LNR 11) 0,4 Не менее 99,5 1-3
15(LNR 15) 0,5 Не менее 99,5 0,3-0,6
16(LNR 16) 0,6 Не менее 99,5 3-4
PF гранулированный:
0,2-0,8 мм 0,8 >98 0,2-0,8
01/91 (LNR 52) 0,9 >99 0,315-0,63
91/71 (LNR 41) Type II 0,7 >99 0,16-0,315
91/51 (LNR 40) Type II 0,7 >99,5 0,1-0,25
97/51 (LNR 45) 0,6 >98 0,15-0,4
97/51 150-400 мкм 0,8 >99 0,3-1,5
97/51 300-1500 мкм 0,8 >98 0,125-0,355
C.S. 5035 Grade 0 0,7
РК округлой формы:
51 (LNR 60) Type V 0,5 >98 <0,1
31 (LNR 61) Type VI 0,5 >97 <0,071
C.S. 5035 Grade 4 0,5 >98 0,063-0,15
Таблица 3.47. Свойства порошковых смесей на основе магния
Марка Насыпная плот- ность, г/см3 Состав сплава, % Размер, мм
Смесь 97/3 Смесь 80/20 Смесь 80/20, гранулы Смесь 50/50, гранулы Смесь 90/10 Смесь AZ91, известковая Смесь Mg-Ca 50/50 0,8 0,9 0,9 0,8 0,9 0,85 0,8 >97 Mg 80 Mg, 20 А12О3 80 Mg, 20 MgO 50 Mg, 50 MgO 90 Mg, ЮСаО AZ91, ЮСаО 50 Mg, 25 A12O3, 25(A1, SiO2, MgO) 0,2-1,0 0,1-1,0 0,2-0,8 0,2-0,8 0,2-1,0 0,2-0,8 0,2-1,25
Таблица 3.48. Свойства сплавов на основе магния
Марка Насыпная плотность, г/см3 Состав сплава, % Размер, мм
MX61 Type A MX51 MX31 MX Oil MX 7/05 TIX01 AZ91 TIX02 AZ91 TIX03 AZ91/AM60 TIX05/06 AM20/AZ91 >0,8 0,8 0,7 0,7 1,0 0,6-0,8 0,8 0,75 0,64 48-52 Al, 48-52 Mg AZ91 AZ91 AZ91/AM60 AM20/AZ91 <0,125 <0,1 <0,071 < 0,063 0,4-1,0 1-3 <3 <3 < 1
Для увеличения срока годности, пылеподавления, пассивирования смеси ее обра-
батывают маслом.
Смеси используют для десульфуризации расплавов, в частности чугуна.
Сплавы марки MX получают сплавлением магния (> 99,8 % Mg) и алюминия
(> 99,5 % Mg). Их используют для изготовления огнеупорных составов, электродов
для сварки, в пиротехнике.
Сплавы марок TIX получают сплавлением сплавов марок AZ и АМ. Получаемые
сплавы используют для изготовления изделий литьем.
Особенности хранения, транспортировки и требования
по технике безопасности при работе с магниевыми материалами
Гранулированный магний и дисперсные сплавы, смеси на основе магния хранят в
упаковке в закрытых складских помещениях, исключающих попадание влаги, нали-
чие химически активных веществ. Продолжительность хранения в открытой таре не
должна превышать 7 сут.
Складирование гранулированного магния, упакованного в стальные бочки, произ-
водят рядами с проходами через каждые 5 рядов. Складирование мягких контейнеров
с гранулированным магнием производят рядами с проходами через каждые 2 ряда
контейнеров.
В помещении для хранения гранулированного магния запрещается пользоваться
открытым огнем или нагретыми до высокой температуры (свыше 773 К) предметами.
Не допускается россыпи гранулированного магния. Россыпи систематически убирают
и герметично затаривают.
Упакованный гранулированный магний перевозят всеми видами транспорта в су-
хих крытых транспортных средствах. При погрузке и выгрузке бочки и мягкие кон-
тейнеры должны быть защищены от атмосферных осадков, используют устройства,
исключающие механическое повреждение.
Металлические бочки устанавливают плотно, чтобы исключить возможность их
перемещения. При установке бочек в несколько ярусов между ними прокладывают го-
ризонтальные деревянные настилы.
Мягкие контейнеры на деревянных паллетах устанавливают плотно один к друго-
му, чтобы исключить возможность их перемещения. В случае наличия свободного
пространства в транспортном средстве допускается наклон всех контейнеров в одну
сторону под углом 5-10° с прислонением к внутренней стенке вагона (металлическо-
го контейнера). При установке мягких контейнеров в 2 яруса между ними должны
быть проложены горизонтальные деревянные настилы или фанера.
Рассыпанный магний немедленно убирают и затаривают в герметичную тару.
При попадании воды на упаковку с магнием убирают влагу сухой ветошью или об-
дувают сухим воздухом; магниевый материал пересыпают в сухую чистую герметич-
ную тару.
При транспортировке гранулированного магния в морских контейнерах или ваго-
нах должна производиться проверка сохранности пломб. При обнаружении наруше-
ния сохранности пломб или разгерметизации упаковочной тары гранулированный
магний немедленно используют или пересыпают в сухую герметичную тару. Гаран-
тийный срок хранения 12 мес.
Гранулированный магний относится к горючим материалам, в насыпном состоя-
нии пожароопасен. Температура самовоспламенения 863 К. Исключается наличие
инициаторов воспламенения (попадание влаги, горячие или раскаленные тела, искра
от удара и трения, а также от разряда статического электричества). Магниевая пыль
(< 100 мкм) при концентрации > 10 г/см3 во взвешенном состоянии взрывается. Гра-
нулы магния при температуре выше 343 К взаимодействуют с водой с выделением во-
дорода.
Предельно допустимая концентрация магния в воздухе рабочей зоны 10 мг/м3.
Магний относится по степени опасности к классу 9, подклассу 9.2, классификацион-
ный шифр 921 по ГОСТ 19433-88.
Загоревшие гранулы тушат с помощью сухого песка, магнезитового порошка, по-
рошка ПГС-М, асбестового одеяла или порошковыми огнетушителями; применять
воду запрещается'.
Гранулированный магний применяют в порошковой металлургии, пиротехни-
ке, для внепечной обработки чугуна, в магнийтермическом восстановлении метал-
лов, органическом синтезе (реакция Гриньяра), производстве порошковой прово-
локи.
3.2.11. Медные порошки и пудры
Порошок медный электролитический (ГОСТ 4960-75)
Порошок получают следующих марок:
ПМ - порошок нестабилизированный;
ПМС-1, ПМС-А - порошок стабилизированный;
ПМС-К - порошок стабилизированный конопаточный;
ПМС-Ву, ПМС-В - порошок стабилизированный;
ПМС-Н - порошок стабилизированный низкодисперсный.
Составы медных порошков приведены в табл. 3.49-3.51.
Таблица 3.49. Химический состав марок медного порошка, %
Марка порошка Код ОКП Си, не менее Примеси, не более Влага, не более
Fe Pb As Sb О серно- кислых соедине- ний ме- таллов*1 прока- ленного остатка*2
ПМС-В 17 9311 0008 99,5 0,018 0,05 0,003 0,005 0,10 0,01 0,04 0,05
ПМС-1 17 9311 0003 99,5 0,018 0,05 0,003 0,005 0,20 0,01 0,04 0,05
ПМС-А 17 9311 0007 99,5 0,018 0,05 0,003 0,005 0,30 0,01 0,04 0,05
ПМА 17 9311 0009 99,5 0,018 0,05 0,003 0,005 0,30 0,01 0,04 0,05
ПМ 17 9311 0002 99,5 0,018 0,05 0,003 0,005 0,30 0,01 0,04 0,05
ПМС-К 17 9311 0005 99,5 0,06 0,05 0,003 0,005 0,50 0,01 0,05 0,05
ПМС-Н 17 9311 0006 99,5 0,06 0,05 0,003 0,005 0,50 0,01 0,05 0,05
Примечание. По требованию потребителя массовая доля меди для порошка марки ПМС- В - не менее 99,8 %, для остальных марок - не менее 99,7 %. *'В пересчете на ион SO^-. ‘2После обработки азотной кислотой.
Таблица 3.50. Гранулометрический состав стабилизированных порошков марок ПМС-В и
ПМС-А
Номер сита с сетками по ГОСТ 6613-86 Класс по величине частиц, мм Содержание фракций, %
0045К 0063К 01К 014К < 0,045 Св. 0,045 до 0,063 » 0,063 » 0,100 » 0,100 » 0,140 » 0,140 » 0,224 » 0,224 10-25 25-35 35-45 5-15 Не более 1,0 Не более 0,1
Таблица 3.51. Гранулометрический состав медных порошков
Марка Номиналь- ная величи- на частиц, мм Прохождение через сито с сетками по ГОСТ 6613-86, %, не менее Остаток на сите номи- нальной величины, %, не более
045К 0224К 018К 01К 0071К 0045К
ПМ 0,1 — — — 99,5 90 65-80 0,5
ПМС-1 0,1 — — — 99,5 90 65-80 0,5
ПМС-К 0,45 90 — Не более 10 — — — 10
ПМС-Н 0,224 - 95 - - - - 5
Примечание. Порошок марок ПМ, ПМС-1, предназначенный для электроугольной
промышленности, должен проходить через сито с сеткой 0045К в количестве от 70 до 80 %.
Порошок не должен иметь посторонних включений и комков, цвет его должен со-
ответствовать образцам, согласованным с потребителем; требования по насыпной
плотности приведены в табл. 3.52.
Усилие на изгиб сырого образца из медного порошка марки ПМС-В пористостью
25 % (плотность 6,67 г/см3) должно быть не менее 60 кгс/см2.
Текучесть порошка ПМС-В не должна превышать 36 с. Установленные показатели ка-
чества порошков ПМС-В, ПМС-By в каждой единице упаковки партии не должны отли-
чаться от средних значений соответствующих характеристик партии более чем на ±10 %.
Таблица 3.52. Насыпная плотность и допустимые ее отклонения для одной упаковки
Марка Насыпная плотность, г/см3 Допустимые отклонения в единич- ной упаковке от среднего значения показателя в партии, г/см
ПМС-А ПМ ПМС-1 ПМС-К, ПМС-Н ПМС-В, ПМС-Ву Примечание. Насып технической промышление 1,45 г/см3; ПМС-1 1,7-2,0 г медном порошке марки ПУ жен иметь удельную повер; ление медного порошка мар 1,3-1,5 1,25-2,0 1,25-1,9 2,5-3,5 2,4-2,7 ная плотность медного порой >сти, должна соответствоват! /см3. Количество частиц с ус; С-А должно быть 25-60 %. У еность частиц 1000-1700 см2/г ки ПМС-А не должно превып ±0,1 ±0,1 ±0,1 ±0,1 ±0,1 зка, предназначенного для электро- для марок ПМС-А и ПМ 1,25- ювным диаметром 10 мкм и ниже в едный порошок марки ПМС-А дол- ', удельное электрическое сопротив- 1ать 20-10-6 Ом/м.
Форма частиц медного порошка всех марок должна быть дендритной.
Порошок упаковывают в стальные барабаны типа II исполнение Bj по ГОСТ
5044-79 с внутренним полиэтиленовым мешком по ГОСТ 17811-78: вместимость ба-
рабанов 25; 45; 50; 80 дм3. На поверхность порошка кладут полотняный мешочек с си-
ликагелем марки КСМ или ШСМ по ГОТС 3956-76 массой 50 г. Обеспечивается гер-
метичность (заваривание, двойная увязка) полиэтиленовых мешков при транспорти-
ровке и хранении.
По согласованию с потребителем допускается упаковка порошка в барабаны мень-
шей вместимости, другого типа с полиэтиленовым мешком или в мягкие резинокор-
довые контейнеры с двойным полиэтиленовым вкладышем по ГОСТ 17811-78.
На каждый барабан наносят маркировку несмываемой краской или наклеивают яр-
лыки. В упаковочное место 1 вкладывают документ о качестве и в маркировке дела-
ют соответствующие указания.
Порошок отправляют партиями массой не более 1000 кг, состоящей из усреднен-
ного продукта одной марки, изготовленного по одному технологическому режиму;
партия продукта сопровождается документом о качестве установленного образца.
Партии медного порошка перевозят всеми видами транспорта в крытых транс-
портных средствах. Исключается присутствие кислот и других активных химических
веществ; попадание влаги не допускается.
Порошок хранят в упаковке в закрытых помещениях при температуре не выше 298 К
и отсутствии в окружающей атмосфере веществ подкласса ГОСТ 19433-88.
Гарантийный срок хранения порошков марок ПМС-В, ПМС-1, ПМС, ПМС-К,
ПМС-Н - 6 мес, для ПМ и ПМА - 2 мес с момента изготовления.
Медный порошок пожаро-, взрывобезопасен; по степени воздействия на организм
человека его относят ко второму классу опасности. ПДК меди в воздухе рабочей зоны
1,0 мг/дм3. В воздушной среде и сточных водах в присутствии других веществ или
факторов медный порошок токсичных веществ не образует.
Медный порошок используют в различных областях промышленности:
Марка Область применения
ПМС-В Автомобильная промышленность
ПМА, ПМ Авиационная, электротехническая, химическая, машиностроительная про- мышленность: для изготовления ответственных деталей, щеток электрических машин и фильтров для тонкой очистки масел
ПМС-1 Порошковая металлургия: для изготовления спеченных изделий, колец, втулок и др.; приборостроение
ПМС-К Электроугольная промышленность: для заделки контактов
ПМС-Н Металлокерамическая промышленность: для изготовления менее ответствен- ных деталей
Производитель порошков: ОАО Комбинат «Уралэлектромедь» (624091, г. В. Пышма
Свердловской обл., ул.Ленина, 1); ООО «КИМ» (г. Киров, ул. Кирпичная, д. 42 а, оф. 10).
В связи с развитой номенклатурой потребителей медного порошка действующий
ГОСТ 4960-75 не охватывает свойства порошков, востребованных у специальных по-
требителей. На базе ГОСТа разработаны несколько технических условий (ТУ) на мед-
ные электролитические порошки для специальных целей. Структура этих ТУ анало-
гична структуре действующего основного ГОСТ 4960-75. Для всех марок порошка
массовое содержание примесей одинаково, %: 0,018 Fe, 0,05 Pb, 0,003 As, 0,005 Sb,
0,01 SO^_, 0,04 прокаленного остатка, 0,05 влаги.
Упаковка, маркировка, методика проведения испытаний свойств порошка,
транспортировка, хранение, правила по технике безопасности аналогичны соот-
ветствующим позициям для медного электролитического порошка (ГОСТ 4960-75
с изменениями). Поэтому при изложении ТУ на электролитические порошки но-
вых марок будут приведены требования, характерные только для этого типа про-
дукции.
Порошок медный электролитический общего назначения
(ПМО ТУ 48-0318-057-89)
Порошок используют для производства товаров народного потребления.
Массовая доля меди в медном порошке должна быть не менее 99,5 %. Порошок
должен проходить через сито с сеткой 01К в количестве не более 30 %; форма частиц
порошка - дендритная.
Насыпная плотность порошка 2,0-4,0 г/см3. Допускается наличие посторонних
металлических включений и окисленных частиц порошка.
Порошок упаковывают в стальные барабаны типа II, исполнение Вр широкогор-
лые по ГОСТ 5044-79 с внутренним полиэтиленовым мешком по ГОСТ 17811—78 или
в мягкие резинокордные контейнеры по ТУ 6-52-04-89 с внутренним полиэтилено-
вым вкладышем. Порошок поставляют партиями не более 2000 кг. Гарантийный срок
6 мес с момента изготовления.
Порошок медный электролитический для предприятий
химической промышленности (ТУ 48-0318-067-91)
Порошки марок ПМС-Х, ПМ-Х и их смесь используют для производства оксидов
меди (I) и (II), солей на основе меди.
Порошок должен на 99,5 % проходить через сито с сеткой 01К по ГОСТ 6613-86,
с сеткой 0045К - на 73-85 %. Порошок не должен иметь посторонних включений; на-
сыпная плотность его 1,25-2,0 г/см3.
Порошок поставляют партиями не более 1000 кг. Гарантийный срок хранения по-
рошка марки ПМС-Х составляет 6 мес, марки ПМ-Х - 2 мес, смеси ПМС-Х/ПМ-Х -
4 мес с момента изготовления.
Порошок медный электролитический
для предприятий лакокрасочной промышленности (ТУ 48-0318-070-93)
Марка порошка ПМС-Л, его используют для производства противообрастающих
лакокрасочных материалов. Получают отсевом мелкодисперсной фракции порошка
ПМС-1.
Порошок должен проходить через сито с сеткой 0071К не менее 99,5 %, через си-
то с сеткой 0045К - 95 %. Насыпная плотность порошка 1,25-2,0 г/см3. Посторонние
включения не допускаются; контроль осуществляют визуально и просевом через си-
то с сеткой 018К одной трети от отобранной пробы.
Наряду со стандартной упаковкой в стальные барабаны объемом 45 дм3 допуска-
ется упаковка в мягкие резинокордные или нитепрошивные контейнеры вместимо-
стью не более 1 т брутто. Порошок поставляют партиями массой не более 1000 кг. По-
рошок хранят в закрытых помещениях при 20 °C; гарантийный срок хранения от 4 до
6 мес с момента изготовления.
Порошок медный электролитический марки ПМС-1 /(ТУ 1793-368-109-99)
Физико-технические свойства порошка должны соответствовать нормам, установ-
ленным ГОСТ 4960-75 для порошка марки ПМС-1.
Гранулометрический состав соответствует следующим содержаниям фракций:
100 мкм < 0,1 %; 63 мкм < 5 %; -63 мкм > 95 %. Гарантийный срок хранения 6 мес с
момента изготовления.
Порошок медный электролитический марок ПМС-12, ПМС-14
(ТУ 1793-368-115-99)
Физико-технические свойства порошка должны соответствовать нормам, установ-
ленным ГОСТ 4960-75 для порошка марки ПМС-1.
Насыпная плотность порошков, г/см3: 1,2-1,6 (ПМС-12), 1,5-2,0 (ПМС-14); если
последний предназначен для электротехнической промышленности, то его насыпная
масса должна соответствовать 1,7-2,0 г/см3. Гарантийный срок хранения порошков
марок ПМС-12 и ПМС-14 составляет 6 мес с момента изготовления.
Порошок медный электролитический восстановленный
(ТУ 1793-083-00194429-2002)
Порошок изготавливают следующих марок: SA, SB, SC, SD, SE, SF, G, GG;
(табл. 3.53).
Таблица 3.53. Характеристика порошков1
Характеристика SA SB SC SD SE SF G GG
Содержание меди, %, не менее Содержание кислорода, %, не более Текучесть, с, не более Насыпная плотность, г/см3 ‘Массовые доли железа, с пересчете на ион SO4” не до ки ПМС-1. 99,7 0,2 40 2,4±0,15 12,3±0,2 винца, мышьяка, сурьмы, сернокислых лжны превышать соответствующих знач He ш 2,0±0,2 соединен ений для 99,6 0,25 армируется 2,8±0,4 ий металлов в порошка мар-
Допускается проводить определения потери массы порошка при прокаливании в
токе водорода.
Порошок не должен иметь посторонних включений и комков, что контролируют
визуально.
Порошок поставляют партиями массой не более Юти сопровождают сертифика-
том качества. Гарантийный срок хранения 6 мес с момента изготовления.
Порошок медный электролитический «легкий» (ТУ 1793-087-00194429-2002)
Изготавливают порошки марок ПМЛ-0, ПМЛ-2, ПМЛ-3 (табл. 3.54).
Таблица 3.54. Характеристика порошков1
Характеристика ПМЛ-0 ПМЛ-2 ПМЛ-3
Содержание меди, %, не менее Содержание кислорода, %, не более Насыпная плотность, г/см3 99,5 0,4 0,75±0,1 99,6 0,3 1 0,25 1,0±0,1 1 1,35±0,1
‘Допускается проводить определение потери массы порошка при прокаливании в токе водорода вместо определения содержания кислорода. Порошок не должен иметь посторон- них включений.
Гранулометрический состав порошков следующий:
Марка Фракция, мкм/содержание, %
ПМЛ-0
ПМЛ-2
ПМЛ-3
> 63/5 max, остаток/95 min
> 63/5 max, остаток/95 min
> 63/10 max, остаток/90 min
Допускается упаковывать порошок в металлические нестандартные или мягкие
контейнеры вместимостью не более 1 т брутто. Порошок поставляют партиями мас-
сой не более 500 кг. Гарантийный срок хранения 4 мес с момента изготовления.
Порошок медный электролитический высокодисперстный
(ТУ 1793-094-00194429-2002)
Изготавливают порошки следующих марок: ПМС-М1, ПМС-М2, ПМС-МЗ, ПМС-
М4 (табл. 3.55).
Допускается проводить определение потери массы порошка при прокаливании в
токе водорода вместо определения содержания кислорода.
Гранулометрический состав порошков следующий:
Марка
ПМС-М1, ПМС-М2
ПМС-МЗ, ПМС-М4
Фракция, мкм/содержание, %
> 45/95 min
> 26/90 min
Порошок не должен иметь посторонних включений. Порошок поставляют партия-
ми массой не более 1000 кг. Гарантийный срок хранения 6 мес со дня изготовления.
Таблица 3.55. Характеристика порошков1
Характеристика ПМС-М1 ПМС-М2 ПМС-МЗ ПМС-М4
Содержание меди,%, не менее Содержание кислорода, %, не более Насыпная плотность, г/см3 Содержание влаги, %, не более 'Массовые доли железа, свинца, на ион SO*’ не должны превышать 99,5 0,2 I 0,3 1,60-2,00 | 1,25-1,60 | 1,10-1,60 | 1,60-2,00 0,5 мышьяка, сурьмы, сернокислых соединений в пересчете значений для марки ПМС-1.
Медные порошки фирмы «ЕСКА» (Granulate-Micromet)
Фирма «ЕСКА» выпускает порошки разных фракций - легкая, средняя, тяжелая
(табл. 3.56).
Таблица 3.56. Характеристика порошков
Фракция Марка Насыпная плотность, г/см3 Содержание кислорода, %, не более Поверхность, см2/г Размер час- тиц, мкм, не более
ЕСКА Granulate Copper
Легкая CH-L7 0,7 0,35 2300 63
CH-L8 0,8 0,30 2300 63
CH-L 10 1,0 0,25 2300 45
CH-L 12 1,2 0,20 1800 45
Средняя СН-М 13 1,3 0,20 1800 63
СН-М 15 1,5 0,15 1600 63
СН-М 17 1,7 0,20 1200 100
Тяжелая CH-S 20 2,0 0,15 1100 100
CH-S 24 2,4 0,10 — 160
CH-S 27 2,7 0,10 — 75-630
CH-S т 2,7 0,10 — 80-315
ЕСКА Micromet Copper
Легкая FFL-2 0,8 0,17 1800 80
FFL 1,0 0,17 1400 80
Средняя FL 1,27 0,17 1300 80
FM 1,55 0,12 1000 80
FS 1,85 0,12 700 80
FSD 1,85 0,12 700 80
Порошки используют при изготовлении графитовых щеток, тормозных колодок,
подшипников скольжения, электродов для сварки, буровых коронок с алмазными
вставками для пайки, в химической промышленности.
Порошок медный сферической формы (ПМСФ) (ТУ 48-1318-02-89)
Порошок получают методом оплавления электролитического порошка марки
ПМА, обеспечивая сферическую форму частиц. Их размер не превышает 40 мкм; до-
пускается по соглашению сторон размер частиц -100+40 мкм. Регламентируется со-
держание кислорода (не более 0,01%) и водорода (не более 0,005 %).
Порошок крупностью -40 мкм поставляют массой 100-250 г в запаянных ампулах,
вакуумированных до 1 • 10~2 мм рт.ст. Порошок с крупностью частиц 40-100 мкм зата-
ривают массой до 2 кг в полиэтиленовые или стеклянные банки. Возможна расфасов-
ка до 250 г порошка в стеклянные ампулы.
Ампулы и банки заворачивают в бумагу и упаковывают в деревянные ящики, ис-
пользуя прокладки из мягкого материала. Масса одного ящика не более 10 кг.
Масса партии порошка не более 2,0 кг.
При транспортировке и хранении не допускаются механические повреждения,
контакт с влагой, аэрозолями кислот и щелочей. Срок хранения не ограничен.
Порошок используют в качестве наполнителя в галлиевых диффузионно-твердею-
щих припоях, а также для исследовательской практики.
Порошки меди, получаемые распылением
Порошки меди получают распылением расплава катодной меди водой, подаваемой
под высоким давлением. Застывшие в результате быстрого охлаждения частицы по-
рошка имеют форму, близкую к сферической. Технические характеристики получае-
мых порошков приведены в табл. 3.57.
Распыляемые порошки используют в производстве деталей методом порошковой
металлургии, в плазменном и пламенном напылении, в пайке, как наполнители пласт-
масс, в производстве пигментов и для других целей.
Порошок упаковывают в мешки «Биг-Бэг» массой брутто не более 1 т, закрепляют
их на поддоне; одна партия готовой продукции может составлять 24 т.
Производитель порошков: ООО «УЭМ-ЭККА» (624091, г. В. Пышма Свердлов-
ской обл., ул. Ленина, 1).
Таблица 3.57. Состав порошков меди, получаемых распылением
Марка Химический состав, % Насыпная плотность, г/см3 Гранулометрический состав
мкм . %
21GSG-100sp782 Си >99 Mg 0,20-0,25 P 0,05-0,09 Pb < 0,01 2,3-2,5 > 160 160-100 100-63 63-45 <45 <2 <10 10-30 10-30
21GS-150sp784 Си 99,5 Sn 0,05 max Pb 0,05 max Mg 0,05 max P 0,005 max 3,3-3,6 >250 > 150 > 100 <45 0 0,1 max 5 max 45-75
21GSG-100/2,9sp786 Си > 99,35 Mg < 0,2 Sn<0,l Pb<O,l 2,72-2,88 >200 > 160 > 100 >40 Следы <0,4 Остальное 42-53
21GS-150sp600 Си >99 2,9-3,6 > 106 106-75 75-45 <45 1 max 10 max 2045 47-84
21GSG-100sp611 Си > 98,5 S<0,01 Mg < 0,22 Sn 0,2-0,3 O2 < 0,40 2,0-3,0 >212 > 180 > 150 <45 0 <0,001 < 1.0 3045
21GSG-200sp612 Си > 98,5 S<0,01 Mg < 0,20 Sn 0,2-0,3 O2 < 0,40 2,0-3,0 > 106 >75 <45 0 < 1.0 60-80
21GS-45/150sp312 Си >99 3,0-4,5 >400 200400 160-200 1 ГЧ/Ч < 0,2 26-56 47-83
7 - 1504
Продолжение табл. 3.57
Марка Химический состав, % Насыпная плотность, г/см3 Гранулометрический состав
мкм %
100-160 < 100 Остальное 0-15
21GS-150spl72 Си >99 РЬ < 0,005 Sn<0,015 Fe < 0,025 2,8-3,6 > 160 >50 <50 <3 10-30 70-90
WS<45 Си >99 3,0-3,8 >63 63-45 <45 <0,2 10 max Остальное
WS <80 Си >99 Sn > 0,04-0,07 3,1-3,3 > 100 100-80 63-40 <45 <0,2 < 1 > 15 <20 Остальное
Порошок медный (ПМРк) (ТУ 480-318-054-91)
Порошок получают распылением расплавленной катодной меди деионизованной
водой под высоким давлением.
Состав порошка, %: Cu+Ag - не менее 99; примесей, не более: 0,05 Fe, 0,005 As,
0,005 Pb, 0,004 S, 0,05 влаги.
Гранулометрический состав порошка: 95 % частиц размером не более 0,5 мм; 5 % -
свыше 0,5 мм. Насыпная плотность порошка 3,8±0,1 г/см3. Текучесть порошка с раз-
мером частиц 2,54 мм составляет 26±4 с.
Медный порошок упаковывают в двойные мешки (наружный - непропитанный
многослойный бумажный мешок по ГОСТ 2226-75, внутренний - полиэтиленовый по
ГОСТ 17811-78) массой 45 кг или в металлические контейнеры массой не более 1 т.
Специальные порошки фирмы «ЕСКА»
Сведения о специальных порошках представлены в табл. 3.58-3.62.
Таблица 3.58. Характеристика медных порошков серии MP, VB, ВВ с хлопьевидной
формой частиц
Марка Насыпная плотность, г/см3 Поверхность, м2/г Размер частиц, мкм, не более
ЕСКА Cooper МР
5300 1,1 3,000 45
6100 1,1 4,000 45
7200 1,1 7,500 45
7450 0,8 > 10,000 45
POURMET Cooper
22 VB-100 2,0 1,200 160
ВВ-400 1,0 4,000 45
Таблица 3.59. Характеристика медных порошков со сферической формой частиц
Марка Размер частиц, мкм, не более Насыпная плотность, г/см3
ЕСКА Granulate
АК 500 5,2
315 5,1
160 5,0
63 4,7
45 4,4
WS-U 315 4,2
100-315 3,9
100 4,2
ЕСКА Poudmet
GS 45-150 3,8
100 3,3
150 4,2
GSG 100 2,2
100 2,6
100 2,8
400 2,6
ЕСКА MicroMet (медь восстановленная)
RCP 285 — 2,85
275 2,75
270 — 2,70
260 — 2,60
Порошки используют при изготовлении твердых смазок, графитовых щеток, в хи-
мической промышленности.
Таблица 3.60. Характеристика высокочистых порошков меди
Марка Размер частиц, мкм, не более Средний размер частиц, Z)j0, мкм Насыпная плот- ность, г/см3 Поверхность, см2/г
CH-UF20 25 9 2 2000
CH-UF10 15 5 1,8 3000
АК UF 20, 25 12 3,9 600
Cupro-flake 45 23 2,5 600
*По данным лазерной гранулометрии.
Порошки используют при изготовлении катализаторов, твердого ракетного топли-
ва, буровых коронок с алмазными вставками, в электронике, порошковой металлур-
гии.
Таблица 3.61. Характеристика порошков меди, покрытых серебром
Марка Серебро, % Насыпная плотность, г/см3 Z)50, мкм Крупность, мкм, не более Форма частиц
Kontaktargan
5 5 0,8 40 63 Хлопьевидная
10 10 0,8 12 45 »
20 18 0,5 8 45 »
Продолжение табл. 3.61
Марка Серебро, % Насыпная плотность, г/см3 Z)50, мкм Крупность, мкм, не более Форма частиц
ЕСКА Copper
CH-S 5 1,9 — 45 Дендритная
СН 25/50 3 2,7 — 315 »
Порошки используют для изготовления сеток, токоподводов, графитовых щеток,
при меднении.
Таблица 3.62. Характеристика порошков меди, содержащих фосфор
Марка Содержание фосфора, % Насыпная плот- ность, г/см3 Размер, мкм, не более Форма частиц
Poudmet 25 GO
93/7 7 2,2 75 Неправильная
86/14 14 2,6 75 »
ЕСКА
94/6 АК 6 4,5 160-315 Сферическая
6 4,5 16 »
6 4,4 71 »
14 3,7 100 »
Порошки применяют для пайки.
Производитель порошков: ООО «УЭМ-ЕККА» (624091, г. В. Пышма Свердлов-
ской обл., ул. Ленина, 1).
Порошки медные ультрадисперсные (ТУ 1790-023-0722928-97)
Порошки получают методом взрыва медной проволоки диаметром 0,3-0,45 мм, из-
готовленной из электротехнической меди любой стандартной марки, удовлетворяю-
щей по химическому составу требованиям к порошкам, изложенным ниже.
Порошки содержат не более, %: 0,05 Fe; 0,05 W; 0,0005 Мп; 0,005 Ni; 0,005 Сг;
0,005 Ag.
Средний размер частиц не более 0,15 мкм; удельная поверхность не менее 5 мг/г;
насыпная плотность не менее 0,40 г/см3. Величины среднего размера частиц, удель-
ной поверхности и насыпной плотности могут изменяться по требованию заказчика.
Порошок расфасовывают в среде инертного газа в полиэтиленовые пакеты с после-
дующей заваркой, полиэтиленовые банки с завинчивающейся крышкой, металлические
банки. Масса порошка в фасовке определяется требованиями заказчика. После расфа-
совки каждая упаковка помещается в полиэтиленовый чехол с последующей заваркой.
В связи с высокодисперсной структурой порошка при работе с ним необходимо
применять средства индивидуальной защиты кожных покровов и органов дыхания.
По степени воздействия на организм человека порошок относится к 3 классу опас-
ности, ПДК - 0,5 мг/м3.
Порошок используют в качестве компонента при изготовлении высокотемператур-
ных сверхпроводников, в качестве добавок к техническим маслам и модификаторам
литья, в производстве катализаторов.
Производитель порошков: ФГПУ «Сибирский химический комбинат» (636000, г.
Северск Томской обл., ул. Курчатова, 1).
Порошок распыленный медноцинковый (латуни) (ТУ 14-22-46-91)
Марка порошка ПР-ЛВО. Химический состав, %: Zn 18-2, Pb 0,05; Sn 0,1; О 0,2;
нерастворимый остаток 0,2. Гранулометрический состав: фракция более 160 мкм -
0-2 %; фракция 160-100 мкм - 3-20 %; фракция 100-63 мкм - 20-50 %; фракция ме-
нее 63 % - остальное.
Насыпная плотность 3,1-3,7 г/см3.
Порошок упаковывают в полэтиленовые пакеты, вкладываемые в металлические
банки массой не более 30 кг. Гарантийный срок 6 мес со дня изготовления.
Применяется в электротехнической промышленности для изготовления изделий
методом порошковой металлургии.
Порошки сплавов на основе меди
Наиболее распространенными являются порошки медных сплавов, получаемых
методом распыления, испарения и конденсации.
Используют катодную медь, которую расплавляют; в расплав вводят легирующие
добавки в соответствии с требуемым составом сплава. Усредненный расплав подвер-
гают распылению водой под высоким давлением. Варьируя параметрами процесса,
обеспечивают получение порошков с различной формой частиц и дисперсностью. В
результате быстрого охлаждения частицы порошка приобретают равноосную, близ-
кую к сферической форму частиц с нерегулярной поверхностью.
Порошок бронзовый распыленный несферический (ТУ 48-42-2-84)
Порошок получают распылением расплава водой; в состав расплава входят медь
Ml, олово 01, сплав медь-фосфор МФ9, цинк (< 0,005 % Fe), свинец (< 0,005 % Fe).
Составы порошков приведены в табл. 3.63 и 3.64.
Таблица 3.63. Химический состав* порошков
Марка Содержание основных элементов (медь - остальное), %
Олово Цинк Свинец
БрОЮ 9,0-11,0 —
Бр ОС 1-22 0,5-1,2 — 20-30
Бр ОС 15-5 14-16 — 4-6
Бр С-30 — — 27-3
Бр ОЦ8-2 7-9 1,5-3 —
БрОЮС1, 5Ц 9-11 0,4-0,8 1,3-1,7
Бр ОСЮ 0,5-0,8 — 9-11
‘Примеси, не более, %: 0,25 О; 0,2 Fe; 0,1 Р; 0,3 н.о.; влаги <0,1.
Таблица 3.64. Гранулометрический состав порошков
Класс Содержание, %, фракции, мкм
-250+160 -160+100 -100+71 -71+45 -45
I 5-10 20-30 Остальное 25-30 10-15
II — < 1,0 5-15 50-70 Остальное
Насыпная плотность порошков 2,8-3,2 г/см3; для марок порошка с содержанием
свинца более 5 % насыпная плотность < 3,8 г/см3. Текучесть порошка не более 45 с.
Включения комков и посторонних примесей не допускаются.
Порошок упаковывают в металлические или пластмассовые банки вместимостью
3,14 дм3, которые помещают в деревянные ящики.
Партия порошка состоит из одного цикла распыления.
Порошок транспортируют крытым транспортом. Его хранят в упакованном виде в
сухом отапливаемом помещении с влажностью не более 70 %, при температуре не вы-
ше 313 К, при отсутствии активных реагентов в окружающей атмосфере. Гарантий-
ный срок хранения 6 мес со дня изготовления.
Порошок не образует токсичных соединений в воздушной среде и сточных водах,
оказывает раздражающее действие на слизистые оболочки верхних дыхательных пу-
тей и желудочно-кишечного тракта. Порошок негорюч, пожаро-взрывобезопасен.
Используют при изготовлении деталей методом порошковой металлургии.
Порошок бронзовый распыленный несферический (ПРБрО5С5Ц5)
(ТУ 23.4159-88)
Порошок получают распылением расплава бронзы БрО5Ц605 водой. Химический
состав порошка, %: по 4-6 Sn, Zn и Pb, по 0,2 Р, О, 0,4 Fe, 1,0 Ni, по 0,05 Si, Al, нерас-
творимый остаток 0,3. Посторонние примеси и комки не допускаются, влаги - не бо-
лее 0,1 %. Насыпная плотность порошка 3,6-3,9 г/см3, текучесть 35 с. Содержание
фракций (мкм), %: -160 - < 1,0; -160+100 - 3-15; -100+71 - 10-30; -71+45 - 15 40;
-45 - остальное.
Сырой образец, спрессованный при давлении 600 МПа, должен иметь прочность
на изгиб не менее 15 МПа. При давлениях прессования 400 и 600 МПа плотность
прессовки из порошка должна быть 7,4 и 8,0 г/см3 соответственно.
Порошок помещают в полиэтиленовый мешок и затем - в металлический барабан.
Порошок поставляют партиями массой не менее 1000 кг. Количество точечных
проб, отбираемых из расфасованной партии порошка, определяется величиной вы-
борки в зависимости от числа банок в партии.
Барабаны транспортируют пакетами и/или в контейнерах крытым транспортом.
Порошок хранят в упаковке в закрытых помещениях при отсутствии в окружающей
среде окислителей. Гарантийный срок хранения 6 мес со дня изготовления.
Порошок используют для изготовления деталей методом порошковой металлур-
гии.
Порошок сплава медь-олово сферической формы (ТУ 48-1318-03-89)
Порошок получают подплавлением смеси медь-олово, приготавливаемой из мед-
ного порошка марки ПМА и порошка олова ПО. Размер частиц порошка не более
40 мкм. В зависимости от содержания олова (указано цифрой) выпускают следующие
марки порошка: ПМОСФ5, ПМОСФ10, ПМОСФ15, ПМОСФ20, ПМОСФ25,
ПМОСФЗО, ПМОСФ35, ПМОСФ50. Регламентируется содержание кислорода (< 0,01 %)
и водорода (< 0,005 %).
Порошок упаковывают в двойные полиэтиленовые пакеты массой 100 г или в стек-
лянные ампулы массой менее 100 г. Их заворачивают в бумагу, упаковывают в дере-
вянные ящики; масса одного ящика не более 10 кг. Масса партии не более 2 кг; она со-
стоит из порошка, полученного за один технологический цикл.
Порошки бронзы (ТУ-14-22-51-91)
Химический состав порошков бронзы, %:
ПР-БрО4Ц8С5: 2,0 Ni, 0,05 Al, 0,15 Р, 0,16 О; 2,8-5,0 Sn, 4,8-8,5 Zn, 3,7-7,0 Pb, 0,4
Fe, 0,05 Si;
Пр-БрО5Ц5С5: по 4,0-6,0 Sn, Zn, Pb, не более 1,0 Ni, 0,06 Al, 0,20 P, 0,17 O, 0,4 Fe,
0,05 Si.
Влажность порошков не более 0,1 %.
Содержание фракций, мкм: 160 не более 1 %; -160+100 - от 5 до 20 %; -100 +40 -
остальное; -40 не более 50 %.
Насыпная плотность порошков (3,6-3,9) ± 0,1 г/см3, текучесть порошка 35 с. Пре-
дел прочности прессовки при изгибе при плотности 8 г/см3 не менее 20 МПа. Уплот-
няемость порошков не менее 7,9 г/см3 при Р = 600 МПа или не менее 7,3 г/см3 при Р =
= 400 МПа. Линейная усадка при спекании не более 0,97-0,99.
Порошки упаковывают в полиэтиленовые мешки, а затем - в металлические бан-
ки; масса брутто не более 50 кг. При использовании мягких контейнеров масса брут-
то до 400-1000 кг. Масса партии порошка не менее 1 т.
Порошки используют для изготовления деталей методом порошковой металлургии,
обладающих антифрикционными, износостойкими, антикоррозионными свойствами.
Производитель порошка: ОАО «Полема» (300016, г. Тула, ул. Пржевальского, 3).
Порошок бронзовый ультрадисперсный (ПБУ) (ТУ 1793-001-50316079-99)
Порошок получают методом испарения расплава бронзы и конденсации образую-
щихся паров; бронзу готовят из меди марок Ml, М2 (ГОСТ 859-2001), олова - не ни-
же марки 02 (ГОСТ 860-1975).
Характеристика порошка приведена ниже:
внешний вид - пыль темно-коричневого цвета, визуально не содержащая посто-
ронних включений;
форма частиц - сферическая; крупность их 5-7 мкм;
насыпная плотность 0,4-1,0 г/см3;
содержание элементов, %: 90-96 Си, 3-9 Sn, примесей металлов не более 0,5; ок-
сидов не более 2,0.
Порошок упаковывают в стеклянные бутылки вместимостью не более 20 дм3 с гер-
метично закрывающейся крышкой. Упаковку проводят в среде аргона, воздух из буты-
лей предварительно вытесняют аргоном.
Партия порошка представляет собой однородный по качеству продукт, получае-
мый за один технологический цикл или за сутки при непрерывном технологическом
режиме работы.
Упаковки порошка транспортируют всеми видами транспорта, в крытых транс-
портных средствах. Хранят порошок в крытых складских помещениях при отсутствии
агрессивных сред и температуре от -20 до +30 °C; воздействие атмосферных осадков
и прямых солнечных лучей не допускается. Гарантийный срок хранения 2 мес со дня
изготовления.
Порошок является пожаро-взрывоопасным и токсичным материалом, воспламеня-
ется при комнатной температуре при контакте с воздухом. Все работы с порошком про-
водят в среде аргона с соблюдением требований пожарной безопасности по ГОСТ
12.1.004: при оснащении средствами пожарной техники по ГОСТ 12.4.009 (в частности,
углекислотными огнетушителями). Предусматривается приточно-вытяжная вентиляция
и контроль состояния воздуха в рабочей зоне согласно соответствующим ГОСТам.
Порошок используют в производстве металлоплакирующих композиций.
Производитель порошка: ООО НПП «Уралавтосим» (620014, г. Екатеринбург, пр.
Ленина, 101).
Порошок бронзы марки БрО15 (ТУ 14-22-183-2003)
Порошок получают распылением расплава; химический состав его, %: 14-16 Sn,
примеси не более 0,2 Fe, 0,05 Al, 1,0 Ni, 0,05 Si, по 0,3 Pb, Sb, Zn; 0,5 нерастворимый
остаток.
Порошок не должен содержать посторонних включений.
Содержание фракции —40 мкм 95 %. Насыпная плотность не менее 3,8 г/см3.
Освоено производство порошков бронз БрО5ЦС5, БрО4Ц8С5, БрОЮ, БрОФЮ-1
(содержание основных компонентов указано в марках порошков).
Порошок используют для изготовления деталей методом порошковой металлургии
(подшипников скольжения, компенсаторов, деталей, используемых в узлах трения
транспортных средств, масляных насосов, приборов, бытовой техники).
Производитель порошка: ОАО «Полема» (300016, г. Тула, ул. Пржевальского, 3).
Порошки латунный и бронзовый (ТУ 48-21-701-80 с 8 изменениями)
Порошки получают истиранием бронзы (табл. 3.65).
Таблица 3.65. Химический состав порошков латуни и бронзы
Тип порошка Марка по- рошка Массовая доля элементов, %
Си РЬ Zn Сумма приме- сей (нс бо- лее),%
Латунный* ПЛ-63 60-67 — Остальное 0,5
Латунный ПЛС-59-1 57-60 0,8-1,9 » 0,8
Бронзовый ПБрСЗО Остальное 27-31 — 0,9
‘Допускается изготовления из латуни марки ЛК 62-0,5.
Фракционный состав устанавливают по эталону порошка, согласованному с по-
требителем. Порошки упаковывают в стальные герметичные барабаны вместимостью
до 60 дм3; масса порошка в барабане не должна превышать 100 кг.
Порошок поставляется партиями массой до 5000 кг, снабженными сертификатом
качества.
Порошок транспортируется всеми видами крытого транспорта; допускается фор-
мирование пакетов барабанов, установленных на поддонах общей массой до 1000 кг.
Порошок хранят в сухих закрытых помещениях.
Латунные порошки используют для пайки радиаторов.
Порошок латунный распыленный несферический (ТУ 48-42-1-84)
Порошок получают распылением расплава латуни водой. Содержание примесей в
порошке, %, не более: 0,1 Р, по 0,25 Sn, Fe, 0,25 О, 0,3 нерастворимый остаток, содер-
жание влаги 0,1. Включения посторонних примесей и комков не допускается. Насып-
ная плотность 2,6-3,6 г/см3. Гранулометрический состав, %:
Фракция, мкм -250+160 -160+100 -100+63 -63
Класс I 5-20 Остальное 20-30 < 30
Класс II — 5-10 Остальное 40-65
Порошок используют для изготовления деталей методами порошковой металлургии.
Порошок распыленный медно-цинковый (ПР-180) (ТУ 14-22-46-91)
Порошок получают распылением расплава латуни марки Л-80. Химический состав
порошка, %: медь-основа, 18-22 Zn, примеси, не более: 0,05 РЬ, по 0,1 Sn, Fe, по 0,2
нерастворимого остатка и О; влажность не более 0,1 %.
Посторонние примеси и комки не допускаются. Содержание фракций, %: 16 мкм
< 2,0; -160 +100 мкм - от 3 до 20; -100 +63мкм - от 20 до 50; -63 мкм - остальное.
Насыпная плотность порошка 3,1-3,7 г/см3; текучесть < 45 с.
Регламентируются показатель формуемости (при плотности прессовки < 6,0 г/см3)
и показатель прочности прессовки (при плотности 7,7-7,8 г/см3).
Порошок упаковывают в полиэтиленовые пакеты, вкладываемые в металлические
банки с плотно закрывающейся крышкой; масса нетто одной банки не более 30 кг.
Масса партии порошка до 1500 кг.
Порошок перевозят всеми видами крытого транспорта, хранят в сухом отапливае-
мом помещении при температуре не выше 308 К и отсутствии в атмосфере активных
реагентов. Гарантийный срок хранения 6 мес со дня изготовления.
Порошки используют для изготовления конструкционных изделий методом по-
рошковой металлургии.
Порошки фирмы «ЕСКА»
Физико-химические характеристики порошков сплавов меди разных марок, полу-
чаемых распылением, приведены в табл. 3.66-3.70.
Таблица 3.66. Химический состав распыленных порошков
Параметр Марки порошка
ПМР-А2 ПММг0,ЗР-Б2 ПМФ0,2Р-А2 ПБрОЮР-А2 ПБрОЮР-Б1 ПБрО ЮР-АЗ ПБрО4Ц0,2Р-А2 ШЩ40Р-Б1 ШЩ40Р-Б2 ПЛЦ40Р-БЗ ПЛЦ20Р-БЗ
Массовая доля основных эле- ментов, %: Си, не менее 99,8 99,5 99,6 88,6 88,6 88,6 95,5 58,5 58,5 58,5 79.0
Sn — — — 10+1 10+1 10+1 4+0,5 — — — —
Zn — — — — — — 0,2 40+1.5 40+1,5 40+1,5 20+1
Mg, не более — 0,3 — — — — — — — — —
Р, не более — — 0,2 — — — — — — —
Насыпная 4,0- 2,5- 4,5- 3,6- 3,1- 3,7- 4,2- 3,3- 2,9- 3.3- 3.0-
плотность, 4,5 3,0 4,8 3,9 3,4 4,0 4,7 3,5 3,2 3,5 3.5
г/см3
Таблица 3.67. Гранулометрический состав распыленных порошков, %
Фракция, мкм ПМР-А2 ПММгО,ЗР-Б2 ПМФ0,2Р-А2 ПБрОЮР-А2 IS-dOlOdSH ПБрОЮР-АЗ ПБрО4Ц0,2Р-А2 ПЛЦ40Р-Б1 ПЛЦ40Р-Б2 ПЛЦ40Р-БЗ ПЛЦ20Р-БЗ
>250 1-5 3-8 1-5 2-3 3-5 1-2 5-15 3-5 2-3 1-2 —
> 160 10-20 5-9 15-30 15-30 20-30 5-20 5-15 15-35 10-30 5-20 1-5
> 100 30-40 22-30 15-25 15-25 10-25 15-30 15-25 15-25 15-25 10-25 5-15
>75 20-30 12-20 5-20 5-20 10-25 10-25 5-20 10-20 5-20 10-25 15-35
>45 10-20 10-20 5-20 5-20 10-25 1-20 30^15 5-20 5-20 5-20 25-45
<45 30-50 15-30 30-50 30-50 25-40 40-65 25-35 25-40 30-50 40-60 25-55
Текучесть, с, не более 30 30 30 30 30 30 30 26 26 26 26
Примечание, изменена. По согласованию с потребителями массовая доля фракций может быть
Таблица 3.68. Химический состав частично оплавленных бронзовых порошков
(ЕСКА Mucromet), %
Марка Си Sn Pb Zn Насыпная плотность, г/см3
Fl+12Pb 88 — 12 3,7
FS10+2Zn 88 10 — 2 2,5
FS10/10 80 10 10 — 2,9
К.10 90 10 — — 2,4
FM10 90 10 — — 2,1
FS10 90 10 — — 2,3
Порошки используют при изготовлении графитовых щеток и как наполнитель для
пайки буровых коронок с алмазными вставками.
Таблица 3.69. Характеристика бронзовых свинецсодержащих порошков
(ЕСКА Mucromet Copper)
Марка Си Pb Sn Насыпная плотность, г/см3 Размер час- тиц, мкм, не более
Си/Pb 70/30-100 70 30 — 3,7 125
Си/Pb 70/30-160 70 30 — 3,7 200
Cu84 Pb8 Sn8-100 84 8 8 3,7 120
Cu84 Pb8 Sn8-160 84 8 8 3,7 200
Cu80 Pbl0Snl0-100 80 10 10 3,7 120
Cu80 Pbl0Snl0-160 80 10 10 3,7 200
Форма частиц неправильная. Порошки используют для изготовления тормозных
колодок, самосмазывающихся, биметаллических подшипников, а также для изготов-
ления подшипников и деталей трения методом порошковой металлургии.
Таблица 3.70. Свойства бронзовых порошков и изделий из них
Марка Порошки Изделия
Состав Насыпная плотность, г/см3 Текучесть, с Плот- ность, г/см3 Усадка, %
Си, % Sn, % Смазка
ЕСКА Bromux:
52070/G 90 10 Парафин 2,85 <30 7,0 +0,7
52071/G 90 10 Парафин, графит 2,75 <30 7,0 +1,1
Poudmet Bromix:
EX-720 90 10 Парафин 3,0 <40 6,0 -1,0
EX-626 90 10 Парафин, графит 3,0 <40 6,0 +0,7
Порошок Poudmet бронзовый (85 % Си, 15 % Sn, крупность < 25 мкм, насыпная
плотность 2,8 г/см3, удельная поверхность 100 см2/г) используют при изготовлении
буровых коронок с алмазными вставками, катализаторов, в микроэлектронике.
Пудра медная (ПМР) (ТУ 48-21-282-73 с 6 изменениями)
Пудру получают измельчением меди с жирами. Ее характеристика: не менее 98 %
Си, содержание фракции 315 мкм не более 8 %, содержание жиров не более 0,25 %,
насыпная масса 0,6-1,0 г/см3, не допускается содержание инородных примесей, фор-
ма частиц - лепесткообразная.
Масса партии пудры не более 3000 кг.
Пудру упаковывают в стальные барабаны вместимостью до 60 дм3, масса пудры в
барабане не должна превышать 100 кг.
Требования по хранению, транспортировке, по технике безопасности, противопо-
жарным мероприятиям аналогичны требованиям, предъявляемым к производству
пудры марки «МПС» (см. ранее).
Пудру используют для очистки хлорида титана от примесей.
Пудра медная (ПМС) (ТУ 48-21-729-82 с изменениями 1-3)
Пудру получают измельчением меди не ниже марки М-1 (ГОСТ 859-2001) с жиро-
выми добавками. Состав пудры, %: Си > 95, Fe < 1,0, жировые добавки < 1,0. Пудра
не должна содержать инородных примесей, видимых невооруженным глазом. Содер-
жание фракции 45 мкм не более 1,0 %; остальное - фракция -45 мкм.
Масса партии пудры не более 1500 кг. Пудру упаковывают в металлические банки
вместимостью до 60 дм3. Банки с пудрой хранят в сухих закрытых помещениях.
Пудра медная относится ко 2 классу опасности: оказывает раздражающее дей-
ствие на слизистую оболочку дыхательных путей и желудочно-кишечного тракта.
ПДК в воздухе рабочей зоны 1 мг/м3, в питьевой воде 1 мг/дм3. Пудра не образу-
ет токсичных соединений в воздушной среде, воде в присутствии других веществ
или факторов. Она пожаро-взрывобезопасна. Пудру используют для изготовления
смазок.
Пудры бронзовые
Исходным сырьем служат марки бронз, близкие по составу к получаемой продук-
ции или специально приготовленные сплавы. Получение пудр включает в себя фрезе-
рование заготовок сплавов, размол крупки в шаровой мельнице, полировку частиц во
вращающемся барабане. Форма частиц получаемых пудр - лепесткообразная. Ино-
родные примеси, видимые невооруженным глазом, не допускаются. В зависимости от
исходного сырья и режима обработки пудры получают с различной дисперсностью,
насыпной массой.
Для пудр, используемых в производстве красок, важным свойством является пло-
щадь покрытия воды (ППВ), см2/г.
Определение ППВ осуществляют в прямоугольном сосуде (длина 40-60 см, шири-
на 15-20 см, глубина 10 см), установленном на трех регулировочных винтах. Поперек
сосуда на его борта кладут две стеклянные полоски шириной 2-3 см. Борта сосуда и
полоски предварительно натирают парафином и полируют мягкой тканью. Горизон-
тально установленный сосуд заполняют дистиллированной водой до тех пор, пока
уровень ее не будет несколько выше бортовых кромок сосуда.
На чистую поверхность воды, ограниченную по длине двумя стеклянными полоска-
ми, с помощью совочка распыляют равномерно навеску пудры 0,05-0,1 г. Затем полос-
ки сдвигают так, чтобы поверхность воды, покрытая пудрой, не имела свободных про-
светов; при необходимости пудру распыляют на поверхности воды мягкой кисточкой.
Кисточкой собирают излишние слои пудры в отдельные комочки, которые рас-
правляют раздвижением ограничивающих поверхность полосок. Манипуляции про-
изводят до тех пор, пока вся ограниченная поверхность не будет покрыта ровным сло-
ем, без разрывов и складок, и два последовательных измерения, проведенные после
повторного сдвижения и раздвижения полосок, не дадут совпадающих результатов
(расхождение не более 5 % отн.). Поверхность измеряют по миллиметровой шкале.
Площадь покрытия воды, см2/г, подсчитывают по формуле
ППВ = S/g,
где S - площадь воды, покрытая пудрой, см2; g - масса навески пудры, г.
За результат испытания принимают среднеарифметическую величину двух парал-
лельных определений.
Ниже приведены специфические характеристики для наиболее распространенных
марок пудр. Требования по отбору проб, транспортировке, хранению, технике безо-
пасности практически одинаковы для всех и будут изложены ниже.
Пудра бронзовая для офсетной печати (БПО) (ТУ 48-21-5-72 с 6 изменениями)
Состав пудры, %: 83-87 Си, < 1,2 А1, 0,8 Fe, остальное - цинк, < 0,3 жиров. Оста-
ток на сите с сеткой 100 мкм не более 0,5 %; площадь покрытия воды 1200-2000 см2/г;
цвет - золотисто-желтый.
Пудру отпускают партиями массой до 1000 кг с сертификатом качества. Пудру ис-
пользуют для нанесения декоративных покрытий методом офсетной печати.
Пудра бронзовая для вакуумно-порошковой изоляции (БПИ)
(ТУ-48-21-110-82 с 4 изменениями)
Пудру получают из сплава меди с алюминием. Состав пудры, %: > 93 Си, 1,7-2,3
А1, < 1,5 Fe; содержание жиров не более 0,8 %, влаги 0,5 %. Содержание фракции
-45+5 мкм не более 1,5-4,8 %, остальное - фракция -5 мкм. Кроющая способность на
воде не менее 1200 см2/г. Масса партии до 1500 кг.
Пудру используют в качестве добавки, экранирующей тепловое излучение в изде-
лиях вакуумно-порошковых композиций.
Пудра бронзовая для красок (БПК) (ТУ 48-21-721—81 с 5 изменениями)
Сырьем для получения пудры служит сплав, который готовят из тестируемых ме-
таллов (меди - не ниже марки М2, цинка - не ниже марки Ц2, алюминия - не ниже
марки А5). Состав пудры, %: 80-90 Си, 1,2 А1, примесей не более 0,8, цинк - осталь-
ное; содержание жиров не более 0,8 %. Доля фракции -100 мкм не менее 90 %. Крою-
щая способность на воде не менее 80 см2/г; цвет — желто-золотистый.
Пудру упаковывают в стальные, плотно закрывающиеся барабаны вместимостью до
60 дм3. Масса партии до 600 кг. Пудру используют для покрытия металлических, деревян-
ных и других поверхностей с целью придания декоративного вида и защиты от коррозии.
Пудра бронзовая для полиграфической и карандашной промышленности
(БПП) (ТУ 48-21-150-72 с 8 изменениями)
Состав и свойства пудр для этих областей применения приведены в табл. 3.71.
Таблица 3.71. Свойства бронзовых пудр марок БПП
Марка Массовая доля компо- нентов*, % Остаток на сите с сеткой, не более Площадь покрытия, см2/г, не менее Насыпная масса после утряски, г/см2
Си Fe, не более 0063 005
БПП-1 83-87 0,8 2,0 — 1200 1,8-2,6
БПП-2 83-87 1,0 — 0,5 — —
БПП-3 72-76 0,8 2,0 — 1200 1,8-2,2
БПП-4 88-92 0,8 2,0 — 1200 1,8-2,2
‘До 1,2 % А1; остальное - цинк; содержание жиров не более 0,5 %.
Цвет пудр - желто-золотистый и красноватый. По цвету, блеску, виду поверхности
пудры должны соответствовать эталонным образцам, принятым по договоренности
между изготовителем и потребителем.
Масса партии пудры ограничивается 700 кг.
Пудру применяют в полиграфическом и карандашном производствах для изготов-
ления фольги.
Пудра бронзовая ювелирная (БПЮ) (ТУ 48-21-36-81 с 4 изменениями)
Состав пудры, %: 90-94 Си, < 1,2 А1, < 0,8 Fe, остальное - цинк; примеси жира не
более 0,5 %; содержание фракции -5 мкм более 99,5 %. Площадь покрытия воды не
менее 1200 см2/г. Масса отгружаемой партии не более 700 кг. Применяют в техноло-
гии обработки ювелирных камней.
Пудра бронзовая (БПФ) (ТУ 48-21-355-74)
Состав пудры, %: 82-88 Си, < 0,2-1,2 А1, < 1,0 Fe, остальное - цинк; примеси жи-
ра не более 0,5 %. Содержание фракции -5 мкм более 99,5 %; площадь покрытия во-
ды не менее 1200 см2/г. Масса отгружаемой партии не более 1500 кг. Применяют для
нужд полиграфии.
Пудры упаковывают в стальные барабаны вместимостью 40-60 дм3.
Пудры по степени воздействия на организм человека относятся ко 2 классу опас-
ности и оказывают раздражающее действие на слизистую оболочку верхних дыха-
тельных путей и желудочно-кишечного тракта. ПДК в воздухе рабочей зоны 1 г/м3 (по
меди). Пудры не образуют токсичных соединений в воздухе, сточных водах, в присут-
ствии других веществ или факторов. Пудры пожаро-взрывобезопасны.
Производитель пудр из меди и сплавов на ее основе: ОАО «Каменск-Уральский за-
вод по обработке цветных металлов» (623414, г. Каменск-Уральский Свердловской
обл., ул. Лермонтова, 40).
3.2.12. Молибденовые порошки
Молибденовый порошок высокой чистоты (МПЧ)
(ТУ 48-19-69-80 с изменениями 1-6).
Химический состав порошка, %: не менее 99,67 Мо, не более по 0,0001 Sn, Pb, Cd,
Bi, по 0,001 Al, Mg, As, Cu, Zn, 0,003 Si, no 0,004 S и P, no 0,005 Fe, Ni, Ca, 0,009 C,
0,01 Na, 0,08 K, 0,2 W, 0,25 O'.
Порошок имеет серый цвет, не содержит посторонних включений; содержание
фракции -5 мкм до 92 %. Порошок отгружают партиями массой не менее 200 кг каж-
дая.
Порошок упаковывают в банки из белой жести с пропаянными швами и закатан-
ной крышкой; масса порошка в банке не более 20 кг. Банки помещают в деревянные
ящики (масса нетто не более 40 кг), а в первый ящик партии - сертификат качества.
Допускается упаковка порошка в двойные полиэтиленовые мешки массой не более 25 кг,
помещаемые в возвратный контейнер.
Ящики с банками порошка транспортируют любым видом закрытого транспорта,
исключая их перемещение и попадание влаги. Порошок хранят в таре, в сухом закры-
том помещении, не содержащем аэрозолей кислот и щелочей.
Гарантийный срок хранения 6 мес с момента приемки продукции ОТК завода-из-
готовителя.
Молибденовый порошок (МПУ) используют для производства специальных спла-
вов.
Производитель порошка: ОАО «Победит» (Республика Северная Осетия - Алания,
362000, г. Владикавказ, ул. Дивизионная, 1).
Порошок молибденовый (ТУ 48-19-316-92)
Содержание примесей, %, не более: по 0,005 Al, Ni, Si, 0,007 Са, 0,003 Mg, 0,014
Fe, 0,015 Na, 0,05 К, 0,4 W; потери при прокаливании 0,3. Допускается поставка по-
рошка с содержанием калия до 0,08 %. Крупность порошка: 92 % фракции -5 мкм.
Порошок упаковывают в банки из белой жести с ребрами жесткости или в запаян-
ные двойные полиэтиленовые мешки. Масса порошка в единице тары не более 25 кг.
Две банки или один мешок упаковывают в деревянный ящик; свободное пространст-
во заполняют ватой или ставят деревянные подпорки. Допускается упаковка банок
или мешков с порошком в контейнеры общей массой не более 1000 кг.
Партия усредненного порошка должна быть не менее 200 кг. Упакованный поро-
шок перевозят любым видом крытого транспорта, не допуская перемещения ящиков,
попадания влаги, механических повреждений.
Упакованный порошок хранят в закрытом помещении, не содержащем аэрозолей
кислот и щелочей. Гарантийный срок хранения 6 мес со дня изготовления.
Пыль металлического молибдена относят к 3 классу опасности. ПДК в атмосфере
рабочей зоны 4 мг/м3. Порошок не образует токсических соединений в воздушной
среде и сточных водах. Он пожаро-взрывобезопасен.
Производитель порошка: ОАО «Победит» (Республика Северная Осетия - Алания,
362000, г. Владикавказ, ул. Дивизионная, 1).
Молибденовый порошок восстановленный (ТУ 14-22-160-2002)
Порошок изготавливают методом восстановления соединений молибдена водородом.
Химический состав порошков молибдена приведен в табл. 3.72.
Средний размер частиц порошка 2-4,5 мкм; содержание фракции -5 мкм не менее
Таблица 3.72. Химический состав порошков, мае. %
Наименование порошка Мо Fe Al Ni Si Mg
Восстановленный: рядовой ПМ 99,9 особо чистый ПМ 99,95 99,9 99,95 0,014 0,01 0,005 0,003 0,005 0,005 0,005 0,005 0,003 0,002
Продолжение табл. 3.72
Наименования порошка Na К Са W Мп Zn С
Восстановленный, рядовой ПМ 99,9 особо чистый ПМ 99,95 0,015 0,003 0,05 0,008 0,007 0,004 0,02 0,013 0,001 0,001 0,001 0,0005 0,0075 0,004
92 %. Частицы крупнее 100 мкм не допускаются. Насыпная плотность порошков ПМ
0,8-1,8 г/см3. Содержание посторонних включений не допускается.
Уплотняемость порошков соответствует следующим требованиям: плотность
прессовок (диаметр 11,3 мм) при давлениях 300 и 700 МПа должна быть 6,3 и 7,3 г/см3
соответственно.
Порошок упаковывают в полиэтиленовые мешки, их запаивают и помещают в
стальные барабаны, бочки; масса нетто упаковочной единицы не более 150 кг. Поро-
шок принимают партиями до 2000 кг.
Порошок перевозят всеми видами крытых транспортных средств. Его хранят в
упакованном состоянии в закрытых складских помещениях. Гарантийный срок хране-
ния 12 мес со дня изготовления.
Порошки используют для производства спеченных материалов и изготовления из-
делий методами ковки, прокатки, экструзии.
Производитель порошка: ОАО «Полема» (300016, г. Тула, ул. Пржевальского, 3).
3.2.13. Никелевые порошки
Никелевый порошок (ГОСТ 9722-79)
Никелевый порошок изготавливают карбонильным и электролитическим способа-
ми. Химический состав порошков в зависимости от способа получения подразделяет-
ся на группы:
Таблица 3.73. Группы и подгруппы карбонильного никелевого порошка
по насыпной плотности
Группа по химическому составу Группа Подгруппа
У Т 1; 2; 3; 4
0 Т 1; 2; 3; 4
1 Л 5; 6; 7; 8
2 т, л, к 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10
- карбонильный: У; 0; 1; 2.
-электролитический: 1; 2; 3.
По насыпной плотности карбонильный никелевый порошок делится на группы: Т -
тяжелый; Л - легкий; К - крупнозернистый. Каждая группа подразделяется на под-
группы (табл. 3.7S).
Химические составы никелевых порошков приведены в табл. 3.74 и 3.75.
Гранулометрический состав порошка должен соответствовать следующим требо-
ваниям.
Карбонильного'.
размер частиц порошка групп Т и Л должен быть менее 10 мкм; допускается со-
держание в порошке группы Т фракции +10 мкм в количестве не более 20 % от мас-
сы партии, а в порошке группы Л - не более 10 %, в том числе фракции +71 мкм не
более 5 % от массы партии;
размер частиц порошка ПНК-2К9 должен быть от 71 до 100 мкм, а для ПНК-2К10 -
от 45 до 71 мкм, в этих порошках допускается содержание других фракций не более
20 % от массы их партии.
Эл ектрол итич еского:
размер частиц порошка марок ПНЭ-1 и ПНЭ-2 должен быть менее 71 мкм, в фрак-
ции -45 мкм не менее 30 % от массы партии; содержание фракции крупнее 71 мкм
должно быть не более 4 % от массы партии;
размер частиц порошка марки ПНЭ-3 должен быть менее 250 мкм, в том числе со-
держание фракции -71 мкм не менее 3 % от массы партии; содержание частиц порош-
ка крупностью более 250 мкм не должно превышать 3 % от массы партии.
Гранулометрический состав никелевого порошка определяют микроскопическим
методом, а для порошков ПНК-2К9, ПНК-2К10, ПНЭ-1, ПНЭ-2 и ПНЭ-3 определение
крупности проводят в соответствии с ГОСТ 18318-73.
Насыпная плотность карбонильного никелевого порошка приведена в табл. 3.76.
Насыпная плотность электролитического никелевого порошка различных марок
имеет следующие значения:
ПНЭ-1 ПНЭ-2 ПНЭ-3
О
Насыпная плотность, г/см , не более 3,4 3,8 5,0
Примечание. По согласованию изготовителя с потребителем допускается насыпная
плотность порошка ПНЭ-1 не более 3,0 г/см^.
Никелевый порошок упаковывают в полиэтиленовую тару вместимостью не более
50 л, в металлические банки (не более 3 л), в стальные барабаны, в алюминиевые боч-
ки или в трехслойные бумажные мешки; в последних трех случаях порошок предва-
рительно засыпают в полиэтиленовые мешки. Упаковка должна быть герметичной.
Полиэтиленовую тару, банки и мешки дополнительно упаковывают в деревянные
ящики или в специальные контейнеры. Масса брутто деревянного ящика не должна
превышать 200 кг, барабана и бочки - 250 кг.
Таблица 3.74. Химический состав1 карбонильных никелевых порошков, %
Обозначе- ние по- рошка Груп- па по хим. соста- ву Ni+Co, не менее Примеси, не более
С Fe Со Si Си Mg As Zn р Cd Bi Мп Sn Pb Sb
ПНК-УТ1 ПНК-УТ2 ПНК-УТЗ ПНК-УТ4 У 99,90 0,10 0,0015 0,0005 0,001 0,0003 0,0003 0,0005 0,0003 0,0003 0,0001 0,0001 0,0003 0,0001 0,0001 0,0002
ПНК-0Т1 ПНК-0Т2 ПНК-ОТЗ ПНК-0Т4 0 99,90 0,15 0,0015 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,0003 0,0003 0,0005 0,0003 0,0002 0,0003
ПНК-1Л5 ПНК-1Л6 ПНК-1Л7 ПНК-1Л8 1 99,70 0,30 0,002 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,0003 0,0003 0,0010 0,0003 0,0003 0,0003
ПНК-2Т1 ПНК-2Т2 ПНК-2ТЗ ПНК-2Т4 2 99,70 0,30 0,010 0,001 0,002 0,003 0,001 0,001 0,001 0,001 0,0003 0,0003 0,0010 0,0005 0,0010 0,0010
‘Для всех марок содержание, %: 0,001 S, 0,005 N, 0,03 Са, влаги не более 0,2. Содержание кальция, азота и влаги обеспечивается технологией
производства.
Таблица 3.75. Химический состав электролитических никелевых порошков, %
Обозначение по- рошка Ni+Co, не менее Примеси, не более
С Fe Со Si Си S
ПНЭ-1 99,5 0,02 0,10 0,20 0,03 0,06 0,008
ПНЭ-2 99,3 0,04 0,25 0,50 0,04 0,08 0,020
ПНЭ-3 99,5 0,02 0,20 0,50 0,03 0,08 0,010
Примечание. Потери массы при прокаливании 0,10 %.
Раздел 3. Металлические порошки 209
Таблица 3.76. Насыпная плотность карбонильного никелевого порошка различных марок
Обозначение порошка Подгруппа по насыпной плотности Насыпная плотность, г/см3
ПНК-УТ1, ПНК-0Т1, ПНК-2Т1 1 3,0-3,5
ПНК-УТ2, ПНК-0Т2, ПНК-2Т2 2 2,5-2,99
ПНК-УТЗ, ПНК-0ТЗ, ПНК-2ТЗ 3 1,91-2,50
ПНК-УТ4, ПНК-0Т4, ПНК-2Т4 4 1,41-1,90
ПНК-1Л5, ПНК-2Л5 5 0,01-1,40
ПНК-1Л6, ПНК-2Л6 6 0,81-1,00
ПНК-1Л7, ПНК-2Л7 7 0,61-0,80
ПНК-1Л8, ПНК-2Л8 8 0,45-0,60
ПНК-2К9 9 1,3-1,7
ПНК-2К10 10 1,20 и более
Примечание. Насыпная плотность порошков ПНК-1Л6, ПНК-2Л6, ПНК-1Л7, ПНК-
2Л7, ПНК-1Л8, ПНК-2Л8 должна соответствовать требованиям таблицы в каждой емкости,
при этом допускается наличие порошка другой насыпной плотности в количестве не более
5 % от массы партии.
Партия никелевого порошка, состоящая из продукта одной марки и содержащая
сертификат качества, должна иметь массу, т;
для карбонильного порошка не более 10 (для порошков групп Т, Л - не менее 0,5,
по согласованию с потребителем - менее 0,5);
для электролитического порошка не более 0,5.
Упакованный порошок транспортируют всеми видами крытого транспорта, в том
числе пакетами в контейнерах. Масса брутто пакета не должна превышать 1,0 т. При
авиатранспортировке масса нетто грузового места не должна превышать 100 кг.
Никелевый порошок должен храниться в закрытых отапливаемых помещениях.
Гарантийный срок хранения карбонильного никелевого порошка 12 мес, электролити-
ческого 6 мес с момента изготовления.
Никелевый порошок не горюч (температура самовоспламенения 740 К), пожаро- и
взрывобезопасен при концентрации порошка в воздухе не более 220 г/м3, токсичен,
класс опасности 2 по ГОСТ 12.1.007-76. Предельно допустимая концентрация нике-
левого порошка в воздухе рабочих помещений не должна превышать 0,5 мг/м3.
Никелевый порошок используют для изготовления изделий методом порошковой
металлургии.
Производитель порошка: ОАО «Норильскникель» (663300, г. Норильск, пл. Гвар-
дейская, 2; 184507, г. Мончегорск, 7 Мурманской обл.).
Порошки никелевые электролитические (ТУ 1793-001-004)
В связи с требованиями ряда специализированных организаций получают порош-
ки с заданными свойствами, достигаемыми на стадии обработки порошка (рассев, до-
измельчение, отжиг в токе водорода и др.). Свойства указанных порошков системати-
зированы в табл. 3.77. Содержание других примесей не превышает, %: 0,001 Sb, по
0,005 Al, Sn, Pb, Мп, Zn, Cr, 0,01 Mg.
Порошки марок А-1, А-2 представляют собой фракцию, прошедшую через сетку
№ 008 при рассеве рядового порошка; плюсовая фракция маркируется как А-2К. По-
рошки марок А-1 и А-2 отжигают в атмосфере водорода.
Порошки марок АЭ1, АЭП-Б и АЗ используют для изготовления деталей аккумуля-
торов, фильтрующих элементов, пористых перегородок и других изделий методом по-
Таблица 3.77. Технические характеристики никелевых электролитических порошков
Характеристика ТУ 1793-001-07622839- 2003 ТУ 1793-004-07622839-2003 ТУ 1793-002- 07622839-2002 ТУ 1793-003- 07622839-2003 ТУ 1793-001- 07622839-2002
А-1 А-2 А-3 АЭ-1 АЭП-Б АЭП-БТ ОШ ПНЭ-1, ПНЭ-2
Условный размер частиц (по Фишеру), мкм Средний размер частиц, мкм Насыпная плотность, г/см3 Химический состав, %: Ni, не менее примесей, не более: Си С S Fe О влаги Si Режим обработки порошка 3,55-4,05 6,9±2,0 1,2-1,4 99,0 0,05 0,1 0,008 0,05 0,5 0,3 0,006 Восста- новлен- ный, 670 К, н2 4,05-4,75 19,6±4,0 1,4-1,6 99,0 0,05 0,1 0,008 0,05 0,5 0,3 0,006 Восста- новлен- ный, 770 К, Н2 1,91-3,0 12,5±3,0 1,1-1,2 86,0 0,05 0,1 0,010 0,05 3,0 1,5 0,006 Не 1 >5-1,90 17,5±3,5 0,8-1,0 86,0 0,05 0,1 0,010 0,05 3,0 1,5 0,006 юсстановлен 3,01-3,45 16,7±3,0 1,2-1,3 6,0 0,05 0,1 0,010 0,05 3,0 1,5 0,006 ный 4,7-5,0 27,4±4,0 1,6-1,8 Не нормир. То же » » » » » » Восстановлен- ный, 720-970 К, Н2 2,2-2,6 98,6 0,4 0,2 0,01 0,3 Не нормир. То же 0,3 Восстановлен- ный, 1420 К, н2 40,0±4,0 3,1-3,9 99,5 0,06 0,02 0,008 0,1 0,1 0,1 0,03 Восстановлен - ный, (720±50)К, Н2
Раздел 3. Металлические порошки
рошковой металлургии. В них дополнительно регламентируется содержание кальция
(не более 0,02 %). Порошки этих марок не обрабатывают в токе водорода.
Порошок марки АЭП-БГ получают после обработки порошка марки АЭПБ в токе
водорода при температурах 720-970 К. Порошок проходит через сетку 80 мкм, а со-
держание фракции -15 мкм составляет не более 20 %.
Порошок марки ОШ получают из порошка А-2К с последующим спеканием в ат-
мосфере водорода, измельчением и рассевом; он содержит до 15-48 % частиц крупнее
400 мкм. Порошок используют для изготовления фильтрующих элементов и трубок.
Порошки марок ПНЭ-1 и ПНЭ-2 по химическому составу удовлетворяют требова-
ниям ГОСТ 9722-79; их отжигают в атмосфере водорода и используют для изготовле-
ния изделий методом порошковой металлургии. Порошок содержит не более 3 %
фракции крупнее 250 мкм, не более 4 % фракции крупнее 71 мкм, а содержание фрак-
ции -45 мкм составляет 30-75 %.
Порошок транспортируют в кюбелях массой до 60 кг. Порошок одной марки отправ-
ляется партиями массой до 500 кг; к каждой партии прилагается паспорт качества.
Производитель порошка: фирма «Нетрамм» (624133, г. Новоуральск Свердловской
обл., ул. Чкалова, 10).
3.2.14. Ниобиевые порошки
Ниобиевый порошок (ГОСТ 26252-84)
Порошок по химическому составу подразделяют на марки НбП-а, НбП-б и НбП
(табл. 3.78), а по гранулометрическому составу - на классы I—IV (табл. 3.79). Форма
частиц для всех классов порошка - осколочная.
Гранулометрический состав порошков I и IV классов, а также плюсовых фракций
II и III классов определяют ситовым методом по ГОСТ 18138-73. Гранулометриче-
ский состав минусовых фракций порошков II и III классов определяют методом фото-
седиментации по ГОСТ 22062-77.
Ниобиевый порошок I—III классов упаковывают в полиэтиленовые банки вместимо-
стью 1 или 5 дм3, снабженные навинчивающимися крышками. Банки упаковывают в де-
ревянные окантованные проволокой (или лентой) ящики массой брутто не более 50 кг.
Ниобиевый порошок IV класса упаковывают в мешки из полиэтиленовой пленки
(5 > 0,06 мм), которые заваривают и помещают в стальные барабаны со съемной
Таблица 3.78. Химический состав порошков ниобия
Марка Массовая доля примесей, %, не более
Та Ti Si Fe W Мо Н С О
НбП-а НбП-б НбП Приме 1. М циркони вой доле 2.Дл 3. [N 4. Дт 0,003 Си 0,06 0,10 0,12 чания: ассовая до я обеспечи o,ooi-o,o; я порошка - 0,002 % 1я марок Б 0,001 0,001 0,004 пя примес вается тех III класса для всех бП-а и Н€ 0,003 0,003 0,01 ей никел нологие! массова? ларок. 5П-6 сод 0,003 0,003 0,01 я, алюмин л и опреде ДОЛЯ KHCJ гржание, ? 0,003 0,005 0,01 ия, магни ляется сп юрода до fa по 0,0С 0,003 0,005 0,01 я, марган ектральнь пжна быть >1 Ni, Mg, 0,002 0,01 ца, кобал 1м метод не более Мп, Со, 0,005 0,01 0,02 ьта, оло ом при и 0,3 %. Sn, Zr; 0,2 0,2 0,15 за, меди, х массо- 0,002 А1,
Таблица 3.79. Требования к крупности порошков ниобия
Класс Размер зерен, мкм Допускаемые отклонения по крупности порошка Удельная поверхность, см2/г
мкм % от массы партии, не более на приборе АДП-1 на приборе Т-3
I II III IV Примеча быть не более рошок I класса 40-63 10-63 10-40 40-1000 ни я: 1. Массова 0,5 %. 2. По тре( с допускаемыми Менее 40 Более 63, но не более 100 Менее 40 Более 63, но не более 100 Менее 40 Более 63, но не более 100 Менее 40 Более 1000 1Я доля фракции эованию потребр отклонениями г 10 10 8 8 8 8 10 10 +100 мкм для г 1теля допускает ю крупности 8 200-300 300-550 460-650 юрошков всех к ся изготовлять ’/о. 250-350 350-570 570-800 лассов должна ниобиевый по-
крышкой или в деревянные окантованные ящики. Масса брутто не более 50 кг для
ящика и 500 кг для барабана.
Ниобиевый порошок одного класса принимают партиями массой не менее 100 кг
(по согласованию с потребителем - менее 100 кг); каждая партия порошка сопровож-
дается документом о качестве.
Хранят упакованный порошок в крытых складских помещениях.
Ниобиевый порошок в воздушной среде и сточных водах токсических соединений не
образует, но оказывает на организм человека общетоксическое фиброгенное действие.
Он относится к классу трудновоспламеняемых горючих веществ по ГОСТ
12.1.044-89. Нижний концентрационный предел воспламеняемости аэровзвеси нио-
биевого порошка НКПВ равен 308 г/м3. Температура воспламеняемости аэровзвеси
795 К. При отсутствии близко расположенного открытого пламени или других источ-
ников тепла, способных нагревать порошок до Т> 775 К, он пожаробезопасен.
Для тушения ниобиевого порошка используют асбестовое полотно, аргон и наибо-
лее эффективно хлористый натрий (поваренную соль).
Ниобиевый порошок применяют для изготовления конденсаторов, легирования
специальных сплавов и для других целей.
Порошок ниобиевый гидрированный (ТУ 48-4-498—89)
Порошок изготавливают четырех классов по гранулометрическому составу и од-
ной марки по химическому составу: НбПГ-1, НбПГ-2, НбПГ-3 и НбПГ-4.
Порошок содержит примесей, не более, %: 0,01-1,10 Н, 0,07 Та, 0,001 Ti, 0,005 Si,
0,005 Fe, 0,003 W, 0,003 Mo, 0,03 N (Н6ПГ-4 - 0,04); 0,02 C, 0,4 O, 0,001 Al, 0,001 Mg,
0,001 Co, 0,001 Sn, 0,003 Cu, 0,001 Zr, 0,001 Ni.
Размер зерен, допускаемые отклонения по крупности и удельной поверхности
должны соответствовать нормам, приведенным в табл. 3.80.
Форма частиц всех классов - осколочная, в порошке не должно быть посторонних
включений.
Порошок используется для изготовления оксидно-полупроводниковых конденса-
торов высокой емкости.
Таблица 3.80. Характеристики ниобиевых гидрированных порошков
Класс Марка Размер зерен, мкм Допускаемые отклонения по крупности порошка Удельная по- верхность, см2/г
размер зерен, мкм % от массы пар- тии, не более
1 НбПГ-1 40-60 <40 10
63-100 10 250-300
2 НбПГ-2 10-63 <40 10
63-100 10 350-570
3 НбПГ-3 10-40 < 10 10
40-100 10 570-800
4 НбПГ-4 Менее 10 10-100 20 1700-2500
Производитель порошка: ФГПУ «ГИРЕДМЕТ» (119017, Москва, Б. Толмачевский
пер., д. 5).
3.2.15. Оловянные порошки
Оловянный порошок (ГОСТ 9723-92)
Порошок оловянный получают распылением расплава олова марок 01 и 02 и дру-
гих (по ГОСТ 860-75) в виде следующих марок: ПОЭ, ПО1, ПО2, ПОЗ, ПО4, химиче-
ский состав которых приведен в табл. 3.81.
Порошок не должен иметь механических примесей и комков, что определяется ви-
зуально при отборе пробы и рассеве вручную 150 г порошка через сито с сеткой 018 К.
Гранулометрический состав порошка приведен в табл. 3.82.
Таблица 3.81. Химический состав порошков олова, %
Марка по- рошка Sn, не менее Примеси, не более Прока- ленный остаток1, не более
РЬ Fe Си S Bi As Sb О
ПОЭ 99,0 0,25 0,02 0,03 0,016 0,05 0,015 0,05 0,5 0,02
ПО1 99,1 0,15 0,02 0,03 0,016 0,05 0,015 0,05 0,5 0,02
ПО2 99,0 0,25 0,02 0,03 0,016 0,05 0,015 0,05 0,5 0,02
ПОЗ 99,0 0,25 0,02 0,03 0,016 0,05 0,015 0,05 Не норми- руется 0,02
ПО4 98,1 1,00 0,05 0,10 0,04 0,06 0,05 0,30 0,1 0,10
’После обработки порошка соляной кислотой.
Таблица 3.82. Гранулометрический состав порошков олова
Марка по- рошка Остаток на сите, % (не более), с сетками Прохождение через сито, %, с сетками
0100 К 0071 К 0063 к 0063 К 0045 К
ПОЭ — 2,2 — — 85-95
ПО1 — 2,2 — — 85-95
ПО2 — 2,2 — — Не менее 80
ПОЗ — — — 100 Не менее 95
ПО4 0,5 — 2-19 Остаток -
Для порошков марок ПОЭ и ПО1 разброс в содержании фракции -45 мкм различ-
ных упаковок одной партии не должен превышать 5 %.
Насыпная плотность порошка должна быть для марок ПОЭ и ПО1 от 3,0 до 4,0,
для марок ПО2 и ПОЗ - от 3,3 до 4,2, для марки ПО4 - от 3,6 до 3,9 г/см3. Между еди-
ничными упаковками в пределах одной партии порошка марок ПО1 и ПОЭ насыпная
плотность не должна различаться более чем на 0,2 г/см3.
Оловянный порошок упаковывают в мешки из полиэтиленовой пленки толщиной
0,06-0,08 мм; их герметично закрывают и помещают в металлические банки по ГОСТ
6128-81. Поверхность соединения крышки с банкой, боковые сливы пропаивают или
закатывают. Масса нетто банки не должна превышать 30 кг.
Порошок одной марки поставляют партиями до 500 кг (для порошка марки ПОЭ);
масса партий порошков других марок не ограничивается.
Порошок хранят в сухих складских помещениях при температуре воздуха не ниже
285 К и при отсутствии в окружающей среде окисляющих реагентов.
Оловянный порошок относится к веществам нетоксичным в воздушной среде, в
сточных водах не образует токсичных веществ. Длительное (в течение 15-20 лет) воз-
действие пыли оказывает фиброгенное действие на легкие и может вызвать пневмо-
нию.
Порошок пожаро-взрывоопасен; температура воспламенения около 715 К, нижний
концентрационный предел воспламенения 120 г/м3. Он не подлежит уничтожению:
порошок, уловленный при очистке газов от пыли, должен быть переплавлен; непри-
годный к использованию порошок сдают в установленном порядке организациям по
сбору вторсырья.
Оловянный порошок используют для производства электроугольных изделий, ме-
таллокерамических композиций.
Производитель порошка: ОАО «Новосибирский оловокомбинат» (630033, г. Ново-
сибирск, ул. Мира, 62).
Порошок оловянный марки ПОО (ТУ 48-0220-42-92)
Порошок получают распылением расплава олова.
Содержание в порошке олова не менее 99 %; содержание примесей, %, не более:
по 0,007 S, Fe, по 0,01 As, Bi, Си, 0,015 Sb, прокаленный остаток после обработки в
НС1 (0,02-0,025) РЬ. Инородные включения, комки не допускаются.
Крупность порошка не менее 99 % фракции 112 мкм. Насыпная плотность порош-
ка 3--4 г/см3.
Порошок упаковывают в бумажные мешки, далее в дощатые ящики; масса брутто
ящика не должна превышать 150 кг.
Порошок транспортируют всеми видами крытого транспорта. Его хранят в упаков-
ке предприятия-изготовителя в сухих помещениях; наличие в окружающей среде
окисляющих веществ не допускается. Гарантийный срок хранения 6 мес с даты изго-
товления.
Порошок используют в производстве химреактивов, металлокерамических изде-
лий.
Производитель порошка: ОАО «Новосибирский оловокомбинат» (630033, г. Ново-
сибирск, ул. Мира, 62).
3.2.16. Порошки платины и платиноидов
Иридиевый порошок (ГОСТ 12338-S1)
Иридий аффинированный выпускают следующих марок: ИА-0, ИА-1, ИА-2; их хими-
ческий состав, определяемый по ГОСТ 12223.0-76 и 12223.1-76, приведен в табл. 3.83.
Таблица 3.83. Химический состав иридиевых порошков, %
Элемент ИА-0 ИА-1 ИА-2
1г, не менее Примесь, не более: S Pt, Pd, Ru, Rh, Os 99,98 99,95 99,90
0,010 0,020 0,045
Pb 0,004 0,005 0,010
Fe 0,005 0,010 0,010
Si 0,002 0,002 0,005
Ba 0,002 0,002 0,005
Mg 0,001 0,001 0,003
Al 0,004 0,004 0,005
Ag 0,002 0,002 0,005
Ni 0,001 0,002 0,005
Cu 0,003 0,005 0,010
Ti 0,002 0,005 0,010
Примечания: 1. По согласованию между изготовителем и потребителем допускается
расширение числа определяемых элементов, не указанных в данной таблице, и установление
их предельно допустимых содержании, определяемых изготовителя. по методике предприятия-
2. Для всех марок содержание, %: по 0,002 Au и Sn; 0,01 потери при прокаливании.
Содержание посторонних механических примесей не допускается (определяется
визуально).
Иридиевый порошок поставляют партиями массой не более 250 кг каждая. Поро-
шок упаковывают в пластмассовые банки (масса нетто не более 7 кг) и в запаянные
стеклянные ампулы (масса нетто не более 50 г), снабженные этикетками установлен-
ного образца.
Пластмассовая банка поступает в плотном тканевом мешке, а стеклянные ампулы
обертывают прокладкой из мягких материалов и упаковывают в жесткую тару. Подго-
товленные мешки и ампулы упаковывают в деревянные ящики. Хранение и транспор-
тировку продукции осуществляют при температуре не выше 303 К.
Аффинированный иридиевый порошок применяют для изготовления сплавов, от-
ветственных изделий.
Производитель порошка: ОАО «Красцветмет» (660027, г. Красноярск, Транспорт-
ный пр., 1).
Осмий в порошке (ГОСТ 12339-79)
Осмий аффинированный в порошке выпускается следующих марок: ОсА-0, ОСА-
1, ОсА-2, химический состав которых приведен в табл. 3.84.
Содержание механических примесей в порошке (определяется визуально) не до-
пускается.
Порошок поставляют партиями массой не более 40 кг, представленными только
одной маркой. Порошок упаковывают в стеклянные банки (масса нетто не более 5 кг)
и запаянные ампулы (масса нетто от 0,1 до 25 г включительно).
Таблица 3.84. Химический состав порошков осмия, %
Марка Os, не менее Au Fe Всего*
ОсА-О 99,97 0,002 0,01 0,03
ОсА-1 99,95 0,002 0,01 0,05
ОсА-2 99,90 0,002 0,03 0,10
’Дополнительно к указанным примесям Pt, Pd, Ru, Rh, Ir, Ag, Cu, Ni, Si, Al, Mg, Ba, Na.
Требования по маркировке, транспортировке, правилам приемки и хранению
идентичны соответствующим требованиям для иридиевого порошка.
Аффинированный порошок осмия применяют для изготовления сплавов, полуфаб-
рикатов и других целей.
Производитель порошка: ОАО «Красцветмет» (660027, г. Красноярск, Транспорт-
ный пр., 1).
Палладиевый порошок (ГОСТ 14836-82)
Аффинированный порошок палладия выпускается следующих марок: ПдАП-0,
ПдАП-1, ПдАП-2, химический состав которых по ГОСТ 12225-80 приведен в табл. 3.85.
Таблица 3.85. Химический состав палладиевых порошков, %
Марка Pd, не менее Примеси, не более
SPt, Rh, Ir, Ru Au Pb Fe Sn Al Si Общая сумма примесей
ПдАП-0 ПдАП-1 99,98 99,95 0,015 0,025 0,005 0,005 0,003 0,005 0,001 0,005 0,002 0,005 0,02 0,05
ПдАП-2 99,90 0,05 0,01 0,005 0,02 0,005 0,005 0,005 0,1
Примечание. Графа «Общая сумма примесей» включает в себя сумму примесей, ука- занных в таблице, и примесей серебра, магния, меди, никеля, цинка и летучих примесей, а для марки ПдАП-0 также массовую долю примесей золота, свинца, олова и алюминия.
Содержание механических примесей в порошке (определяется визуально) не до-
пускается.
Порошок должен просеиваться через сито с сеткой 1,6 мм; допускается наличие
фракции +1,6 мм не более 2 %.
Порошок поставляют партиями массой не более 350 кг, представленной только од-
ной маркой порошка.
Порошок упаковывают в пластмассовые банки (масса нетто не более 7 кг) и в стек-
лянные ампулы (масса нетто до 25 г включительно). Требования по маркировке,
транспортировке, правилам приемки и хранению идентичны соответствующим тре-
бованиям для иридиевого порошка.
Аффинированный палладиевый порошок используют для приготовления сплавов,
изделий методами порошковой металлургии, химикатов.
Производитель порошка: ОАО «Красцветмет» (660027, г. Красноярск, Транспорт-
ный пр. 1).
Порошок палладия марки ПдП-90 (ТУ948-1-455-85)
Цвет мелкодисперсного порошка - черный или темно-серый. Химический состав,
%: не менее 90 Pd; не более: по 0,1 Cl, Na; сумма Pt, Ir, Rh, Au, Pb, Ni, Fe - 0,15. Ката-
литическая активность (продолжительность гидрирования фенилацетилена) при на-
веске порошка 0,05 г составляет 12 мин, при навеске 0,01 г порошка норма не уста-
новлена, но определение продолжительности операции гидрирования обязательно.
Разность до 100 % по химсоставу относится на химически связанные с палладием ки-
слород и абсорбированные газы (Н2, СО2, СО), содержание которых не определяют.
Механические примеси не допускаются.
Порошок упаковывают в пластиковые герметичные банки; горловину банок и за-
винчивающиеся крышки обвязывают шпагатом, заливают парафином; масса нетто по-
рошка в банке 250-1000 г. Банки упаковывают в сплошные деревянные ящики. Гаран-
тийный срок хранения 2 года.
Партия порошка представляет собой усредненный продукт, полученный из одного
сырья, однородный по свойствам, сопровождаемый единым документом о качестве;
масса партии 1-10 кг.
Порошок палладия ПП (ТУ 11-ЕТО 035.375-80)
Порошок черного цвета содержит не менее 98 % Pd, не более, %: 1 • 10“3 Sn, 5-10 3
Си, Pd, 8-10-3 Mg, 1 • 10-2 Al, по 5 • 102 Zn, Fe. Насыпная плотность 0,3-0,6 г/см3; удель-
ная поверхность не менее 2 м2/г; содержание фракций не менее: 1,3 мкм - 10 %;
2,7 мкм - 50 %; 5,0 мкм - 90 %.
Порошок упаковывают в банки; крышки заклеивают лентой с липким слоем и
пломбируют. Банки с порошком укладывают в потребительскую тару по диаметру ба-
нок. Потребительскую тару укладывают в дощатый ящик, выстланный полиэтилено-
вой пленкой, полотном; пустоты между тарой заполняют обрезками пенополиурета-
на. Масса партии порошка до 10 кг. Упакованный порошок хранят в складских поме-
щениях при температуре от 233 до 313 К и относительной влажности не более 60 %;
присутствие кислотных и других агрессивных сред не допускается. Гарантийный
срок хранения 12 мес со дня изготовления.
Порошок используют для приготовления проводящих паст.
Порошок сплава марки Пл. Пд - 40П (ТУ48-1-439-83)
Мелкодисперсный порошок сплава имеет следующий состав, %: не менее 98 % (Pt +
+ Pd), 58,5-61,5 Pt; не более: 0,03 Na, 0,04 Cl; влаги 0,5. Насыпная масса 1,2-1,8 г/см3.
Примесями до 100 % являются абсорбированные газы (О2, К2, СО2, СО), которые не
определяют. Порошок не должен содержать посторонних примесей.
Партия порошка содержит продукт, полученный из одной партии сырья, одинаковый
по составу и сопровождаемый одним документом о качестве; масса партии не менее 10 кг.
Порошок упаковывают в двойные мешки из полиэтилена, их заваривают или плот-
но обвязывают шнуром и упаковывают в сплошной деревянный ящик; масса брутто
не более 15 кг.
Гарантийный срок хранения 6 мес с момента изготовления.
Порошок применяют для изготовления паст, востребованных в производстве мо-
нолитных конденсаторов.
Чернь палладиевая (ТУ-48-15-9-89)
Порошок мелкодисперсный черного или темно-серого цвета. Выпускается трех
марок: ЧПд-0, ЧПд-1 и ЧПд-2.
Таблица 3.86. Характеристика мелкодисперсного порошка палладия
Параметр ЧПд-0 ЧПд-1 ЧПд-2
Массовая доля палладия, %, не менее 98,0 98,0 96,70
Насыпная плотность, г/см3 1,7-1,2 0,8-1,1 0,8-1,2
Массовая доля примесей, %, не более: натрий 0,03 0,03 —
хлор 0,04 0,04 0,04
влага 0,2 0,2 0,2
цинк — — 2,3
Содержание частиц, %, размером: < 1 мкм 0-5 0-5
1-5 мкм 15-25 15-20
5-10 мкм 25-45 25-30
10-20 мкм 30-45 40-50
> 20 мкм 1-10 5-10
Удельная поверхность по БЭТ, м2/г 0,2-1,0 1,5-3,8 0,5-1,7
Химический состав и свойства порошков приведены в табл. 3.86.
Условия хранения: температура 5-30 °C, относительная влажность не более 80 %,
отсутствие агрессивных примесей в окружающей среде.
Гарантийный срок хранения 6 мес.
Мелкодисперсный порошок упаковывают в полиэтиленовые пакеты и пластмассо-
вые банки.
Применяется при изготовлении паст, используемых для получения металлических
покрытий.
Производитель порошка: ОАО «Красцветмет» (660027, г. Красноярск, Транспорт-
ный пр., 1).
Платина в порошке (ГОСТ 14837-79)
Аффинированный платиновый порошок выпускается следующих марок: ПлАП-0,
ПлАП-1 и ПлАП-2. Химический состав приведен в табл. 3.87.
Содержание механических примесей в порошке (определяется визуально ) не до-
пускается.
Крупность частиц порошка соответствует фракции -1,6 мм; допускается наличие
фракции +1,6 мм не более 2 % от массы партии порошка.
Порошок поставляют партиями массой не более 350 кг, представленными только
одной маркой; в каждой партии содержатся документы о качестве и сертификации.
Порошок упаковывают в пластмассовые банки (масса нетто не более 7 кг) или в стек-
лянные запаянные ампулы (масса нетто до 50 г включительно). Требования по марки-
ровке, транспортировке, правилам приемки и хранения идентичны соответствующим
требованиям для иридиевого порошка.
Таблица 3.87. Химический состав платиновых порошков, %
Марка Pt, не менее Примеси, не более
Z(Rh, Pd, Ir, Ru) Au Pb Fe Si Sn Sb Al Всего
ПлАП-0 99,98 0,015 — — 0,003 0,002 — 0,02
ПлАП-1 99,95 0,025 0,005 0,005 0,01 0,005 0,001 0,001 0,005 0,05
ПлАП-2 99,90 0,050 0,05 0,005 0,01 0,005 0,005 0,005 0,005 0,10
Примечание. Графа «Всего» включает в себя общую сумму примесей, указанных в таблице, а также Ag, Mg, Си, Ni и летучие.
Аффинированный платиновый порошок используют для приготовления сплавов,
химикатов, полуфабрикатов.
Производитель порошка: ОАО «Красцветмет» (660027, г. Красноярск, Транспорт-
ный пр., 1).
Чернь платиновая (ТУ 48-15-8-89)
Порошок мелкодисперсный темно-серого цвета, марка ПлАП-2.
Массовая доля платины не менее 96 %; массовые доли примесей, %: 2,3 Zn; 0,04
Cl; 0,2 влаги.
Размер частиц порошка по фракциям, %: фракция менее 1 мкм 0-0,5; 5-10 мкм
15-35; 10—20 мкм 35 45; более 20 мкм 5-20. Удельная поверхность по БЕТ 0,2-1,0 м2/г.
Условия хранения: температура 5-30 °C, относительная влажность не более 80 %,
отсутствие агрессивных примесей в окружающей среде. Гарантийный срок хранения
6 мес.
Порошок упаковывают в полиэтиленовые пакеты и пластмассовые банки.
Применяется при изготовлении паст, используемых для получения металлических
покрытий.
Производитель порошка: ОАО «Красцветмет» (660027, г. Красноярск, Транспорт-
ный пр., 1).
Родий в порошке (ГОСТ 12342-81)
Аффинированный родиевый порошок выпускается следующих марок: РдА-0,
РдА-1, РдА-2; их химический состав приведен в табл. 3.88. Содержание механиче-
ских примесей (определяется визуально) не допускается.
Размер частиц порошка определяется просеиванием через сито с сеткой 08; допус-
кается наличие частиц крупностью +0,8 мм не более 2 % от массы партии порошка.
Порошок поставляют партиями массой не более 300 кг, представленными только од-
ной маркой; в каждой партии содержатся документы о качестве и сертификации.
Таблица 3.88. Химический состав марок родия, аффинированного в порошке, %
Элемент РдА-0 РдА-1 РдА-2
Родий, не менее Примеси, не более: 99,97 99,95 99,90
платина, палладий, иридий, рутений (сумма) 0,010 0,020 0,030
серебро 0,002 0,003 0,003
свинец 0,004 0,005 0,005
железо 0,003 0,010 0,020
кремний 0,004 0,005 0,005
барий 0,004 0,005 0,005
магний 0,001 0,001 0,003
медь 0,003 0,005 0,020
никель 0,001 0,002 0,005
титан 0,004 0,005 0,010
алюминий 0,002 0,002 0,005
Потери при прокаливании Примечания: 1. Содержани 0,010 е Au, Sn - по 0,002 0,010 % для всех марок. 0,020
2. По согласованию между изготовителем и потребителем допускается расширение числа
определяемых элементов, не указанных в данной таблице, и установление их допустимых содержаний, определяемых по методике предприятия-изготовителя.
Порошок упаковывают в пластмассовые банки (масса нетто не более 7 кг) или в
стеклянные ампулы (масса нетто не более 50 г). Требования по правилам приемки,
маркировке, транспортировке и хранению идентичны соответствующим требованиям
для иридиевого порошка.
Аффинированный родиевый порошок используют для приготовления сплавов, из-
делий.
Производитель порошка: ОАО «Красцветмет» (660027, г. Красноярск, Транспорт-
ный пр., 1).
Рутений в порошке (ГОСТ 12343-79)
Аффинированный рутениевый порошок выпускают следующих марок: РуА-0,
РуА-1, РуА-2; их химический состав приведен в табл. 3.89. Содержание механиче-
ских примесей в порошке (определяется визуально) не допускается.
Таблица 3.89. Химический состав рутениевых порошков, %
Марка Ru, не менее Примеси, не более
Au Fe Pb Ba Si Al Всего
РуА-0 99,97 0,002 0,003 0,003 0,002 0,003 0,002 0,03
РуА-1 99,95 0,002 0,01 0,005 0,005 0,005 0,005 0,05
РуА-2 99,90 0,002 0,02 0,01 0,005 0,01 0,005 0,10
Примечание. Графа «Всего» включает в себя сумму примесей, указанных в таблице, а
также примесей платины, палладия, родия, иридия, серебра, меди, никеля, магния и летучих в процентах.
Размер частиц порошка определяется просеиванием через сито с сеткой № 1; до-
пускается наличие фракции +1,0 мм не более 2 % от массы партии порошка.
Порошок поставляют партиями массой не более 250 кг, представленными только
одной маркой; в каждой партии содержится документ о качестве и спецификации.
Порошок упаковывают в пластмассовые банки (масса нетто не более 5 кг) или в
стеклянные запаянные ампулы (масса нетто до 25 г включительно). Требования по
маркировке, транспортировке, правилам приемки и хранению идентичны соответст-
вующим требованиям (для иридиевого порошка). Аффинированный порошок рутения
используют для приготовления сплавов, полуфабрикатов, химических соединений.
Производитель порошка: ОАО «Екатеринбургский завод ОЦМ» (620014, г. Екатерин-
бург, пр. Ленина, 14); ОАО «Красцветмет» (660027, г. Красноярск, Транспортный пр. 1).
3.2.17. Рений металлический
Порошок рения (ТУ-48-19-92-88) получают водородным восстановлением перре-
ната аммония, крупность частиц (по Фишеру) 3,0-7,5 мкм. Порошок должен полно-
стью проходить через сито с сеткой № 55-64, имеет серый цвет; его химический со-
став приведен ниже:
Компонент1 Массовая доля, %, не более Компонент1 Массовая доля, %, не более
Fe 0,0020 К 0,0070
Mg 0,0002 О и влага 0,1000
Cu 0,0005 Re Остальное
Al 0,0007
1 По 0,001 % Si, Ni, Мо, Са.
Массовую долю кислорода и влаги определяют при температуре прокаливания
1273 К; содержание остальных примесей определяют спектрографическим анализом.
Массовую долю рения определяют по разности между 100 % и суммой определяемых
примесей.
Порошок упаковывают в мешки из полиэтиленовой пленки, их помещают в ткане-
вые мешки и далее - в деревянные ящики с внутренними размерами (190x190x95) мм;
в них вкладывают сертификат качества.
Порошок рения используют для изготовления катализаторов для нефтехимической
промышленности, деталей электроосветительной и электровакуумной аппаратуры.
3.2.18. Свинцовый порошок (ГОСТ 16138-78)
Порошки свинца получают распылением расплава свинца. Выпускают три марки
порошка: ПСА, ПС1, ПС2; их химический состав приведен ниже, а гранулометриче-
ский - в табл. 3.90:
Массовая доля свинца, %, не менее Массовая доля примесей, %, не более: 99,7
Fe Си Sb As Bi О Прокаленный остаток после обработки порошка азотной кислотой 0,001 0,001 0,0005 0,0005 0,005 0,20 0,01
Порошок не должен содержать посторонних примесей и комков. Массовая доля
фракции -0,045 мм для порошка марки ПСА для различных единиц упаковки не долж-
на отличаться более, чем на 5 % от большего значения.
Насыпная плотность порошка нормируется только для марки ПСА и должна быть
5-6 г/см3 для различных единиц упаковки; в пределах одной партии она не должна
различаться более, чем на 0,2 г/см3.
Свинцовый порошок упаковывают в мешки из полиэтиленовой пленки толщиной
100-150 мкм, их герметично заваривают и помещают в мешки из плотной ткани. По
требованию потребителя в мешок вкладывают полотняный мешочек с силикагелем
массой 50 г. Мешки с порошком ПСА упаковывают в деревянные ящики не позднее,
чем через сутки после его изготовления. По согласованию допускается упаковывать в
деревянные ящики и порошки марки ПС1 и ПС2. Масса порошка в мешке должна
быть 22±0,22 кг; по требованию потребителя допускается упаковка порошка в мешке
массой 10±0,1 кг.
Свинцовый порошок одной марки поставляют партией массой не более 600 кг.
Таблица 3.90. Гранулометрический состав порошка свинца
Марка Остаток на сите с сетками номер, % Прохождение через сита с сетками номер, %
008 К 0071 К 025 К 02 К 0045 К
Не€ олее Нек 1енее
ПСА 1,0 1,5 75-90
ПС1 — 3,0 — — —
ПС2 - - 99 97 -
Емкости с порошком хранят в сухих складских помещениях при температуре не
выше 303 К; мешки с порошком укладывают на стеллажи в один ряд. Гарантийный
срок хранения свинцового порошка 3 мес со дня изготовления.
Свинцовый порошок является токсичным продуктом и относится к чрезвычайно
опасным веществам, вызывающим отравление. ПДК свинца в воздухе рабочей зоны
не должна превышать 0,01 мг/дм3.
При обнаружении признаков отравления (сладковатый привкус во рту, слюноотделе-
ние, тошнота, рвота, судорожные боли в желудке) пострадавшего немедленно выводят
из зараженной зоны на свежий воздух, обеспечивают полный покой до прибытия врача.
Свинцовые порошки используют при производстве контактных щеток электриче-
ских машин, для изготовления асботехнических изделий, специальных изделий мето-
дами порошковой металлургии для атомной промышленности и защиты от рентгенов-
ского излучения.
Производитель порошка: ОАО «Дальполиметалл» (692430, Приморский край, пос.
Дальнегорск, пр-т 50-летия Октября, 93).
3.2.19. Серебряные порошки
Серебряный порошок (ГОСТ 9724-61)
Серебряный порошок получают электролитическим способом и применяют для
производства порошковых контактов и других изделий. Химический состав порошков
марок ПС1 и ПС2 следующий, мае. %: не менее 99,9 Ag; примесей, не более: 0,02 Си,
0,04 L(Fe + Pb + Al + Bi), 0,001 NO3, 0,005 SO^r 0,08 влаги (содержание влаги приве-
дено сверх 100 %).
Масса поставляемой партии порошка не должна превышать 1000 кг.
Гранулометрический состав порошков характеризуется следующими показателями:
ПС1: фракция -160 мкм, в том числе < 3,0 % фракции 56 мкм;
ПС2: < 4,0 % фракции 16 мкм.
Производитель порошка: ОАО «Екатеринбургский завод ОЦМ» (620014, г. Екате-
ринбург, пр. Ленина, 14).
Порошок серебряный чистый (ТУ 46-09-2397-78)
Порошок представляет собой однородную массу от светло-серого до серого цвета.
Массовая доля серебра не менее 99,9 %, Fe <0,015 %, потери при высушивании < 0,05 %.
Дисперсность порошка 2,0-5,0 мкм (для часовой промышленности -2-е-З ±0,5 мкм);
насыпная масса 0,3-0,8 г/см3 (для часовой промышленности 0,3-0,6 г/см3).
Порошок отправляют почтовыми посылками или самовывозом. Его хранят при
комнатной температуре в отапливаемых складских помещениях, не допуская воздей-
ствия прямых солнечных лучей.
Порошок упаковывают в светонепроницаемую бумагу; масса упаковки 2 т.
Порошок серебра используют в часовой промышленности при контактно-механи-
ческом серебрении циферблатов.
Порошок серебряный гранулированный (ПСР1г) (ТУ 48-1-106-82)
Порошок получают путем взаимодействия азотнокислого серебра и едкого калия с
последующей промывкой, обезвоживанием, сушкой, прокалкой и протиром. Состав
порошка ,%: Ag > 99,9; массовая доля примесей, не более: 0,01 Си, 0,01 L(Bi, Pb, Sb,
Fe, Al), 0,001 NO3, 0,005 SO4, влаги 0,04. Текучесть порошка 10-15 г/с, насыпная
плотность 2,0-2,3 г/см3. Не допускается содержание посторонних включений.
Порошок массой по 10 кг упаковывают в полиэтиленовые мешки, их заваривают,
упаковывают в двухслойную бумагу, обвязывают шнурком или полиэтиленовой лен-
той с липким слоем. Партия порошка представлена продуктом одного синтеза.
Порошок в упакованном виде хранят на стеллажах в сухих помещениях, не содер-
жащих агрессивных сред (Cl2, H2S, SO2, NO2, пары органических восстановителей,
соляной кислоты). При перемещении упаковки порошка из холодного помещения в
теплое вскрывать мешки разрешается только после их прогрева до температуры окру-
жающей среды, чтобы не допустить конденсации влаги на порошке. Гарантийный
срок хранения 6 мес со дня изготовления.
Порошок используют для формирования подслоя прессовочно-спеченных контак-
тов на основе серебра.
Порошок серебряный чешуйчатый (ПСЧ) (ТУ 48-1-100-85)
Химический состав порошка, %: Ag > 99,9; не более 0,001 NO3, 0,05 влаги. Насып-
ная плотность не более 2,0 г/см3.
Порошок упаковывают в мешки из полиэтилена; масса партии порошка 5 кг.
Условия упаковки, транспортировки, хранения как для гранулированного серебря-
ного порошка.
Гарантийный срок хранения 6 мес со дня изготовления.
Порошок используют для получения токопроводящих красок, применяемых, в ча-
стности, для покрытия магнитной ленты аварийного накопителя.
Порошок серебряный (ТУ 48-1-202-87)
Порошок получают электролитическим и химическим способами двух марок:
ПСр1 и ПСр2. Состав порошка, %: Ag > 99,9; не более 0,005 Си, влаги 0,03. Посторон-
ние включения и комки не допускаются. Марки порошка различаются крупностью:
ПСр1 содержит 97 % фракции -56 мкм, ПСр2 содержит 96 % фракции -160 мкм.
Порошок упаковывают массой 100 кг в мешки из полиэтилена, после чего их гор-
ловины заваривают.
Масса партии порошка не более 1000 кг; масса отбираемой общей пробы 500 г. Га-
рантийный срок хранения 1 год со дня изготовления.
Порошок применяют для производства порошковых контактов и других токопро-
водящих изделий.
Порошок серебра СП (ТУП-ЕТО.035.366-88)
Цвет порошка - от темно-серого до черного; содержание в нем серебра не менее
98 %. Содержание микропримесей: Zn, Al, Fe-no 1-10-2, Sn 110-3, Mg 810-3. Насып-
ная масса 0,8-1,5 г/ см3, удельная поверхность не менее 0,5 м2/г. Содержание фрак-
ций, %: -1,5 мкм - 10; -4,0 мкм - 50 ; -14 мкм - 90.
Порошок упаковывают в банки, крышки герметизируют и пломбируют; банки по-
мещают в потребительскую тару с ячейками, а затем в дощатый ящик.
Порошок выпускают партиями массой до 63 кг. Гарантийный срок хранения
12 мес со дня изготовления.
Порошок используют для изготовления паст.
Порошок мелкодисперсный гранулированный серебро-оксид меди (СОМ 1 дм)
(ТУ 48-1-105-82)
Порошок получают методом совместного осаждения гидроксидов серебра и меди
из растворов нитратных солей раствором едкого натра с последующей промывкой,
обезвоживанием, сушкой, протиркой, грануляцией и прокалкой.
Химический состав порошка,%: 90±0,5 Ag, (0-10)±0,5 Си, не более 0,008 Fe, 0,08
NO3, прокаленного остатка после обработки порошка азотной кислотой (1,36 г/см3)
0,04, влаги 0,08.
Текучесть не менее 6 г/с, насыпная плотность не менее 1,5 г/см3. Микроструктуру
порошка (х200) сравнивают с микроструктурами эталонных образцов, которые харак-
теризуются равномерным распределением фаз, содержат не более 3 включений сереб-
ра размером до 70 мкм и оксида меди размером до 200 мкм.
Порошок массой 9 кг упаковывают в полиэтиленовый мешок, затем в мешок из
упаковочной двухслойной бумаги, обвязывают шнуром или полиэтиленовой лентой с
липким слоем. Гарантийный срок хранения порошка 6 мес со дня изготовления.
Порошок используют для получения порошковых контактных материалов.
Порошок мелкодисперсный гранулированный серебро-оксид кадмия (СОК 15м)
(ТУ 48-1-107-82 с 2 изменениями)
Порошок получают совместным осаждением гидроксидов серебра и кадмия из
растворов их нитратных солей с последующей прокалкой и избирательным восста-
новлением оксида серебра.
Состав порошка, %: (85±0,5)Ag, (15±0,5)Cd, не более 0,008 Fe, 0,08 NO3, прокален-
ного остатка после обработки азотной кислотой (1,36 г/см3) 0,02, влаги 0,06. Посто-
ронние включения не допускаются.
Текучесть порошка не менее 7 г/с, насыпная плотность не мене 1,6 г/см3.
Микроструктуру порошка (х200) сравнивают с микроструктурами эталонных об-
разцов. Приемлемые структуры имеют равномерное распределение фаз; допускаются
не более 3 локальных включений нитевидной формы крупностью до 150 мкм и про-
чих форм размером до 100 мкм.
Порошок упаковывают массой по 9 кг; условия упаковки, транспортировки и хра-
нения порошка как для гранулированного серебряного порошка. Гарантийный срок
хранения 6 мес со дня изготовления.
Порошок серебро-оксид кадмия токсичен. При попадании в организм человека
раздражаются слизистые оболочки, поражаются органы дыхания и нервная система;
при хроническом отравлении поражается желудочно-кишечный тракт, костная ткань.
ПДК оксида кадмия в воздухе рабочей зоны 0,1 мг/м3; класс опасности - первый. По-
рошок взрыво-пожаробезопасен.
Порошок используют для изготовления электрических контактов на основе сереб-
ра методом порошковой металлургии.
3.2.20. Скандиевый порошок (ТУ 48-4-483-87 с 4 изменениями)
Порошок скандия получают металлотермическим восстановлением и выпускают
его трех марок: СкМ-1, СкМ-2, СкМ-3. Химический состав марок порошка приведен
в табл. 3.91. Крупность порошка 0,1-25,0 мм; цвет его - серебристо-белый с золотым
оттенком. Не допускаются включения неметаллических частиц и оксидных зерен,
фиксируемых визуально.
8 - 1504
Таблица 3.91. Химический состав марок порошка скандия, %
Марка Sc, не менее Массовая доля примесей, не более1
Fe Са Mg Ti Si
СкМ-1 99,85 0,03 0,03 0,01 0,01 0,02
СкМ-2 99,74 0,06 0,06 0,02 0,02 0,05
СкМ-3 98,65 1,0 0,20 0,02 0,02 0,06
1 По 0,01 % Си, Al, Y, Zr.
Партия порошка скандия представлена продуктом одной марки, сопровождается
документом о качестве. Масса партии порошка не более 10 кг.
Скандий расфасовывают массой от 100 до 1000 г с интервалом 25 г; используют
стеклянные банки с навинчивающейся крышкой из полимерного материала, имеющей
картонную или корковую прокладку, защищенную алюминиевой фольгой. Допускает-
ся использование металлических банок. Каждую банку заполняют порошком доверху
и пломбируют. Для герметизации тары крышку банки заливают смесью парафина с
полиэтиленом для гарантии изоляции порошка скандия от попадания в банку воздуха
или влаги. Стеклянную банку помещают в отдельный металлический контейнер; сво-
бодное пространство внутри контейнера заполняют листовым асбестом или асбесто-
вой крошкой.
Металлические банки, контейнеры со скандием упаковывают в фанерные ящики.
Порошок скандия относится к 4 классу опасных грузов, подкласс 4.1, категория 4.1.1.
Упакованный скандий хранят в крытых складских помещениях при отсутствии па-
ров кислот и щелочей. Гарантийный срок хранения 1 год со дня изготовления.
Кристаллический скандий малотоксичен, на воздухе окисляется, образуя защит-
ную оксидную пленку; оксиды скандия действуют на слизистую оболочку верхних
дыхательных путей, вызывая фарингиты и риниты. Скандий оказывает неблагоприят-
ное воздействие на белковый, жировой и минеральный обмен и медленно выводится
через желудочно-кишечный тракт. По степени воздействия на организм человека
скандий представляет вещество умеренно-опасное и относится к 3 классу опасности
(в пересчете на оксид скандия).
ПДК оксида скандия в воздухе рабочей зоны 4 мг/м3.
Кристаллический скандий относится к группе горючих веществ; температура вос-
пламенения не менее 670 К. Нижний концентрационный предел воспламеняемости
порошка с крупностью частиц 0,1-5,0 мм не менее 950 г/м3. При взаимодействии
скандия с водой легковоспламеняющихся газов не образуется.
Для тушения используют асбестовое полотно, сухой порошок глинозема, аргон,
специальные порошки на основе хлоридов или фторидов металлов.
При получении порошка скандия токсичных веществ в сточных водах не образу-
ется. Отходы производства скандия возвращают на получение оксида скандия.
Порошок скандия используют для легирования сплавов, в исследовательских работах.
3.2.21. Танталовые порошки
Порошок танталовый мелкодисперсный высокой чистоты (ТУ 95-251 - 83)
Порошок выпускают мелкодисперсным (ТаПМ) и агломерированным (ТаПА,
ТаПБ). Химический состав и свойства порошков приведены в табл. 3.92 и 3.93.
Таблица 3.92. Содержание примесей в порошке, мае. %, не более
Класс Та Ti W Мо О N Na
1; 2а; 26; 3; 4а; 46 0,0008 0,01 0,01 0,15 0,012 0,0003
5а 0,0008 0,003 0,001 0,25 0,012 0,0003
56 Остальное 0,0008 0,003 0,001 0,3 0,012 0,0003
ВВ-1, ВВ-2, ВВ-3 0,0008 0,003 0,001 0,15 0,012 0,0003
ТаПА, ТаПБ 0,0008 0,003 0,001 0,35 0,012 0,0003
ТаПМ 0,01 0,02 0,01 0,9 0,01 0,0005
Продолжение табл. 3.92
Класс А1 Сг Со Си Nb Fe Si
1; 2а; 26; 3; 4а; 46 0,0008 0,0008 0,0001 0,002 0,05 0,005 0,003
5а 0,0003 0,0005 0,0001 0,001 0,1 0,002 0,0015
56 0,0003 0,0005 0,0001 0,001 0,1 0,002 0,0015
ВВ-1, ВВ-2, ВВ-3 0,0005 0,0005 0,0001 0,001 0,05 0,002 0,001
ТаПА, ТаПБ 0,0003 0,0005 0,0001 0,001 0,05 0,003 0,0015
ТаПМ 0,01 0,008 0,0005 0,01 0,2 0,05 0,002
Продолжение табл. 3.92
Класс С Н Mg Са Мп Ni Zr Sn
1;2а; 2б;3;4а; 46 0,01 0,01 0,0003 0,0015 0,0003 0,0005 0,0005 0,0005
5а 0,007 0,01 0,0003 0,002 0,0003 0,0005 0,0005 0,0002
56 0,007 0,01 0,0003 0,002 0,0003 0,0005 0,0005 0,0002
ВВ-1, ВВ-2, ВВ-3 0,003 0,01 0,0003 0,0015 0,0003 0,0005 0,0005 0,0003
ТаПА, ТаПБ 0,007 0,01 0,0003 0,002 0,0003 0,0005 0,0005 0,0003
ТаПМ 0,05 0,05 0,01 0,02 0,005 0,01 0,001 0,0005
Таблица 3.93. Свойства порошков тантала
Показатель Марка порошка
1 2а 2Ь 3 4а 4Ь 5а 5Ь ВВ-1 ВВ-2 ВВ-3 ТаПМ
Размер частиц, мкм Доля фрак- ций, %: 63 мкм 40 мкм -40 мкм Удельная поверх- ность, см2/г Насыпная масса, г/см3 Удельный заряд, мкКл/г Емкость1, мкФ Средний ток утечки, мкА/мкКл Диэлек- трические потери, % 1 'Для ано 40- 63 10 10 70- 140 7-8 7-10 <2,0 <2,0 ДОВ, из 5-63 0 240- 330 6,8- 7,3 14-16 <3,0 <3,0 готовле 5-63 5 280- 410 6,3- 7,0 17- го <3,0 <3,0 :нных 5-40 10 390- 560 5,9- 6,4 19- 22 <3,0 <3,0 из пор< го- бз 1,5 130- 160 7,5- 7,8 10- 12 <3,0 <2,0 эшка. го- 63 1,5 150- 180 7,2- 7,6 12- 14 <3,0 <2,0 3-30 600- 800 4,8- 5,3 4000- 4900 <2,0 <2,0 3-30 700- 1000 4,6- 5,0 4900- 5600 <2,0 <2,0 40-63 10 10 7-8 600- 1000 < 1,0 <4,0 20-63 2,0 7,2- 7,6 1100- 1500 < 1,0 <5,0 5-63 5,0 6,3- 7,0 1800- 2200 < 1,0 <7,0 <5,0 2000- 3000 3,0- 4,0 3700± (700)
Порошок затаривают в полиэтиленовые банки с плотно завинчивающимися крыш-
ками. Банки укладывают в деревянные ящики с перегородками. Масса партии отгру-
жаемого порошка не ограничивается.
Порошок перевозят всеми видами крытого транспорта. Хранят его в упакованном
виде в закрытых сухих помещениях при температуре 280-300 К, относительной влаж-
ности не более 85 %; наличие аэрозолей кислот, щелочей не допускается. Гарантий-
ный срок хранения 2 года с момента изготовления.
Танталовый мелкодисперсный порошок 5 класса относится к пожаро- взрыво-
опасным веществам. Температура самовоспламенения порошков на воздухе для 5А
класса 500 К, для 5Б класса 450 К.
Нижний концентрационный предел взрывоопасности пылевоздушной смеси 192 г/м3.
Порошок воспламеняется от источника тепла незначительной энергии (пламя
спички, искры механического происхождения и т.д.). Скорость распространения горе-
ния порошков 0,7-2 мм/с в естественных условиях. Влажные порошки и их аэровзве-
си горят и распространяют горение интенсивнее, чем сухие порошки.
Исключается попадание на порошки влаги при упаковке, транспортировке и хра-
нении.
При работе с порошком нельзя пользоваться открытым огнем. Курить строго за-
прещается.
ПДК порошков в воздухе рабочей зоны производственных помещений составляет
10 мг/м3, класс опасности 4, действие на организм - фиброгенное. Танталовый поро-
шок токсических соединений с воздухом не дает, в воде не растворим.
Порошок применяют в электронной промышленности при изготовлении высоко-
вольтных оксидных конденсаторов и электровакуумных приборов.
Порошок танталовый (ТУ 95-318-75Е)
Порошок получают натрийтермическим восстановлением фтортанталата калия.
Крупность порошка не более 160 мкм. Его состав приведен ниже:
ДТа + Nb), %, не менее Коэффициент привеса, %, не менее Содержание примесей, %, не более: >98,6 20,9
Nb Fe Si Ti С ЦО + N) 0,1 0,07 0,05 0,02 0,2 1,0
Порошок затаривают в полиэтиленовые банки с завинчивающимися крышками;
банки упаковывают в деревянные ящики; при массе брутто более 20 кг их окантовы-
вают полосовой жестью. Масса партии не ограничивается. Порошковый тантал пере-
возят любым видом крытого транспорта. Хранят его в упакованном виде в сухих за-
крытых помещениях. Гарантийный срок хранения 2 года.
Используется порошок для изготовления сплавов и жаропрочных материалов.
Порошок танталовый металлургического сорта (СП 37-438-2000)
В зависимости от химического и гранулометрического составов выпускают по-
рошки марок А, Б, В; состав их приведен в табл. 3.94.
Таблица 3.94. Химический состав порошков разных марок, %
Элементы A Б В
Та, не менее 99,0 99,5 98,6
Примеси, не более:
N 0,5 0,2 1,0
О 0,5 0,3 —
E(N + О) — — 1,0
С — — 0,2
Nb 0,1 0,05 0,1
Fe 0,07 0,01 0,07
Si 0,05 0,01 0,05
Ti — — 0,02
X(Na + К) 0,07 0,02 0,02
Са 0,05 0,002 —
S 0,01 0,005 —
P 0,01 0,005 -
Крупность порошка характеризуется содержанием фракции -100 мкм в
количистве 95 % (для порошков марок А, Б) и фракции 160 мкм - в количестве 98,5 %
(для порошка марки В).
3.2.22. Титановые порошки
Порошок титановый химический (ТУ 48-10-78-83 с 7 изменениями)
Порошок получают из губчатого титана механохимическим, термохимическим и
плазмохимическим методами. В зависимости от химического состава, крупности,
твердости по Бринеллю (НВ) порошок изготавливают 14 марок (табл. 3.95): ПТХ - по-
рошок титановый химический; первая цифра отражает тип порошка по крупности,
вторая по величине НВ.
Содержание влаги в порошках марок ПТХ-6-1, ПТХ-6-2, ПТХ-7-1, ПТХ-7-2 нахо-
дятся в пределах 20-30 %. Удельная поверхность порошков марок ПТХ-6 и ПТХ-7 не
менее 0,2 м2/г.
Порошок поставляют партиями массой до Ют.
Порошок засыпают в полиэтиленовые мешки и упаковывают в бочки массой брут-
то не более 650 кг или в другую металлическую тару.
Порошок перевозят в крытом железнодорожном и автомобильном транспорте.
Упакованный порошок хранят в крытых складских помещениях. Гарантийный срок
хранения 6 мес со дня изготовления продукции.
Порошок горюч; температура самовоспламенения 780 К.
Порошок используют для производства изделий методом порошковой металлургии.
Таблица 3.95. Гранулометрический состав и содержание примесей в химических
порошках титана
Марка Фракции, мм Отклонение от нор- мы, %, не более Массовая доля примесей, %, не более
крупнее мельче Fe Cl N Н
ПТХ-1-1 -3,0+1,0 10 10 0,3 0,06 0,05 0,1
ПТХ-1-2 -3,0+1,0 10 15 0,8 0,07 0,08 0,2
ПТХ-2-1 -1,0+0,63 10 10 0,3 0,06 0,05 0,1
ПТХ-2-2 -1.0+0,63 10 15 0,8 0,08 0,08 0,2
ПТХ-3-1 -1,0+0,18 10 10 0,3 0,07 0,05 0,1
ПТХ-3-2 -1,0+0,18 10 15 0,8 0,09 0,08 0,2
Продолжение табл. 3.95
Марка Фракции, мм Отклонение от нор- мы, %, не более Массовая доля примесей, %, не более
крупнее мельче Fe С1 N Н
ПТХ-4-1 ПТХ-4-2 ПТХ-5-1 ПТХ-5-2 ПТХ-6-1 ПТХ-6-2 ПТХ-7-1 ПТХ-7-2 Приме тии порошкг -0,63+0,18 -0,63+0,18 -0,45+0,18 -0,45+0,18 -0,18 -0,18 -0,18 чание. По треб 1, насыщенные в( 10 10 10 10 15 30 15 30 ованию или здородом; с 10 15 10 15 по согласо одержание в 0,4 0,9 0,8 1,0 0,8 1,8 0,9 1,8 ванию с по одорода га 0,08 0,09 0,10 0,12 0,09 0,10 0,09 0,10 требителс эантируез 0,08 0,08 0,10 0,12 0,08 0,20 0,08 0,20 :м выпускг "ся технол 0,1 0,3 0,4 0,6 0,2 0,5 0,5 0,9 потея пар- эгией.
Порошок титановый электролитический (ТУ 48-10-22-85)
Порошок получают электролизом расплавленных солей, пластинчатой и осколоч-
ной формой частиц. Гидрированные порошки титана приобретают повышенную
хрупкость, их измельчают, получая порошки различной крупности.
Характеристика порошков титана электролитического (ПТЭ) приведена в табл.
3.96. В зависимости от гранулометрического состава порошки обозначают буквами
«К» (крупный), «С» (средний) и «М» (мелкий). Цифры 0; 1; 2, стоящие после указан-
ных букв в марке порошка, соответствуют группам в зависимости от состава и твер-
дости по Бринеллю.
Порошки марки ПТЭМ после седиментационной обработки содержат не более 15 %
фракции -80 мкм. Для порошков ПТЭС по требованию потребителя регламентирует-
ся насыпная плотность (1,4-2,0 г/см3).
Порошок упаковывают в герметичные металлические банки вместимостью 0,25 м3
массой не более 450 кг; в бочку предварительно вкладывают полиэтиленовый мешок.
Мелкие партии (до 50 кг) упаковывают в стальную флягу; масса брутто 58 кг. Поро-
шок марки ПТЭМ упаковывают во влажном состоянии в герметичную тару с устрой-
ством для сброса давления пара; тару заполняют - на 90 %.
Порошок поставляют партиями массой от 50 до 500 кг.
Таблица 3.96. Свойства электролитических порошков титана
Марка Фракция, мм Отклонение от нормы, % НВ, не более Содержание примесей, %, не более
крупнее мельче Fe Cl N О с Si
ПТЭК-1 -5+0,63 10 15 120 0,06 0,06 0,03 0,06 0,02 0,02
-2 -5+0,63 10 15 155 0,10 0,08 0,04 0,08 0,02 0,02
ПТЭС-0 -0,63+0,18* 2 10 100 0,04 0,05 0,03 0,05 0,01 0,01
-1 -0,63+0,18 2 10 120 0,06 0,03 0,03 0,06 0,02 0,02
-2 -0,63+0,18 2 10 155 0,10 0,08 0,04 0,08 0,02 0,02
ПТЭМ-1 0,18 5 - - 0,08 0,06 0,03 — 0,03 0,04
-2 0,18 5 - - 0,20 0,15 0,05 - 0,03 0,04
‘Доля фракции -0,08 мм не более 9 %.
Упакованный порошок перевозят крытым железнодорожным и автомобильным
транспортом. Хранят порошок в крытых складских помещениях, обеспеченных про-
тивопожарными средствами. Порошки марки ПТЭМ хранят только во влажном со-
стоянии в герметичной таре под слоем воды не менее 10 см. Гарантийный срок хране-
ния 6 мес со дня отгрузки потребителю.
Порошки марок ПТЭК и ПТЭС пожароопасны', аэровзвесь сухого порошка марки
ПТЭМ взрывоопасна при массовой доле в нем фракции -80 мкм не более 6 %. Пока-
затели пожаро- и взрывоопасности приведены ниже:
Фракции, мкм Тс/вос, К Рвзрыва, МПа НКПВ1, г/м3
-500+180 973 0,06 100
-180 905 0,35 75
1 Нижний концентрационный предел воспламенения.
Порошки используют в качестве основы и составляющих при получении шихт для
порошковых материалов и изделий, в частности, при производстве сварочных и на-
плавочных электродов, газопоглотителей; как наполнитель антикоррозионных покры-
тий на основе эпоксидной смолы; для изготовления колец для реакционных колонн;
для получения гидридов, карбидов, нитридов титана.
Порошок титановый (ТУ 14-22-57-92)
Порошок получают восстановлением диоксида титана гидридом кальция. Харак-
теристики порошков различных марок приведены в табл. 3.97 и 3.98.
Насыпная плотность порошков марок ПТК, ПТС в пределах 0,6-1,0 г/см3; ПТМ,
ПТОМ - в пределах 0,9-1,4 г/см3. Уплотняемость порошков при давлении 200 МПа
2,5-2,8 г/см3, при давлении 600 МПа 3,3-3,5 г/см3. Содержание посторонних включе-
ний не допускается.
Порошок обладает бактерицидными свойствами, высокой абсорбционной способ-
ностью по отношению к газам.
Порошок упаковывают в полиэтиленовые мешки, которые помещают в металличе-
ские фляги. Масса партии не более 200 кг.
Таблица 3.97. Химический состав порошков титана различных марок
Марка по- рошка1 Массовая доля, %, не более
N С н Fe, Ni Si Са С1
ПТК-1 0,07 0,05 0,35 0,35 0,10 0,08 0,003
ПТК-2 0,20 0,05 0,35 0,35 1,00 0,08 0,003
ПТС-1 0,08 0,05 0,35 0,40 0,10 0,08 0,004
ПТС-2 0,20 0,05 0,35 0,40 1,00 0,08 0,004
ПТМ-1, ПТМ-2 0,08 0,05 0,35 0,40 0,10 0,08 0,004
ПТМ(А)-2, ПТМ-3 0,08 0,05 0,35 0,40 0,10 0,05 0,004
ПТМ (А)-3 0,20 0,05 0,35 0,40 1,00 0,08 0,004
ПТОМ-1 0,08 0,05 0,40 0,40 0,10 0,08 0,004
ПТОМ2 0,20 0,05 0,40 0,40 1,00 0,08 0,004
ГТ — Не менее 3,5 — — — __
'ПОМ - очень мелкий; А - для пиротехники Г - гидрированный; цифры 1-3 отражают
различия в массовых долях примесеи; Т - титановый; К - крупный; С - средний; М - мелкий.
Таблица 3.98. Гранулометрический состав порошков титана
Марка порошка Выход фракции, %, при размере частиц, мкм.
280, не более 100, не более 45 -45
ПТК-1, ПТК-2 5,0 Остальное Не более 10
ПТС-1, ПТС-2 1,0 Не опр. Не менее 25 Остальное
ПТМ-1, ПТМ-2, 0 2,0 Не менее 15 »
ПТМ-3 ПТМ(А)-2, 0 1,0 15-40 »
ПТМ(А)-3 ПТОМ-1, 0 1,0 Не более 5,0 »
ПТОМ-2 ГТ Не опреде/ 1яется, зависит от к ларки исходного пор юшка
Таблица 3.99. Характеристика пожароопасности порошков титана
Марка Температура воспла- менения, К НКПВ, г/м3 Максимальное давление взры- ва, кгс/см2 Максимальная (средняя)скорость нарастания давле- ния, кгс/(см2с)
аэрогеля аэрозоля
ПТК-1,2 1170 710 15,0 4,75 78(43)
ПТС-1,2 1160 750 18,0 3,80 90(55)
ПТМ-1,2,3 1120 810 13,2 4,00 120(60)
ПТМ(А)-2,3 1125 810 22,0 3,80 80(40)
ПТОМ-1,2 1120 810 13,0 3,20 —
Порошок перевозят всеми видами крытого транспорта; хранят порошок в упаков-
ке изготовителя в сухом помещении. Гарантийный срок хранения 1 год с момента из-
готовления (кроме порошков, используемых в пиротехнике).
Особенности техники безопасности и показатели пожароопасности приведены в
разделе для электролитического титанового порошка, дополнительные сведения - в
табл. 3.99.
Порошок используют для изготовления деталей в часовой и радиоэлектронной
промышленности, фильтрующих элементов для очистки питьевой и минеральной во-
ды от механических примесей, асептической очистки воздуха, в пиротехнике.
Порошок формуется в изделия сложной конфигурации в жестких пресс-формах
и методом гидростатического прессования в эластичных оболочках, хорошо спе-
кается в вакууме и аргоне. Из порошка получают фильтры с пористостью 3-7;
8-10; 10-18 мкм, газопоглотители различной формы, кислотостойкие детали и
другие изделия.
Производитель порошка: ОАО «Полема» (300016, г. Тула, ул. Пржевальского, 3).
Титан пористый, порошок (ТПП) (ТУ1791-449-05785388-99)
Порошок получают измельчением титановой губки. В зависимости от свойств из-
готавливают порошки восьми марок: ТПП-1 - ТПП-8 (табл. 3.100). Форма частиц по-
рошка - чешуйчатая, округлая, иглообразная. Для порошка с округлой (овальной)
формой частиц к обозначению марки порошка добавляется буква «А», например
ТПП-3 А.
Таблица 3.100. Характеристика титанового порошка
Марка Фракция1, мм Массовая доля примесей, %
Fe N Cl
ТПП-1 -5+0 1,8 0,3 0,3
ТПП-2 -3,2+0 1,8 0,3 0,3
ТПП-3 -3,2+1,0 0,4 0,008 0,10
ТПП-4 -1,0+0 1,0 0,2 0,2
ТПП-5 -1,0+0,63 0,5 0,15 0,15
ТПП-6 -0,63+0,306 0,8 0,25 0,25
ТПП-7 -0,306+0,16 1,1 0,50 0,45
ТПП-8 -0,16 2,1 1,10 0,50
Примечание. По согласованию с потребителем порошок может поставляться других фракционного и химического составов.
'Массовая доля указанных фракций для каждой марки порошка не менее 80 %.
Порошок засыпают в полиэтиленовые мешки и упаковывают в стальные бочки
вместимостью не более 250 дм3 массой брутто не более 400 кг. Маркировка содержит
знак опасности по чертежу 4а, номера ООН 2878 классификационного шифра 4113.
Масса партии порошка не более 500 кг.
Упакованный порошок транспортируют всеми видами крытого транспорта в соот-
ветствии с правилами перевозки опасных грузов, действующими на данном виде
транспорта.
Порошок в упакованном виде хранится в складских помещениях, обеспеченных
противопожарной защитой или под навесом; гарантийный срок хранения 12 мес со
дня изготовления.
Общие требования по технике безопасности
Титановые порошки обладают фиброгенным действием: при их вдыхании наблю-
даются изменения в тканях легких. ПДК в воздухе рабочей зоны 10 мг/м3.
Титановые порошки относятся к 4 классу опасности, подклассу 4.1.
Порошки способны воспламеняться от источника зажигания (искра, пламя), тепла.
При влагосодержании менее 10 % они способны взрываться, гореть при взаимодейст-
вии с водой, кислородом воздуха и другими веществами-окислителями. Температура
самовоспламенения возрастает по мере увеличения крупности порошка.
Показатели пожаро-взрывоопасности горючих пылей титана: нижний концентра-
ционный предел воспламенения аэровзвесей 60 г/м3; температура самовоспламене-
ния 780 К.
Работы с порошком относятся ко II группе производственных процессов; места пе-
ресыпки порошка укрывают и оборудуют локальной вытяжной вентиляцией. Каждую
смену проводят влажную уборку помещения и оборудования. При производстве тита-
нового порошка отходы не образуются (просыпанный порошок собирают и перераба-
тывают).
Для тушения горящего порошка используют только сухой песок, хлориды калия
или натрия (или их смесь), доломитовый порошок, асбестовую ткань; применять во-
ду или пенные огнетушители запрещается.
Титановый порошок используют для производства тугоплавких соединений тита-
на, спеченных изделий методом порошковой металлургии.
3.2.23. Цинковые порошки
Цинковый порошок (ГОСТ 12601-76)
Порошок в зависимости от способа его производства (определяет химический и
гранулометрический составы) представлен двумя классами: А - мелкозернистый ма-
рок ПЦ1, ПЦ2, ПЦЗ, ПЦ4 и ПЦ5, изготовляемый способом ректификации; Б - круп-
нозернистый марки ПЦ6, изготовляемый способом распыления. Химический состав
перечисленных марок цинкового порошка приведен в табл. 3.101.
Получаемый порошок должен иметь светло-серый или серый цвет, что проверяют
сравнением с образцами, согласованными с потребителем. Не допускается включение
посторонних примесей (кусочки металла, изгари, керамики) при внешнем осмотре.
Гранулометрический состав порошков цинка регламентируется требованиями,
приведенными в табл. 3.102.
Цинковые порошки класса А не должны содержать комков, гранул, окатышей при
просеве через сетку № 0315 К, а класса Б - через сетку № 063 К.
Цинковые порошки упаковывают в специальную герметичную тару (металличе-
ские контейнеры, барабаны, фляги вместимостью соответственно, м3: 0,36;
0,01-0,015; 0,03); порошок, направляемый для производства химических источников
тока, упаковывают в оцинкованную тару. Допускается по согласованию с потреби-
телем использовать пластмассовую или металлическую тару другой формы при усло-
вии обеспечения герметичности упаковки. Используют упаковку в мешочки из поли-
этилена вместимостью до 15 кг. Масса цинкового порошка, не более, кг: в контейне-
ре 1400, в барабане 60, во фляге 100.
Порошок одной марки поставляют партиями массой не более 60 т, каждая из кото-
рых сопровождается документом о качестве порошка.
Таблица 3.101. Химический состав порошков цинка, %
Класс Марка Zn метал- личе- ский, не ме- нее Примеси, не более Оста- ток1
Fe Pb Cd Си Sn As Sb
ПЦ1 96 0,0005 0,001 0,0015 0,0004 0,001 0,0005 — 0,03
ПЦ2 95 0,0005 0,002 0,002 0,0004 0,001 0,001 0,002 0,05
А ПЦЗ 94 0,002 0,015 0,01 0,001 0,001 0,001 — 0,05
ПЦ4 93 0,01 0,03 0,11 0,005 0,001 0,01 0,02 0,1
ПЦ5 92 0,03 0,05 0,3 0,005 0,002 0,01 0,02 0,1
Б Пр ПЦ6 имечаь 98 1ия: 0,006 0,014 0,005 0,001 0,001 0,001 - 0,1
1. Цинковый порошок марки ПЦ4, применяемый для производства гидросульфита на- трия, должен содержать не более 0,06 % Cd.
2. По соглашению изготовителя с потребителем в цинковом порошке марки ПЦ5 допус- кается содержание кадмия не более 2 %.
3. В цинковом порошке всех марок, применяемом в фармацевтической промышленности,
в химической (для производства бензидина и его аналогов), содержание остатка, не раство- римого в соляной кислоте, разбавленной 1:1, должно быть не более 0,05 %. Раствор, полу- ченный при определении нерастворимого остатка, должен быть бесцветным.
4. Содержание меди, олова, мышьяка и сурьмы в порошке всех марок изготовитель опре- деляет периодически один раз в месяц. 'Нерастворимый в соляной кислоте, разбавленной 1:1.
Таблица 3.102. Гранулометрический состав порошков цинка
Класс Марка Остаток на сетке, не более Содержание фрак- ции -6,63+0,16 мм, %, не менее
№ 016 К № 008 К № 0071 К № 005 К
А ПЦ1 ПЦ2 ПЦЗ ПЦ4 ПЦ5 Без остатка 0,1 3,0 3,0 0,04 2,0 2,05 10,0 10,0 1 1 1 1 ъ -
Б Прил 1. В L держание 2. До -0,63+0,1 ПЦ6 лечания: 1ИНКОВОМ п остатка на пускается 6 мм не мег орошке, прим сетке №0161 ЛЗГОТОВЛЯТЬ L ее 94 %. еняемом для С должно быт (ИНКОВЫЙ ПО] производстве ь не более 0,1 )ошок марки бензидина %. ПЦ6 с со; 98 и его аналогов, со- хержанием фракции
Цинковые порошки транспортируют всеми видами транспорта, при этом барабаны
и фляги - только в крытых транспортных средствах. Не допускается присутствия го-
рючих веществ, кислот и щелочей.
Контейнеры с цинковым порошком хранят на открытых площадках, а барабаны и
фляги - в закрытых складских помещениях при отсутствии агрессивных веществ. Га-
рантийный срок хранения 6 мес с момента изготовления.
Цинковый порошок относится к 4 группе пожаро-взрывоопасных веществ с тем-
пературой воспламенения 873 К и нижним концентрационным пределом взрываемо-
сти в воздухе 480 г/м3. Для обеспечения безопасности предела не реже одного раза в
месяц проводят обметание стен, оборудования, печного зала, уборку под бункерами в
местах рассева и затаривания порошка.
ПДК в воздухе рабочей зоны помещений для оксида цинка не должна превышать
6 мг/м3. Исключается попадание влаги при упаковке, транспортировке и хранении порош-
ка. Запрещается пользоваться открытым огнем, курить при работе с цинковым порошком.
При обнаружении признаков отравления - «литейная лихорадка» (сладковатый
привкус, плохой аппетит, усиленная жажда, усталость, сонливость, давящая боль в
груди и др.) - необходимо немедленно вывести пострадавшего из зараженной зоны,
обеспечить доступ свежего воздуха, покой, медицинское обследование.
Цинковые порошки применяют в производстве химических источников тока, в хи-
мическом, фармацевтическом производстве, при очистке растворов, выделении ряда
металлов из растворов способом цементационного осаждения.
Производитель порошка: ОАО «Челябинский цинковый завод» (454008, г. Челя-
бинск, Свердловский тракт, 24).
Порошок цинковый распыленный (ПЦР) (ТУ 48-40115-22/0-94)
Порошок получают распылением расплава цинка с последующей классификацией
на грохоте. Цвет порошка серый; его химический состав, %: 97 Zn; примеси (не бо-
лее): 0,007 Fe, 0,03 Pb, 0,5 Со, 0,005 Си. Крупность порошка 0,315 мм.
Порошок поставляется партиями массой до 60 т; каждая партия сопровождается
документом о качестве.
Другие требования к затариванию, упаковке, транспортировке, хранению, по тех-
нике безопасности регламентируются ГОСТ 12601-76.
Производитель порошка: ОАО «Беловский цинковый завод» (652600, г. Белово Ке-
меровской обл., ул. Кузбасская, 37).
Порошок цинковый распыленный (ПЦР) (ТУ 1721-002-194228-97)
Порошок получают распылением расплава цинка двух классов (А и Б), выпус-
кают 7 марок (ПЦР-1...ПЦР-7), различающихся крупностью. По требованию по-
требителя возможно легирование свинцом, медью, алюминием, никелем и другими
металлами.
Порошок затаривают в герметичные пластиковые емкости по 18,36 кг или в метал-
лические конусы - до 1200 кг. Перевозку осуществляют автомобильным и железнодо-
рожным транспортом партиями массой 3; 5; 20 т. Остальные условия по организации
производства порошка предписываются ГОСТ 12601-76.
Характеристики марок порошков приведены в табл. 3.103 и 3.104.
Цинковый порошок используется в мосто-, судо- и авиастроении, в нефтеперера-
батывающей, автотранспортной областях промышленности, в строительстве для
оцинкования металлоконструкций, при изготовлении антикоррозионных составов,
цинкнаполненных порошков, при извлечении и вторичной переработке металлов.
Производитель порошка: ООО «Фирма «АКВА» (454080, г. Челябинск, ул. Энту-
зиастов, 116).
Таблица 3.103. Химический состав порошков марок ПЦР
Класс Марка Zn, %, не ме- нее Содержание примесей, %, не более
Fe Pb Cd Си Sn As
А ПЦР-1 98 0,003 0,01 0,002 0,001 0,001 0,0005
ПЦР-2 97 0,005 0,013 0,004 0,001 0,001 0,0005
ПЦР-3 95 0,005 0,02 0,005 0,001 0,001 0,001
ПЦР-4 95 0,005 0,02 0,005 0,001 0,001 0,001
Б ПЦР-5 95 0,001 0,002 0,0003 0,0008 0,0005 0,0005
ПЦР-6 95 0,001 0,002 0,0003 0,0008 0,0005 0,0005
ПЦР-7 95 0,001 0,002 0,0003 0,0008 0,0005 0,0005
Таблица 3.104. Гранулометрический состав порошков марок ПЦР
Класс Марка Остаток на сетке1, %, не более
0045 К 005 К 0063 к 0071 К 016К 063 к
A ПЦР-1 10,0 1,0 — 0,4 — —
ПЦР-2 — — 5 2,0 — —
ПЦР-3 — — 10 2,5 0,1 —
ПЦР-4 — — 20 5,0 3,0 —
Б ПЦР-5 — — — 80 — —
ПЦР-6 — — — — 98 —
ПЦР-7 — — — — — 80
‘По ГОСТ 3584-73
Порошок цинковый высокодисперсный (ПЦВ)
(ТУ 1721-005-50316079-2002)
Порошок получают методом испарения расплава цинка марок Ц0 и Ц1 (ГОСТ
3640) и конденсации паров.
Химический состав порошка, %: > 92 Zn, по 0,01 Fe и Cd, 0,06 Pb, 0,02 Си, 0,0005
As, нерастворимый остаток в НС1 (1:1) - 0,07.
Гранулометрический состав характеризуется следующим содержанием фракций,
%: крупнее 2 мкм не более 15 %, 20-12 мкм, не более 20 %, 12-1 мкм не менее 70 %.
Крупность определяют фотоседиментацией (ГОСТ 22662).
Цвет порошка - серый, исключаются посторонние примеси (кусочки металла, ке-
рамики и изгари); его насыпная плотность 1,7-2,5 г/см3, форма частиц сферическая
(под микроскопом, х55).
Порошок упаковывают в полиэтиленовые мешки, помещаемые в металлические
банки; масса нетто в потребительской таре не более 100 кг.
Транспортировка и хранение цинкового порошка регламентируется ГОСТом
12601, раздел 5; гарантийный срок хранения 6 мес с момента изготовления.
Класс опасности цинкового порошка по ГОСТ 12.1.007-2; величина ПДК в возду-
хе рабочей зоны 0,5 мг/м3. Обезвреживание, утилизация и уничтожение цинкового по-
рошка осуществляются в соответствии с порядком накопления, транспортировки,
обезвреживания и захоронения токсичных промышленных отходов по СП № 3209-85.
Порошок применяют для изготовления лакокрасочных составов, используемых
для защиты от коррозии стальных сооружений и изделий.
Производитель порошка: ООО НПП «Уралавтосим» (620014, г. Екатеринбург,
пр-т. Ленина, 101).
Порошок цинковый (ПЦР) (ТУ 1721-003-49132078-02)
Порошок получают распылением расплава металлического цинка по ГОСТ
3640-94. Порошок выпускается двух марок: ПЦР-1 и ПЦР-3, различающихся грану-
лометрическим составом. В обозначении: П - порошок, Ц - цинковый, Р - получен-
ный методом распыления, 1-3 - дисперсность порошка.
Насыпная плотность порошка 1,9-3,5 г/см3.
Обе марки порошка содержат, %: не менее 96 Zn; не более 0,003 Fe; 0,01 Pb; 0,003
Cd; 0,001 Си; 0,001 Sn; 0,0005 As; 0,001 Sb. Допускаемые нормы массовых долей при-
месей могут изменяться по согласованию между изготовителем и потребителем без
изменения массовой доли основного металла.
Размер порошка определяется просевом через сетки № 0063, № 0045 по ГОСТ
6613-86. Для марки ПЦР-1 при просеве через сетку № 0045 остаток на сетке не более
5,0 %, для марки ПЦР-3 при просеве через сетку № 0063 остаток на сетке не более 5,0 %.
Порошок не должен содержать комков, гранул и окатышей при просеве через кон-
трольную сетку № 0315. Фракционный состав и допускаемые нормы массовых долей
фракций могут изменяться по согласованию между изготовителем и потребителем.
Цинковый порошок упаковывают в металлические емкости объемом 30 л с поли-
этиленовым вкладышем. Масса загрузки в металлические емкости не должна превы-
шать 70 кг, в полипропиленовые емкости - 50 кг.
Хранят цинковый порошок в закрытой таре.
Предельно допустимая концентрация цинка в воздухе рабочей зоны не должна
превышать 0,5 мг/м3. Порошок относится к 4 группе пожаро-взрывоопасных веществ
с температурой воспламенения 600 °C и нижним концентрационным пределом взры-
ваемости в воздухе 480 г/м3.
Порошок применяется в золотодобывающей, электрохимической, химической, ме-
таллургической и других отраслях техники.
Производитель порошка: ЗАО «Цветметсервис» (456790, г. Озерск-10 Челябин-
ской обл., а/я 984).
3.2.24. Циркониевые порошки
Циркониевый порошок электролитический (ТУ 95259-99ЛУ)
Порошок получают методом электролиза; в зависимости от условий получения ус-
танавливаются следующие марки порошка: ПЦЭ-ЗР, ПЦЭ-ЗРо.ч., ПЦЭ-ЗРБМ, ПЦ-ОР,
ПЦЭ-ОРо.ч., в которых буквы означают: ЗР или ОР - режим работы электролизера -
соответственно «закрытый» или «открытый»;
БМ - для производства биметаллических изделий;
о.ч. - особо чистый по гафнию.
Порошок имеет серовато-серебристый цвет с металлическим блеском, не содер-
жит посторонних включений, видимых невооруженным глазом, допускается наличие
темных углеродсодержащих включений, обусловленных технологией производства.
Химический состав приведен в табл. 3.105.
Порошок упаковывают во фляги, изготовленные из нержавеющей стали, вполиэти-
леновые мешки и далее - в алюминиевые или оцинкованные фляги. Масса нетто од-
ной упаковочной единицы не должна превышать 100 кг.
Порошок транспортируют в упакованном виде всеми видами крытого транс-
порта в соответствии с правилами перевозок, действующими на данном виде
транспорта.
Таблица 3.105. Химический состав порошков циркония различных марок
Элемент ПЦЭ-ЗР ПЦЭ-ЗРо.ч. ПЦЭ-ЗРБМ ПЦ-ОР ПЦЭ-ОРо.ч.
Zr, мае. %, не менее Примеси, мае. %, не более: 99,5 99,5 99,5 99,3 99,3
Hf 0,05 0,01 0,05 0,05 0,01
Si 0,02 0,02 0,02 0,08 0,08
Al 0,008 0,008 0,008 0,02 0,02
Ni 0,007 0,007 0,007 0,01 0,01
Си 0,003 0,003 0,003 — —
Be 0,003 0,003 0,003 — —
Са 0,03 0,03 0,03 — —
Мп 0,003 0,003 0,003 — —
Ti 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005
Pb 0,005 0,005 0,005 —
В 0,00005 0,00005 0,00005 0,0004 0,0004
Fe 0,05 0,05 0,05 0,1 0,1
Cr 0,02 0,02 0,02 0,03 0,03
0 0,10 0,10 0,10 * *
C 0,02 0,02 0,02 0,09 0,09
N 0,006 0,006 0,006 — —
К 0,04 0,04 0,03 0,05 0,05
F 0,05 0,05 0,04 0,06 0,06
Cl 0,006 0,006 0,006 0,009 0,009
Примечание. Прочерк означает, что массовая доля примеси не регламентируется, про-
черк со звездочкой - массовая доля кислорода не регламентируется, но принимается равной 0,2 % при расчете доли циркония.
Порошок хранят в упакованном виде в крытых складских помещениях, отделен-
ных от других помещений противопожарными перегородками не ниже второго типа,
снабженными первичными средствами тушения пожара и автоматической пожарной
сигнализацией. Гарантийный срок хранения порошка 1 год со дня изготовления. В по-
следующем перед использованием проверяют качество порошка на соответствие тре-
бованиям технических условий.
Порошок циркония по степени воздействия на организм человека относится к
3 классу опасности; частицы порошка, попадая в дыхательные пути, могут привести
к гранулемам в легких. ПДК пыли порошка циркония в воздухе рабочей зоны 6 мг/м3.
Порошок в воздушной среде и в сточных водах токсических соединений не образует.
Порошок пожароопасен и относится к горючим веществам, способным самовозго-
раться, возгораться от источника зажигания и самостоятельно гореть после его удаления.
Температура самовозгорания порошка находится в пределах 720^870 К в зависимости от
крупности частиц и снижается до 420 К в присутствии продуктов горения. Температура
самовозгорания мелкой фракции порошка (размер частиц до 6 мкм) не превышает 420 К.
Порошок, имеющий 3-7 % влажности, характеризуется повышенной чувствитель-
ностью к воспламенению; интенсивность его горения значительно выше, чем сухого.
Смесь порошка с воздухом способна возгораться со взрывом. Нижний предел взры-
ваемости порошка крупностью частиц до 6 мкм равен 45 г/м3, нерассеянного порошка
крупностью частиц от 50 до 400 мкм - 140 г/м3; давление взрыва достигает 1 МПа.
Температура горения порошка 1970-2170 К. Производственные помещения, пред-
назначенные для работы с порошком, должны соответствовать категориям В1-В4 по
НПБ 105 и классу П-П в соответствии с правилами устройства электроустановок
(ПУЭ) и быть снабжены приточно-вытяжной вентиляцией и пожарной сигнализацией
с датчиками, реагирующими на свет.
При работе с порошком должен применяться инструмент из нержавеющей стали,
не дающий искру. Все виды работ проводятся в условиях, исключающих попадание
искр или открытого огня на порошок. Для тушения порошка необходимо использо-
вать: аргон, порошок сухого хлористого калия (150 кг на 1 м2 горящей поверхности),
асбестовое полотно или фторид кальция. Запрещается тушение водой и углекислотой.
Порошок циркониевый используют для производства сплавов, циркония иодидно-
го, биметаллических изделий.
Производитель порошка: ОАО «Чепецкий механический завод» (427620, г. Глазов,
ул. Белова, д.7).
Порошок циркония кальциетермический (ТУ 48-4-234-84)
Порошок циркония изготавливают следующих марок: ПЦрК1, ПЦрК2, ПЦрКЗМ,
ПЦрК1М, ПЦрК2М. Химический состав порошков приведен в табл. 3.106
Таблица 3.106. Химический состав порошков циркония различных марок, %
Элемент ПЦрК1 ПЦрК2 ПЦрКЗ ПЦрК1М ПЦрК2М
Zr активный, не менее 96 96 96 96 96
Н, не более 0,15 0,2 — 0,05 0,05
С, не более 0,05 0,05 — 0,05 0,05
Fe, не более 0,05 0,05 — 0,05 0,05
С1, не более 0,003 0,003 0,002 0,003 0,003
С а, не более 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05
Примечание. По согласованию с держанием примеси железа не более 0,3 потребителем допускается поставка порошка с со- %.
Таблица 3.107. Гранулометрический состав и удельная поверхность порошков циркония
различных марок
Показатель ПЦрК1 ПЦрК2 ПЦрКЗ ПЦрК1М ПЦрК2М
Содержание фракций -10 мкм, %, не менее Остаток на сите № 005 К, %, не более Удельная поверхность, см /г 50 1,0 1900-2500 50 1,0 1500-1900 5,0 50 1,5 1800-2500 50 1,5 1400-1800
Порошок по внешнему виду должен быть однородным по цвету и не должен со-
держать посторонних механических включений. Максимальная крупность порошка
должна быть не более 100 мкм. Характеристика порошка приведена в табл. 3.107.
Требования по контролю качества, транспортировке, хранению, технике безопас-
ности и противопожарным мерам идентичны требованиям, предписанным для произ-
водства циркониевого электролитического порошка.
Марки порошков ПЦрК1, ПЦрК2, ПЦрК1М, ПЦрК2М используют в пиротехниче-
ских целях, ПЦрКЗМ - для производства геттеров.
3.2.25. Смеси порошковые на основе цветных металлов
Смеси твердосплавные (СТП 19-4205-227-2003)
Вольфрамовые, титано-вольфрамовые смеси марок МС, ТС предназначены для
производства твердосплавной продукции. Химический состав смесей приведен в
табл. 3.108-3.112.
Таблица 3.108. Химический состав смесей вольфрамовой группы, мае. %
Марка смеси Со Потери массы при восстановлении во- дородом, не более С общ Ссв, не бо- лее Fe, не бо- лее
ВКЗ 2,8-3,3 0,4 5,65-5,90 0,1 0,3
ВКЗ-М 2,8-3,2 0,5 5,70-6,05 0,1 0,3
ВКЗ-МЛ 3,0-3,3 0,5 5,85-6,00 0,1 0,3
ВК4 3,8-4,2 0,4 5,55-5,80 0,1 0,3
ВК6 5,7-6,2 0,4 5,45-5,70 0,1 0,2
ВК6-М 5,8-6,2 0,9 5,50-5,80 0,1 0,2
ВК6-ОМ 5,8-6,2 0,9 5,50-5,90 0,25 0,3
ВК6-С 5,8-6,2 0,5 5,60-5,85 0,08 0,3
ВК6-КС 5,8-6,2 0,5 5,50-5,90 0,08 0,3
ВК8 7,5-8,1 0,5 5,30-5,65 0,1 0,3
ВК8-В 8,1-8,6 0,5 5,30-5,65 0,15 0,3
ВК8-ВК 7,8-8,2 0,5 5,35-5,65 0,15 0,3
ВК8-КС 7,8-8,2 0,5 5,40-5,70 0,1 0,3
ВК10 9,2-10,0 0,5 >5,5 0,1 0,2
ВК10-КС 9,8-10,2 0,5 5,30-5,60 0,1 0,3
ВК 10-ОМ 9,5-10,5 0,8 5,40-5,70 0,25 0,5
вкн-вк 10,8-11,2 0,5 5,20-5,50 0,15 0,3
ВК12-КС 11,8-12,2 0,5 5,20-5,45 0,1 0,3
ВК13 12,5-13,2 0,5 5,10-5,35 0,15 0,3
ВК15 14,0-15,0 0,5 4,90-5,20 0,1 0,2
ВК20 19,5-20,5 0,5 >4,65 0,1 0,2
ВК20-КС 19,5-20,5 0,5 4,70-4,95 0,1 0,3
ВК-25 24,5-25,5 0,5 >4,4 0,1 0,2
Примечание. Сплав ВК13 содержит (0,5—0,6) определяется. % карбида тантала; содержание Та не
Таблица 3.109. Химический состав смесей титановольфрамовой группы, мае. %
Марка смеси Со Ti С общ Ссв, не более Fe, не более
Т5К10 9,0-9,5 4,7-5,3 6,0-6,4 0,20 0,4
Т14К8 7,7-8,3 11,0-11,6 7,0-7,5 0,25 0,4
Т15К6 5,5-6,0 12,0-13,0 7,3-7,7 0,25 0,4
Т30К4 4,1-4,5 22,0-23,0 8,9-9,5 0,25 0,3
Примечание. Потери массы при восстановлении водородом не более 0,5 мае. %.
Таблица 3.110. Химический состав смесей титанотанталовольфрамовой группы, мае. %
Марка смеси Со Собщ с ч-'св Fe, не более Ti Та
не бс >лее
ТТ6К8 7,8-8,2 6,0-6,3 0,3 0,5 2,9-3,4 1,7-2,1
ТТ7К9* 8,8-9,2 5,8-6,3 0,1-0,3 0,4 2,9-3,3 2,6-3,2
ТТ7К12 12,2-12,6 5,7-6,0 0,5 0,5 2,8-3,4 2,6-3,2
ТТ8К6 5,8-6,1 6,51-6,91 — 0,3 5,0-6,0 1,8-2,0
ТТ20К9 9,2-9,7 6,66-7,06 — 0,3 6,5-7,5 12-13,5
ТТ21К9 8,8-9,2 7,11-7,51 — 0,3 9,5-10,5 8,0-10,5
ВП322 7,5-8,1 5,3-5,6 0,1 0,3 - 2,0-3,0
Примечание. Потери массы при восстановлении водородом не более 0,5 мае. %.
‘Содержание Si не более 0,1 мае. %.
Таблица 3.111. Химический состав смесей групп МС, ТС, мае. %
Марка смеси Со Та Nb Ti W’ Собщ + 0,86 N
МС 146 10,1-11.3 5,44-6,04 1,46-1,86 3,0-3,4 71.78 6,02-6,22
МС 221 5,3-5,7 3,18-3,58 1,92-2,32 1,88-2,28 80,13 6,19-6,39
МС 321 5,8-6,2 0,92-1,32 0,6-0,8 — 85,83 5,74-5,94
МС 137 10,5-11,1 5,01-5,61 3,11-3,51 7,64-8,04 65,21 6,93-7,13
МС 111 9,2-9,8 11,18-11,78 3,13-3,53 14,99-15,39 51,62 8,28-8,48
ТС 1 9,1-9,3 1,4-1,7 0,35-0,55 Fe < 0,3 1,8-2,2 — С - 5 73- '-'ООЩ 6,13
Примечание. Потери массы при восстановлении водородом не более 0,5 мае. %.
‘Содержание вольфрама в смеси рассчитывают как элементов. разность 100 % и суммы указанных
Таблица 3.112. Химический состав смесей безвольфрамовой группы, %
Марка смеси Ni Мо Потери массы при прокаливании в токе водорода, не более Собщ Ссв, не более
КНТ 16 СОТ 30 П р и м еч а НОВНЫХ КОМПО1 18,0-19,2 23,0-24,0 н и е. По треб зентов и прим 5,9-6,5 6,7-7,3 ованиям потре гсей. 0,25-1,0 бителя допускается изм 6,4-8,4 енение масс 0.25 ювой доли ОС-
Смеси марок ВК6-КС, ВК8-КС, ВК10-КС, ВК12-КС, ВК20-КС должны проходить
через сито с сеткой № 028, смеси ВП322, ТТ7К9, ТТ8К6, ТТ20К9, ТТ21К9, ТС1,
ВК13, МС146, МС221, МС321, МС137, MCI 11 - через сито с сеткой № 058, смеси ос-
тальных марок - через сито с сеткой № 018.
После просева от партии смеси для проведения химического анализа и технологи-
ческого опробования отбирают общую пробу.
Физико-механические свойства и коэрцитивная сила контрольных образцов, изго-
товленных при технологическом опробовании каждой партии смеси, должны соответ-
ствовать величинам, приведенным в табл. 3.113.
Макроструктура образцов должна быть однородной, без посторонних включений
и расслоя.
Таблица 3.113. Физико-механические свойства твердосплавных смесей
Марка сплава Предел прочности при поперечном из- гибе, Н/мм2, не менее Плотность, г/см3 Твердость, HRA, не менее Коэрцитивная сила
кА/м Эрстед
ВИЗ 1176 15,0-15,3 89,5 11,9-15,1 150-190
ВКЗ-М 1176 15,0-15,3 91,0 18,3-23,1 230-290
ВКЗ-МЛ 1176 14,9-15,2 91,5 18,3-25,5 230-320
ВК4 1519 14,9-15,2 89,5 10,3-14,3 130-180
ВК6 1519 14,6-15,0 88,5 10,3-15,1 130-190
ВК6-М 1421 14,8-15,1 90,0 15,5-19,9 195-250
ВК6-ОМ 1274 14,7-15,0 90,5 15,9-23,9 200-300
ВК6-С 1568 14,8-15,0 88,0 9,6-11,9 120-150
ВК6-КС 2156 14,8-15,0 88,0 7,2-9,1 90-115
ВК8 1666 14,5-14,8 88,0 8,0-14,3 100-180
ВК8-В 1813 14,4-14,8 86,5 4,0-7,6 50-95
ВК8-ВК 1862 14,5-14,8 87,5 6,4-9,5 80-120
ВК8-КС 2254 14,6-14,8 87,0 5,6-7,2 70-90
ВК10 1764 14,2-14,6 87,0 6,4-11,1 80-140
ВК10-КС 2352 14,2-14,6 85,0 4,8-7,2 60-90
ВК 10-ОМ 1470 14,25-14,6 88,0 13,5-21,5 170-270
вкп-вк 2107 14,1-14,4 87,0 5,6-9,1 70-115
ВК12-КС 2450 14,2-14,4 86,5-88,0 4,8-7,2 60-90
ВК13 2548 14,15-14,35 86,5 7,2-9,! 90-115
ВК15 1862 13,9-14,4 86,0 5,6-9,5 70-120
ВК20 2058 13,4-13,7 84,0 4,8-8,0 60-100
ВК20-КС 2107 13,4-13,7 82,0 3,2-5,6 40-70
ВК25 2156 12,9-13,2 82,0 4,0-5,6 50-70
Т5К10 1421 12,5-13,1 88,5 7,2-11,1 90-140
Т14К8 1274 11,2-11,6 89,5 8,0-13,5 100-170
Т15К6 1176 11,1-11,6 90,0 9,5-15,1 120-190
Т30К4 980 9,5-9,8 92,0 11,1-17,5 140-220
ТТ6К8 1617 13,4-13,7 88,0 6,8-9,6 85-120
ТТ7К9 1470 13,4-13,8 90,0 10,3-13,5 130-170
ТТ7К12 1666 13,0-13,3 87,0 4,8-8,0 60-100
ТТ8К6 1323 12,8-13,3 90,5 15,9-20,7 200-260
ТТ20К9 1470 12,0-12,5 91,0 10,3-15,1 130-190
ТТ21К9 1470 11,6-11,9 91,0 11,1-15,1 140-190
ТС1 1764 13,7-14,0 89,0 10,3-13,5 130-170
ВП322 1666 14,6-15,0 90,5 > 15,9 >200
MCI 46 1764 13,04-13,20 89,0 9,9-13,1 125-165
МС221 1617 13,81-13,97 91,0 10,3-12,7 130-160
МС321 1519 14,64-14,86 90,0 13,1-15,5 165-195
МС137 1372 11,68-11,84 90,5 13,1-15,5 165-195
МС111 1176 10,22-10,38 91,0 8,7-11,9 110-150
Примечание. Предел прочности при изгибе для образцов из смесей марок ВК6-КС,
ВК8-КС, ВК10-КС, ВК12-КС, ВК20-КС, ВК13, TCI, МС146, МС221, МС321, МС137, MCI 11
определяют на образцах типа В, из смесей остальных марок - на образцах типа А по ГОСТ
20019.
Таблица 3.114. Коэффициент стойкости при резании для сплавов различных марок
Марка сплава Коэффициент стойкости, не менее Марка сплава пластины срав- нения
ВКЗ-МЛ 1,1 ВКЗМ
ТТ6К8 1,5 Т5К10
ТТ7К9 1,4 ТТ7К12
ВП322 1,2 ВКЮХОМ
МС 137 2,0 Т14К8
МС 321 1,2 ВК6
МС 111 1,0 Т15К6
ТС 1 1,5 Т14К8
ТТ21К9 1,0 ТТ20К9
По отношению к величинам стойкости при резании отраслевого стандартного об-
разца коэффициент стойкости для образцов, изготовленных из смесей марок ВКЗ,
ВКЗ-М, ВК4, ВК6, ВК6-М, ВК6-ОМ, ВК8, BKIO-OM, ТТ8К6, ТТ20К9, ВК15, Т5К10,
Т14К8, Т15К6, Т30К4, ТТ7К12, МС146, МС221, должен быть не менее 1,0 или должен
соответствовать требованиям, приведенным в табл. 3.114.
Образцы из смесей марок ВК6-КС, ВК8-КС, ВК8-В, ВК10-КС, ВК12-КС, ВК13,
ВК15, предназначенные для изготовления горного инструмента, испытывают при бу-
рении в соответствии с целевой методикой по ГОСТ 4411.
Твердосплавные смеси упаковывают в мешки из полиэтиленовой пленки и поме-
щают в банки диаметром 220 мм и высотой 200 мм, изготовленные из белой жести
толщиной 0,3-0,5 мм.
Банки заполняют свободной засыпкой смеси, масса нетто банки не должна превы-
шать 25 кг, а при отправке почтовыми посылками - не более 15 кг. Банки закрывают
крышками и закатывают. Каждую банку дополнительно упаковывают в дощатый
ящик.
Масса партии смеси, полученной по единому технологическому процессу за опре-
деленный промежуток времени и сопровожденной одним документом, составляет
400-800 кг.
Порошкообразные смеси перевозят всеми крытыми транспортными средствами в
соответствии с правилами перевозок грузов, действующими на конкретном виде
транспорта.
Упакованные смеси хранят в крытых складских помещениях.
Срок хранения смеси в заводской упаковке 2 года с момента изготовления.
Производитель смеси: ОАО «Кировоградский завод твердых сплавов» (624140,
г. Кировград Свердловской обл., ул. Свердлова, 26а).
Порошки на основе Со-РЗМ для изготовления магнитов
Исходным материалом для получения порошков являются сплавы, которые готовят
сплавлением кобальта и самария.
Сплавы относятся к хрупким интерметал л и дам, их плотность 8,1-8,6. Температу-
ра Кюри сплава в зависимости от состава 670-1120 К. Сплавы хранят в вакууме или
в инертной атмосфере.
Кондиционные по свойствам слитки, оборотные материалы дробят до крупности
50 мм и раздавливают на гидравлическом прессе при удельном давлении 1,0±0,5 тс/см2
(~100±50 МПа). Крошку сплава просеивают на латунном сите № 2 с отбором фракции
0-2,0 мм. Полученную фракцию вновь просеивают через сито № 40 с отбором гото-
Таблица 3.115. Химический состав порошков магнитных материалов на основе кобальта
Марка порошка Содержание элемента, %
ПКСмЗб 35,6-36,4 Sm; примеси, не более: О 0,2, Si 0,05, С 0,1, Са 0,15, Fe 0,15
ПКСм37 36,2-37,0 Sm; примеси, не более: О 0,4, Si 0,05, С 0,1, Са 0,2, Fe 0,3
ПКСм41 40,3—42,3 Sm; примеси, не более: О 0,45, Si 0,05, С 0,1, Са 0,2, Fe 0,3
ПКСм42 41—43 Sm; примеси, не более: О 0,3, Si 0,05, С 0,1, Са 0,15, Fe 0,15
ПКСмЗб-Р 36,0-36,8 Sm; примеси, не более: О 0,4, Si 0,25, С 0,3, Са 0,2, Fe 1,5
ПКСм37-Р 36,2-37,0 Sm; примеси, не более: О 0,4, Si 0,25, С 0,3, Са 0,2, Fe 1,5
ПКСм41-Р 40,3^12,3 Sm; примеси, не более: О 0,45, Si 0,25, С 0,3, Са 0,25, Fe 1,5
ПКСм42-Р 41—43 Sm; примеси, не более: О 0,45, Si 0,25, С 0,3, Са 0,25, Fe 1,5
вой фракции -400 мкм. Плюсовую фракцию возвращают на измельчение на прессе.
Готовую фракцию затаривают в поддоны и хранят в вакуумном контейнере при оста-
точном давлении 1-5 мм рт.ст. (~133,3—666,5 Па).
Тонкий помол до крупности -5 мкм осуществляют для получения оптимальной
плотности засыпки и прессуемости порошков. Помол проводят в шаровой вибромель-
нице или в аттриторе в среде ацетона, этилового спирта, хладона 113.
По окончании помола пульпу фильтруют на нутч-фильтре; фильтрат возвращают
на измельчение. Пасту порошка массой по 5-6 кг выгружают на поддоны и сушат в ва-
кууме (0,1-0,2 кгс/см2 (-10-20 кПа)) в течение 6 ч при температуре 330-390 К. Высу-
шенный порошок пассивируют инертным газом (Не, СО2, Аг) в течение (3±0,5) ч.
Высушенные порошки просеивают через сито № 20. Минусовую фракцию затари-
вают в кюветы из нержавеющей стали и хранят в вакуумном контейнере при остаточ-
ном давлении воздуха (0,3±0,1 кгс/см2 (~30±10 кПа)).
Порошки сплавов на основе РЗМ-Со имеют темно-серый цвет. Порошок без пас-
сивации легко воспламеняется.
Состав кобальтсамариевых порошков приведен в табл. 3.115.
Производитель порошка: ООО «ПОЗ-Прогресс» (624092, г. В. Пышма Свердлов-
ской обл., ул. Петрова, 59).
3.2.26. Порошки, сплавы и смеси для напыления и наплавки
Порошки на основе цветных металлов, используемых для газотермического напы-
ления и наплавки различных покрытий (жаро-, износо-, коррозионностойкие, тепло-,
электропроводные), а также для восстановления поверхности изношенных деталей,
классифицируют в группы по крупности и по химическому составу, в частности:
1 - самофлюсующиеся сплавы (никелевые, никельхромовые, никельмедные, ко-
бальтовые);
3 - сплавы на основе цветных металлов (бронзы, латуни и др.);
7 - композиционные порошки типа «никельграфит», «никельалюминий», «никель-
медьграфит», «медьграфит».
Самофлюсующиеся порошковые сплавы используют для создания износостойких
рабочих слоев в сочетании с коррозионной стойкостью.
Композиционные порошки получают методом распыления водой или азотом рас-
плава соответствующего состава. В обозначении марок буквы означают: ПР - поро-
шок распыленный: Бр - бронза, А - алюминий, Ж - железо, К - кремний, Н - никель,
Мц - марганец, О - олово, С - свинец, X - хром, Ц - цинк. Цифры указывают среднее
содержание легирующих элементов в порядке расположения букв.
Порошки упаковывают одним из следующих способов:
- в металлические банки, помещаемые в дощатые ящики;
- в полиэтиленовые банки, помещаемые в картонные ящики, обтягиваемые термо-
усадочной пленкой;
- в полиэтиленовые мешки, помещаемые в металлические барабаны.
Масса брутто упаковки не более 50 кг.
Порошки поставляют партиями массой не более 2000 кг.
Упакованный порошок перевозят в крытых транспортных средствах. Его хранят в
сухих отапливаемых помещениях. Гарантийный срок хранения 12 мес со дня изготов-
ления.
Порошки сплавов на основе меди не горючи, пожаро- и взрывобезопасны. Токсич-
ность определяется не только по меди, но и по сопутствующим элементам (Pb, Zn, Cd).
Далее будут приведены сведения о свойствах порошков, особенности их упаковки,
опробывания, хранения, транспортировки.
Производитель порошков: ОАО «Полема-Тулачермет» (300016, г. Тула, ул. Прже-
вальского, 3).
Порошки ПР-Бр АЖНМЦ (ТУ 14-22-5-87 с 2 изменениями)
Порошки выпускают двух марок; их характеристики приведены в табл. 3.116 и
3.117.
Таблица 3.116. Химический состав порошков, мае. %
Марка А1 Fe Ni Мп
ПР-Бр АЖНМц8,5-4-5-1,5 8,2-9,0 3,7—4,3 4,3-5,3 1,0-1,8
ПР-БрАЖНМц 8,5-1,5-5-1,5 8,2-9,0 1,0-1,5 4,3-5,3 1,0-1,8
Примечание. Для каждой марки допускается содержание, мае. %: по 0,01 В, V, 0,2 Si, 0,1 Р, 0,5 Zn, 0,05 С, 0,06 О, 0,02 Н, 0,03 N.
Таблица 3.117. Гранулометрический состав порошков
Класс Фракция, мкм Содержание основной фракции, %, не менее Допускаемое отклонение размера фрак- ции, %, не более
крупнее мельче
С 400-80 85 5 10
Ml < 160 95 5 —
М2 100-40 85 5 10
ОМ 63-20 85 5 10
В зависимости от гранулометрического состава порошки изготавливают следую-
щих классов: средний (С), мелкий (Ml, М2), очень мелкий (ОМ).
Порошок хранят в упаковке в крытых помещениях при температуре 273 К.
Порошки используют для нанесения антифрикционных, коррозионных покрытий
на поверхности деталей из конструкционных сталей, работающих в морской воде.
Порошок бронзы ПР-БрХ (ТУ 14-22-83-95)
Состав порошка, %: 0,7-0,95 Сг, не более 0,05 Ni, 0,35 Fe, по 0,01 S и Р, 0,08 О; осталь-
ное - медь. Гранулометрический состав (содержание фракций), %: 280 мкм - не более 5;
-280+63 мкм - основа, в том числе - 100 мкм не более 30; -63 мкм - не более 5. Твердость
НВ не менее 125-140, электропроводность по отношению к меди не менее 0,8-0,85.
Порошок используют для газотермического напыления и наплавки покрытий, об-
ладающих повышенной износостойкостью, жаропрочностью, электро- и теплопро-
водностью.
Порошок бронзы ПР-БрО7С10 (ТУ 14-22-85-95 с 3 изменениями)
Состав порошка, %: 6-8 Sn, 8—11 Pb, 0,4—1,5 Zn, не более 0,5 Fe, 0,25 О, 0,3 нераство-
римого остатка. Порошок выпускают с крупностью основной фракции -100 +40 мкм и
-400 +100 мкм; отклонения в содержании для плюсовой фракции не более 5 %, для ми-
нусовой фракции не более 10 %. При микроскопическом исследовании допускается не
более одного постороннего включения по 10 полям зрения.
Порошок используют для газотермического напыления и наплавки: как антифрик-
ционные покрытия на втулках, подшипниках, маслоуплотнительных кольцах; как по-
крытия, устойчивые к кавитации.
Порошки бронз безоловянных (ТУ 14-22-100-96 с 2 изменениями)
Марки порошков и их составы приведены в табл. 3.118.
Таблица 3.118. Химический состав порошков безоловянных бронз
Марка Массовая доля, %
Основные компоненты Примеси, не более
А1 Мп РЬ Si Fe Zn Pb Sn Si P Sb
БрА9 8-10 — — — 0,5 0,5 о,1 0,1 0,2 0,1 0,05
БрАМц9-2 8-10 1,5-2,5 — — 0,5 0,5 0,1 0,1 0,2 o,l 0,05
БрКМцЗ-1 0,8-1,8 — 2,5-3,5 0,5 0,5 0,03 0,25 — 0,05 0,05
БрСЗО — — 28-31 — 0,25 0,1 — 0,1 0,2 0,1 0,3
БрАЖ9,5-1 9-71 - — — 0,7-1,3 0,5 0,02 0,1 0,2 0,1 0,05
Размер частиц основной фракции: 40-100 мкм; фракции 100 мкм не более 5 %,
фракции -40 мкм не более 10 %.
Порошки используют для нанесения защитных покрытий на поверхности деталей
скольжения, используемых в судостроении, авиации, химическом машиностроении.
Порошки бронз оловянных (ТУ 14-22-105-96 с 3 изменениями)
Порошки получают распылением расплава газом (ПР) или водой (ПРВ); марки по-
рошков и их составы приведены в табл. 3.119.
В марках порошков указывается (в виде дроби) размер частиц основной фракции,
мкм: 40-100, 90—160, 100-280, 160-280, 280-400, менее 160, менее 280. Отклонения в
содержании плюсовой фракции не превышают 5 %, а для минусовой фракции не бо-
лее 10 %.
Примеры полного обозначения порошков:
ПР-БрОН8,5-3-40/Ю0 (номер ТУ);
ПРВ-БрО 10-100/280 (номер ТУ).
Порошки используют для нанесения защитных покрытий на запорную арматуру,
имеющих улучшенную обрабатываемость, износостойкость, сопротивление коррозии.
Таблица 3.119. Химический состав порошков оловянных бронз
Марка Массовая доля основных*1 компонентов, %
Sn Pb р Ni Si
БрОЮ 9,0-11,0 — — — —
БрОСЮ-1,5‘2 9,0-11,0 1,0-2,0 — — —
БрОФ8-0,3 7,0-9,0 — 0,2-0,4 — —
БрОФ8,5-0,3 7,5-9,5 — 0,1-0,3 — —
БрОСЮ-1 9-11,0 — 0,4-1,1 — —
БрОН8,5-3*3 7,5-9,5 — — 2,5-3,5 0,5-1,5
*'Для всех марок содержание примесей, не более: 0,2 Fe, по 0,05 Al, Si, по 0,3 Pb, Sb, Zn,
0,5 нерастворимого остатка. Массовая доля никеля для всех марок, кроме БрОН8,5-3, не бо-
лее J ,0 %.
*2 Содержание РЬ не регламентируется.
*3 Содержание Si не регламентируется.
Порошок бронзы ПР-БрО4Ц4С17 (ТУ 14-22-188-2003)
Химический состав порошка, %: Си - основа; 3,5-5,5 Sn, 2-6,0 Zn, 14-20 Pb; массо-
вая доля примесей, не более: 0,4 Fe, 0,06 Al, 1,0 Ni, 0,05 Si, 0,2 P, 0,5 Sb, 0,3 нераствори-
мого остатка. Размер основной фракции частиц 200-400 мкм; доля фракции 400 мкм не
более 5 %, а фракции -200 мкм не более 10 %. Посторонние включения не допускаются.
Порошок используют для нанесения защитных покрытий методом плазменной на-
плавки.
Порошок латунный ПР-Л63 (ТУ 14-22-95-95)
Состав порошков, %: 62-65 Си, Zn - остальное; примеси, не более: 0,1 РЬ, 0,2 Fe,
0,005 Sb, 0,002 Bi, 0,01 Р.
Размер частиц основной фракции 40-100 мкм: содержание фракции 100 мкм не бо-
лее 3 %, а фракции -40 мкм не более 5 %.
Порошок используют для газотермического напыления и наплавки; получаемое
покрытие отличается повышенной твердостью и коррозионностойкостью.
Другие порошковые сплавы на основе меди, цинка и олова
Марки и области применения некоторых сплавов приведены в табл. 3.120.
Таблица 3.120. Характеристика порошковых сплавов на основе меди, цинка, олова
Марка порошка Размер частиц, ЦП1 Область применения
ПР-БрОЦС5-5-5, AP-CuSn5Zn5Pb5 Пр-МН38, AP-CuNi38 ПР-Ц99,8, AP-Zn 99,8 ПР-Б83 (баббит), AP-SnSb ПСиб 20/63; 40/100; 45/106 46/90 45/106; 50/125; 50/160; 50/315 40/100; 10/160 Антифрикционные, износостойкие, устойчивые против коррозии покрытия. Противозадирные и уплотнительные покрытия на резьбовых соедине- ниях нефтекомпрессорных труб Коррозионностойкие покрытия с улучшенными физико-механическими свойствами Коррозионностойкие покрытия на стальных метал- локонструкциях, трубах, оборудовании Антифрикционные покрытия на тяжелонагружен- ных подшипниках скольжения
Порошки бронз и латуней наносят плазменным напылением (тонкие фракции) и
плазменной наплавкой (крупные фракции). Порошок Пр-Ц99,8 наносят газопламен-
ным напылением с использованием ацетилена, пропан-бутана, сжатого воздуха.
Порошковые сплавы на основе никеля
Порошки получают распылением расплава азотом; их состав приведен в табл 3.121.
Размеры частиц порошков, мкм: 15-45; 15-53; 20-63; 40-100; 45-106; 45-125;
80-160; 94-280; 140-280; 100-630.
Максимальная текучесть 22 (25) с/50 г.
Насыпная плотность 2,0-2,6 г/см3.
Порошковые сплавы на никелевой основе используются для напыления и наплав-
ки покрытий, стойких против изнашивания трением и абразивными частицами. По-
крытия устойчивы против газовой коррозии вплоть до температур 1120 К, стойки в
пресной и морской воде, солевых растворах, нефтесодержащих средах, аммиаке и в
других агрессивных средах; не стойки в растворах минеральных кислот и едких ще-
лочей. Оплавленные покрытия обладают высокой плотностью и прочностью сцепле-
ния со сталью и чугуном (табл. 3.122).
Таблица 3.121. Характеристика самофлюсующихся порошковых сплавов на основе никеля
Марка порошка Содержание основного компонента, % Твердость по- крытий HRC
Си С Сг Si В
ПР-НХ13СР — 0,3 13,0 2,4 1,5 26-34
ПР-НХ9СЗР2 — 0,3 9,0 3,0 1,6 32-38
ПР-НХ10СР2 — 0,45 10,0 2,0 2,0 34-40
ПР-НХ15СР2 — 0,47 15,0 3,1 2,0 37^2
ПР-НХ13СРЗ — 0,6 13,0 4,0 2,8 45-50
ПР-НХ16СРЗ — 0,75 16,0 3,2 2,7 47-52
ПР-НХ16СР4МДЗ* 2,7 0,5 16,0 4,0 3,8 47-52
ПР-НХ17СР4 — 1,0 17,0 4,1 3,6 55-60
ПР-НХ16СР-У — 0,55 15,6 3,2 2,2 46-50
ПР-НХ21С5Р — 0,42 21,0 4,6 1,1 44-50
ПР-НХ25СРЗ — 1,1 25,0 2,7 2,5 45-51
ПР-НХ7СР4 — 0,45 7,0 3,7 2,8 50 min
ПР-НХ18С5Р4 — 1,2 17,5 4,6 4,2 60 min
ПР-НС2Р — 0,15 max — 2,4 1,4 20-25
ПР-НД42СР 42,5 0,2 — 0,9 1,0 200 НВ
‘Порошок содержит 2,7 % Мо.
Таблица 3.122. Свойства порошков на основе никеля
для газотермического напыления покрытий
Марка порошка Химический состав, % НВ (типичные значения) Экзотермический эффект реакции, Дж/г, не более
ПГ-Ю5Н Ni+5,2A1 210 50
ПГ-Ю10Н Ni+9A1 170 100
ПГ-ЮНХ15СР2 NiCrl5Si3B2+l,2Al 360 10
ПГ-ЮНХ16СРЗ NiCrl5Si3B3+l,2Al 380 10
Примечание. Прочность сцепления для всех марок не менее 55 МПа.
Размер частиц 40-100 мкм. Текучесть: через отверстия 1,7 мм 50-85 с; через от-
верстия 2,5 мм - до 40 с; влажность - до 0,3 %. Порошки при экзотермическом взаи-
модействии образуют соединения Ni-Al.
Порошки ПГ-Ю5Н и ПГ-Ю10Н используют в качестве подслоя, для восстановле-
ния размеров и упрочнения посадочных мест, например деталей автотранспорта и су-
довых механизмов. Покрытия наносят газопламенным напылением без оплавления.
Порошковые сплавы на основе кобальта
Некоторые сведения о кобальтовых порошковых сплавах приведены в табл. 3.123.
Таблица 3.123. Характеристика порошковых сплавов на основе кобальта
Марка Химический состав, % Г ранулометриче- ский состав, мкм Свойства, способ нане- сения
ПР-К60Х30ВС ПКХ25Н10Ю10 ПКХ27Ю7СЗИ ПКХ27Ю7И Сг 28-32,W-4-5, Si 1,75- 2,75, Fe, Ni до 3, С 1,0-1,5, S до 0,03 Ni 8-12, Сг 23-26, А1 8,5- 11,5, Y 0,6-1,2, Садо 0,2, Fe до 0,3, Мп до 0,1, S до 0,02 Сг 26-30, А1 5,5-8,5, Y 0,8- 1,5, Si 2,0-4,0, Са 0,05-0,2, S до 0,02, О до 0,3 Сг 26-30, А1 5,5-8,5, Y 0,6- 1,2, Са 0,05-0,2, S до 0,02, О до 0,3 < 40; 40-100; 80- 160; 160-280; 280-400; 400-630; <630 <63; <40; 40-100 Высокое сопротивление к истиранию, коррози- онная стойкость и изно- состойкость при высоких температурах. Плазмен- ное напыление и наплав- ка, детонационное напы- ление Газотермические спосо- бы
Молибденовый порошок (ТУ 14-22-168-2002)
Состав порошка, %: 99,8 Мо, 0,03 Fe, по 0,01 Al, Ni, Si, 0,003 Mg, 0,015 Na, 0,04 К,
0,007 Ca, 0,03 W.
Порошок выпускают следующих фракций, мкм: 20-63, 40-100 и 80-160.
Для получения качественных покрытий из молибденового порошка используют
следующие плазмообразующие газы: Аг + Н2, Н2, Аг + Не.
Молибденовое покрытие обладает прочным сцеплением со сталью - от 20,0 до
30,0 МПа; его применяют в качестве подслоя для нанесения других покрытий. Покры-
тия из молибдена плотные (8,29-9,00 г/см3), с твердостью не менее 25-34 HRC и из-
носостойкие. Коррозионная стойкость покрытия в 3 раза выше, чем у нержавеющей
стали. Покрытия характеризуются скольжением, устойчивы к истиранию и шелуше-
нию в экстремальных ситуациях при высоких нагрузках, обладают хорошим сопро-
тивлением дуговой эрозии, в окислительной среде или на воздухе не меняют свойств
до температуры 610 К.
Молибденовое напыление применяют в качестве покрытий на деталях насосов и
насосного оборудования, в инжекторах топлива дизельных двигателей, на поршневых
кольцах, кольцах синхронизаторов коробок передач, для уплотнения трубопроводной
арматуры, зубчатых передач, следящих кулачков и т.п.
Производитель порошка: ОАО «Полема-Тулачермет» (300016, г.Тула, ул.Прже-
вальского, 3).
Порошок цинковый ПР-ЦнЮ16 (ТУ-14-22-90 с 3 изменениями)
Порошок получают методом распыления расплава; химический состав порошка,
%: Zn - основа; 14-17 А1, не более 0,1 Fe, по 0,02 Си, Ti, Pb. Порошок выпускают раз-
личной крупностью основной фракции, мкм: -45; -160+40, -315+140; отклонения со-
держания минусовой фракции для двух последних типов порошков не более 10 %, от-
клонения содержания плюсовой фракции для всех типов порошков не более 5%. Мас-
са брутто упаковочной единицы не более 60 кг.
Порошки поставляют партиями массой до 2000 кг. Гарантийный срок хранения 18
мес со дня изготовления.
Порошок используют для нанесения коррозионностойких покрытий газотермиче-
ским методом, в частности, для защиты труб большого диаметра, опоры мостов, дни-
ща автомобилей; его используют и для исполнения декоративных покрытий.
3.2.27. Порошкообразные сплавы и смеси для припоев
Порошки припоев получают распылением (индекс ПР) или готовят смешением не-
скольких монопорошков (индекс П).
Порошки припоев выпускают нескольких фракций (мкм), не менее: 100; 106; 280; 400.
Порошки упаковывают:
- в полиэтиленовые банки, устанавливаемые в картонные коробки или в другую
жесткую тару, обеспечивающую прочность при транспортировке;
- в полиэтиленовые мешки, которые вкладывают в металлические барабаны; мас-
са брутто одного упаковочного места не более 60-70 кг.
Упакованный порошок хранят в крытом отапливаемом помещении при отсутствии
паров агрессивных реагентов при температуре не менее 273 К. Гарантийный срок хра-
нения не более 12 мес с момента отгрузки. Упакованный порошок перевозят любым
видом крытого транспорта.
При транспортировке упакованного порошка воздушным, междугородным авто-
транспортом банки устанавливают в решетчатые деревянные ящики. Токсичные воз-
действия, величины ПДК в рабочей зоне оцениваются по основному металлу сплава.
Порошки пожаро- и взрывобезопасны, негорючи.
Основную часть порошкообразных припоев (на основе меди, никеля, титана, оло-
ва) производит ОАО «Полема-Тулачермет» (300016, г. Тула, ул. Пржевальского, 3).
Порошки легированные механического смешивания для пайки инструмента
(ТУ-1-2317-78 с 4 изменениями)
Химический состав марок порошков приведен в табл. 3.124.
Таблица 3.124. Химический состав порошков на основе меди, %
Марка Ni Сг Fe Zn Примеси, не более
S Р А1
ПД53Цн21ГН*’ (П-100) 2-6 1,5-2,5 5-9 19-23 0,05 0,05
ПД760л9Цн9Н*2 (П-102) 1-2 0,5-1,5 2-4 8-10 0,05 0,05 —
ПН60ДМС*3 (П-110) Осн 1,5-2,0 4-7 - 0,05 0,5 0,3
*’б-10 Мп. *28-10 Sn. ‘38-9 Si, 8- 12 Mg, 0,6-1,0V.
Содержание кислорода определяется по требованию потребителя и не превышает
0,3 %, влажность не более 2 %. Крупность порошков ПД53Цн21ГН составляет 97 %
фракции -80 мкм, а порошков ПД760л9Цн9Н и ПН60ДМС - 97 % фракции -100 мкм.
Масса партии порошка до 500 кг. Порошок используют при пайке стальных изде-
лий, инструмента. Температура пайки порошков: П-100 - 1220 К; П-102 - 1170 К;
П-110 - 1470 К. Прочность спая, МПа: 260-300, для порошка П-110 - от 320 до 340.
Порошок, распыленный марки ПД58Г32Н8С (ПАН-3)
(ТУ 14-1-2991-80 с 4 изменениями)
Порошок получают газовым распылением расплава из предварительно полученно-
го сшихтованного материала.
Состав порошка, % : Си - основа; 30-35 Мп, 7-10 Ni, 1,5-5 Si; примесей, не более:
0,01РЬ, 0,04 Si, 0,05 Р, 1,5 А1.
Посторонние включения и комки не допускаются. Свойства припоя в литом со-
стоянии: интервал температур плавления 1160-1200 К; плотность 7,1 г/см3; прочность
на разрыв 300 Па; твердость HR 69.
Крупность порошка: 95 % фракции -160 мкм.
Порошок применяют в качестве припоя для высокотемпературной пайки изделий
из конструкционных сталей с использованием индукционного и газопламенного на-
грева. Температура пайки 1270 К, прочность спая 300-350 МПа.
Порошок из припоев серебряных (ТУ 48-1-366-81 с изменением)
Припои получают сплавлением металлов в требуемом соотношении и последую-
щим истиранием кусков сплава.
Состав марок порошков на основе меди следующий, %:
ПСрЦЛа 12-31-0,05: 12±1,0 Ag, 31 ±2,0 Zn, 0,03±0,02 La, 15,5±1,5 Cd, 0,35±0,15Со;
ПСрФОл 10-5-5:10± 1,0 Ag, 5±0,7 Sn, 4,5±0,7 Р, 0,5±0,2 In.
Размеры частиц порошков находятся в пределах 50-315 мкм или 50-630 мкм; со-
держание фракций -50 мкм не превышает 10 % от массы партии.
Состав припоев марок ПСр-70; 45; 25 регламентируется ГОСТ 19738. Свойства
припоев приведены в табл. 3.125.
Порошок упаковывают в полиэтиленовые мешки и герметизируют, затем помеща-
ют в матерчатый мешок и далее в деревянный ящик. Его обвертывают бумагой и по-
мещают в полиэтиленовый мешок, после чего опломбируют. Масса брутто одного
упаковочного места не более 10 кг.
Таблица 3.125. Физические свойства серебряных припоев
Марка припоя Плотность литого образца, г/см3 Интервал температу- ры плавления, К Удельное сопротивле- ние литого образца, Омм, 10s
ПСр-70 9,80 990-1045 4,1
ПСр-45 9,10 940-1005 10,0
ПСр-40 9,25 860-888 7,0
ПСр-25 8,70 1015-1150 7,7
ПСрЦЛа 12-31-0,05 8,67 890-920 7,5
ПСрФОл 8,31 870-900 12,5
Таблица 3.126. Области применения порошковых серебряных припоев
Марка припоя Назначение
ПСр 70 ПСр 45 ПСр 40 ПСр 25 ПСрЦЛа 12-31-0,05 ПСрФОл 10-5-5 Пайка и лужение ювелирных изделий, титана и титановых сплавов с нержавеющей сталью Лужение и пайка меди, медных и медноникеле- вых сплавов, никеля, ковара, нейзильбера, латуней, бронз, ювелирных изделий Лужение и пайка меди, медных и медноникеле- вых сплавов, никеля, ковара, нейзильбера, латуней, бронз. Пайка сталей с медью, никелем, медными и мед- ноникелевыми сплавами. Пайка меди и латуни с коваром, никелем с не- ржавеющими сталями и жаропрочными сплавами, пайка свинцовооловянных бронз Пайка и лужение ювелирных изделий, меди, мед- ных и медноникелевых сплавов, никеля, ковара, нейзильбера, латуней и бронз. Пайка стали с медью, никелем, медными и мед- ноникелевыми сплавами Пайка меди, медных и медноникелевых сплавов, никеля, ковара, нейзильбера, латуней и бронз с при- менением флюса 209. Рекомендуется для применения взамен припоев ПСр 45, ПСр 40 при пайке токоведущих узлов элек- троаппаратуры, а также в машино- и приборострое- нии Пайка меди, медных сплавов, латуней и бронз. При пайке материалов, содержащих никель, железо, время пайки следует ограничить до 1-1,5 мин. Реко- мендуется применять для пайки узлов, не подвер- женных большим динамическим нагрузкам. Пайку на воздухе следует осуществлять при температуре 910-930 К с применением флюса 209
Масса партии припоя не ограничивается. При транспортировке и хранении не до-
пускаются присутствие в атмосфере серусодержащих соединений, механическое по-
вреждение упаковки, контакт с водой. Рекомендуемые области применения припоев
приведены в табл. 3.126.
Порошок припоя ПР-ДГ24Н5 (ВПр-2) (ТУ 14-1-3143-81)
Порошок получают распылением расплава заданного состава.
В зависимости от крупности порошок изготавливают мелкий (буква М в конце
марки порошка) и средний (буква С). Состав порошка припоя, %: 22-26 Мп, 5-6 Ni,
0,8-1,2 Fe, 0,15-0,25 Li, не более 0,4 Si, 0,2 О, Си - основа.
Содержание фракций в порошке средней крупности: 400 мкм - 5 %, -100 мкм -
10 %; в порошке мелкой крупности: -160 мкм - 95 %.
Масса партии не более 2000 кг. Порошок упаковывают в полиэтиленовый мешок,
заключенный в твердую наружную упаковку, или в картонную тару, облицованную
полиэтиленовой пленкой либо ламинированной бумагой.
Гарантийный срок хранения 6 мес с момента приемки продукции ОТК.
Порошок используют в качестве припоя с повышенной теплостойкостью при изго-
товлении теплообменной аппаратуры. Температура пайки 1310 К, прочность спая
280-360 МПа.
Припой порошковый композиционный (ТУ 14-1-3178-81)
Материал представляет собой механическую смесь хромоникелевых поликомпо-
нентных сплавов и порошков молибдена или вольфрама. Химический состав смесей
приведен в табл. 3.127.
Таблица 3.127. Химический состав* композиционных припоев, %
Марка припоя Сг Мо W Si Fe В
ПХ13Н75С75 12-14 — — 6,8-7,8 4-6 0,3-0,5
ПХ13Н69С7Р (5Н) 12,5-14,4 — — 6,3-7,6 10-12 0,3-0,5
ПХ10Н64 М 15С7Р (6 МА) 8,5-10,2 14-16 — 6,5-7,7 3,5-5,0 0,2-0,4
ПХ10Н64В 15С7Р (5 ВА) 8,5-10,2 — 14-16 5,5-7,7 3,5-5,0 0,2-0,4
ПХ10Н64М11В9 С7Р (5МВ) 8,5-10,0 10,12 8-10 6,0-7,2 3,5-5,0 0,2-0,4
'Основа - никель; массовая доля примесей, не более, %: по 0,1 С и О, по 0,05 Р 4 S.
Содержание фракции -100 мкм не менее 95 %.
Порошок поставляется партиями массой до 2000 кг.
Порошок затаривают в полиэтиленовые мешки с твердой наружной упаковкой.
Масса нетто одного упаковочного места не более 60 кг. Порошок перевозят любым ви-
дом крытого транспорта, хранят в упаковке, в крытых помещениях при температуре
не ниже 273 К. Гарантийный срок хранения 6 мес с момента приемки продукции от
завода-поставщика.
Припой используют для пайки коррозионностойких и жаропрочных сплавов. Тем-
пература пайки 1470 К.
Порошки припоев ПТ56Д23Ц12Н19 (ВПр16) и ПТ44Ц24Д16Н16 (ВПр 28)
(ТУ 14-1-4111-86 с 2 изменениями)
Химический состав порошков, %:
ПТ56Д23Ц12Н19: Ti - основа; 21-24 Си, 11-14 Zr, 8-10 Ni;
ПТ44Ц24Д16Н16: Ti - основа; 14-19 Си, 21-25 Zr, 13-18 Ni.
Инородные включения и комки не допускаются.
Масса партии порошка не более 500 кг; порошок упаковывают в полиэтиленовые
мешки и далее - в оцинкованные фляги.
Порошок предназначен для пайки деталей из титана и его сплавов. Температура
пайки 1240-1250 К; прочность спая 400 МПа.
Порошок распыленной марки ДГ25 СНП (ПАН-9) (ТУ 14-1-4286-86)
Химический состав порошка, %: Си - основа; 0,75-1,25 Ni, 23,5-26,5 Мп, 0,8-1,5
Si, не более 1,0 Fe, 0,2 Al, 0,05-0,2 В, 0,05 Р.
Посторонние включения и комки не допускаются. Крупность порошка: 95 % фрак-
ции -160 мкм.
Порошок используют для пайки сталей и чугуна. Температура пайки 1170 К, проч-
ность спая 250-300 МПа.
Порошки припойные (ПБ ЦО. 032. 005 ТУ 11-89)
Порошки готовят из оловянносвинцовых (ПОС-61, ГОСТ 21931) и серебряных
(ПСрОС-2-58, ГОСТ 19739) припоев, используемых для изготовления припойных паст.
Химический состав порошков, %:
ПОС-61: 59-61 Sn, по 0,05 Sb, Си, As, свинец - остальное;
ПСрОС-2-58: 58,8±1 Sn, 2±0,3 Ag, 0,5±0,3 Sb, свинец - остальное.
Цвет порошков - серый, инородные включения и комки не допускаются. Насып-
ная плотность (4,8±0,3) г/см3. Крупность порошка: 95 % фракции-75 мкм и 1 % фрак-
ции 20 мкм. Форма частиц сферическая или овальная.
Порошки расфасовывают в стеклянные банки вместимостью 1 и 3 дм3 с герметич-
ной крышкой. Для защиты порошков от окисления банки заполняют аргоном, а мес-
та соединения банки с крышкой обклеивают полиэтиленовой лентой с липким слоем.
Масса порошка в одной банке от 0,1 до 0,2 кг.
По четыре банки укладывают в деревянные ящики, пустоты заполняют обрезками
пенополиуретана или других прокладочных материалов.
Порошок хранят при температуре 233-313 К; присутствие в атмосфере помещения
аэрозолей кислот, щелочей и других агрессивных примесей не допускается.
Припойные пасты используют для лужения и пайки контактных площадок и ком-
мутационных разводок в толстоклееночной технологии гибридных интегральных
схем. Температура пайки 460-540 К, прочность спая -380 - 430 МПа.
Порошок припоя ПДОл5П7 (ТУ 14-1-4614-89)
Порошок получают путем распыления азотом расплава заданного состава. В зави-
симости от формуемости порошка изготавливают марки ПДОл5П7-П (прессуемый) и
ПДОл5П7 (непрессуемый). Химический состав порошка, %: 4,2±5,8 Sn, 6,4-8,0 Р, 0,1
РЬ, 0,2 Fe, 0,3 О; Си - остальное. Крупность порошка не менее -280 мкм. Насыпная
плотность <3,0 г/см3; текучесть < 52 с.
Масса партии порошка не более 300 кг. Часть пробы порошка хранят в течение 12
мес со дня изготовления на случай арбитража. Масса брутто упаковочной единицы -
не более 60 кг. Гарантийный срок хранения 12 мес со дня изготовления. Порошок ис-
пользуют для высокотемпературной пайки меди и ее сплавов. Температура пайки 990 К;
прочность спая 180-200 МПа.
Смеси паяльные металлофлюсовые порошковые
(ТУ 14-1-4729-89 с 2 изменениями)
Смеси изготавливают на медной (ТПС-1и ТПС-1р) и на латунной (ТПС-2 и ТПС-2р)
основе; они содержат металлическую и флюсовую (10-20 % от общей массы) фазы.
Для их получения используют порошки меди, никеля, латуни, железа, бор аморфный,
марганец металлический азотированный, шлаки синтетические боратные (табл. 3.128).
Смеси однородны, имеют красно-серый (ТПС-1) и желто-серый (ТПС-2) цвета;
крупность частиц не более 0,4 мм. Не допускаются инородные включения, а содержа-
ние частиц крупнее 0,4 мм не более 0,5 %.
Массовая доля влаги не более 1,0 %. Сопротивление срезу получаемого паяного
соединения сталь-сталь должно быть не менее 160 МПа.
Смесь засыпают в полиэтиленовый мешок, его туго затягивают и упаковывают в
металлические банки ГОСТ 5044. Крышку банки запаивают или заливают материа-
лом, обеспечивающим влагонепроницаемость. В каждую банку вкладывают матерча-
тый мешочек с силикагелем (50±10 г). Масса нетто банки не более 100 кг. Масса пар-
тии не более 1 т. После вскрытия тары смесь хранят при влажности не более 70 %, при
температуре не выше 313 К в плотно завязанном мешке с силикагелем.
Таблица 3.128. Состав металлофлюсовых смесей, мае. %
Компонент ТПС-1 ТПС-1 Р ТПС-2 ТПС-2Р
Основа металлической части Флюсовая часть: Мс :дь Лат} 'НЬ
шлак АН-Ш1 50 50 — —
шлак АН-Ш200 Остальное Остальное 50 50
шлак АН-Ш2 Флюсовая часть с легирующими металлическими элементами: — — Остальное Остальное
никель — 0,5-7,5 — —
марганец азотированный — 0,5-3,5 — 0,4-3,6
бор аморфный — 0,05-0,55 — 0,05-0,45
железо Металлическая часть: — — — 0,05-0,2
никель 0,5-7,5 — — —
марганец азотированный 0,5-3,5 — 0,4-3,6 —
бор аморфный 0,05-0,55 — 0,05-0,45 —
железо — — 0,05-0,2 —
цинк — — 32-40 —
медь Остальное - Остальное —
Смеси используют для индукционной и газовой пайки низкоуглеродистых и сред-
нелегированных сталей, быстрорежущих сталей и твердосплавного инструмента и
для наплавки.
Температура пайки 1290 К, прочность спая 300-350 МПа.
Порошок мелкодисперсный припоя (ТУ 48-0220-029-89)
Порошок повышенной чистоты готовят на основе оловянносвинцового сплава
59-61 % Sn. Допустимое содержание примесей, %: по 0,01 Си, Bi, Fe, Ni, 0,3 О; в мар-
ке ПОС61 регламентируется содержание, %: по 0,02 Sb, As, 0,002 Zn, а в марке ПОС-
Суб 1-0,5 - содержание 0,2-0,5 Sb, 0,01 As, 0,002 Ag.
В порошке должно быть фракций -71 мкм не менее 95 %.
Порошки упаковывают в полиэтиленовые мешки, затем в пакет из мешочной бу-
маги, далее - в дощатые ящики; масса брутто ящика не более 30 кг. Из ящиков фор-
мируют пакеты массой брутто не более 1000 кг. Масса партии порошка не ограничи-
вается. Гарантийный срок хранения 6 мес со дня изготовления.
Порошок припоя используют для производства лудящих паст и пайки трафаретной
печатью.
Температура пайки для припоев ПОС61 и ПОССуб 1-0,5 соответственно 460 и
590К; прочность первого спая 430, второго 380 МПа.
Порошок припоя марки ПД бЗЦн (ПАН-212) (ТУ 14-22-126-90)
Порошок представляет собой смесь порошков - компонентов с плавленным борат-
ным флюсом. Состав смеси приведен в табл. 3.129.
Химический состав металлической части припоя, %: медь - основа, 21-26 Zn,
9,5-10,5 Ni, 2,3-2,5 Cr, 0,4-0,6 В, прочие до 1,0 (в том числе не более 0,25 РЬ, 0,4 Мп,
0,01 Р). Состав флюса-шлака, %: 21-24,0 Na2O; по 1-2,8 К2О и ZrO2, 0,8-2,8 Fe,
2,2-4,2 SiO2, 67-73 В2О3, не более 0,3 А12О3 и 0,5(Fe2O3 + Сг2О3).
Таблица 3.129. Характеристика порошка припоя
Материал Массовая доля, % Гранулометрический состав
Содержание, % Крупность, мкм
Порошок латунный 75±2 95 < 160
Порошок самофлюсующегося сплава на никелевой основе 12,5±2 95 <250
Флюс - шлак синтетический борат- ный 12,5±2 -250 или 315
Масса партии порошка до 2000 кг.
Порошок используют для пайки твердосплавного инструмента на установках ТВЧ.
Температура пайки 1290 К.
Порошковые сплавы для пайки на основе алюминия
Порошки получают распылением расплавов; сведения о них приведены в табл.
3.130. Порошки используют для пайки алюминиевых радиаторов.
Таблица 3.130. Характеристика порошков для пайки на основе алюминия
Номер ТУ Марка Исходное сырье Массовая доля приме- сей, %, не более Гранулометри- ческий состав, Масса партии, не бо- лее, т
Si Fe
48-21-390-74 48-21-447-75 Примеч ’*7,0-13 °/ ПАМр-10’1 САС-1’2 САС-2 а н и е. Насьп 'о Мп. *25-7 °Л Алюминий марки не ниже А7, марганец марки не ниже Мр1 Алюминий, кремний, никель(Н-2) То же лная плотность для всех >Ni. 25-30 25-30 порошк 1 0,5 5-7 □в не ме 95 % фракции -1250 мкм 95 % фракции —400 мкм 95 % фракции —400 мкм нее 1,0 г/см3. 5,0 10 10
3.2.28. Пасты паяльные, содержащие цветные металлы
Паста паяльная (ТУ 48-13-34-83)
Паста представляет смесь порошка припоя и флюса.
Выпускают пасту марок ПП-1 и ПП-2; паста состоит из порошка припоя и флюсов;
состав порошка припоя для пасты ПП-1 соответствует составу припоя марки ПОС61,
а для пасты ПП-2 - марки ПОССу 18-05 (ГОСТ 21930). Крупность порошков -160 мкм.
В состав флюса входят, %: хлорид цинка «ч» (63,5-64,5), хлорид аммония «техниче-
ский» или «ч» (1,2-1,4).
Порошок припоя смешивают с флюсом в соотношении (мае. %) (3,5-5,5) :1 и ув-
лажняют. Окончательный состав паст, %: 46-50 Sn (ПП-1); 13-15 Sn (ПП-2); в каждой
содержится, %: 5-8 Zn, 6-8 Cl, 0,2-0,4 Sb (в ПП-2), свинец - остальное.
Пасту расфасовывают в полиэтиленовые флаконы с плотно закрывающимися
крышками массой не более 500 г. Масса партии не ограничивается.
Флаконы с пастой упаковывают в плотные дощатые ящики; масса брутто ящика не
более 20 кг. Упаковки пасты перевозят всеми видами крытого транспорта. Их хранят
в закрытых складских помещениях при любой температуре; срок хранения не ограни-
чивается. Пасту используют при устранении неровностей кузовов автомобилей, для
лужения и пайки электро- и радиоаппаратуры в бытовых условиях.
Производитель пасты: АО «Новосибирский оловокомбинат» (630033, г. Новоси-
бирск, ул. Мира, 62).
Пасты припойные (ТУ 11-89; ЕТО.035.381)
Пасты выпускают двух марок: ППТ-1 и ППТС-2 (пасты припойные трафаретные;
С - серебросодержащая, 1; 2 - номера разработок).
Паста представляет собой однородную массу серого цвета без посторонних вклю-
чений.
Температура оплавления паст 460-500 К; время сплавления не более 5 с; вид шва -
серебристый или серебристо-матовый цвет, без трещин, посторонних включений и
нарушений сплошности.
Пасту расфасовывают в банки с завинчивающимися крышками и полиэтиленовы-
ми прокладками; масса упаковки от 25 до 1600 г. Банки с пастой укладывают в потре-
бительскую тару, а тару - в полиэтиленовые пакеты. Пасту выпускают партиями мас-
сой до 25 кг.
Пасту транспортируют всеми видами крытого транспорта. Хранят в упакованном
виде в складских помещениях при температуре 278-298 К, отсутствии в атмосфере аг-
рессивных веществ, влажности не более 80 %, не допуская воздействия солнечного
света.
Гарантийный срок хранения 12 мес со дня изготовления.
Пасту используют для пайки и лужения контактных площадок и коммутационных
разводок в толстопленочных гибридных интегральных схемах.
Пасты припойные (ТУ 11-90. ПБЦО.032.011)
Пасты готовят на основе припоев ПОССуб 1-0,5, различающихся крупностью и со-
ставом водорастворимой флюс-смазки:
паста ППТ-3: 95 % фракции -75 мкм (в том числе не более 1 % фракции -20 мкм);
паста ППТ-4: 99 % фракции -20 мкм.
По внешнему виду пасты представляют собой однородную массу серого цвета
без посторонних включений. Условная вязкость (по методу «пятна») при 294 К и от-
носительной влажности 50±10 % составляет 19-22 мм. Температура оплавления
460-500 К.
Пасту выпускают партиями массой до 25 кг. Техника упаковки, условия хранения
и транспортировки пасты такие же, как для паяльных паст ПП-1; ПП-2. Гарантийный
срок хранения 12 мес со дня изготовления.
Пасту используют для пайки и лужения контактных площадок и коммутационных
разводок толстостенных гибридных интегральных схем методом трафаретной печати
с последующей термической обработкой.
9 - 1504
Паста паяльная ППВС (ТУ 48-3535-1-92 с изменениями)
Паяльную пасту ППВС (паста для пайки в восстановительной среде) получают
электролизом.
По внешнему виду паста представляет собой кремообразную массу коричневого
или красно-коричневого цвета на основе оксида меди (I) с содержанием железа
1,0—1,3 %. Крупность частиц - не более 4 мкм, плотность пасты 2,8-3,3 г/см3.
Пасту расфасовывают в 2-литровые полиэтиленовые банки с завинчивающимися
крышками, обеспечивающими герметичность и сохранность продукта. Степень за-
полнения банки не более 90 % от ее объема.
Банки с пастой упаковывают в деревянную обрешетку; масса брутто обрешетки до
55 кг. Допускается штабелирование обрешетки по высоте не более 4-х рядов, форми-
рование пакетов по 4 обрешетки.
Партия пасты представляет собой продукт однородный по своим качественным
показателям и сопровождаемый документом о качестве; масса партии не более 700 кг.
Паста ППВС пожаро-взрывобезопасна, транспортируется всеми видами крытого
транспорта в соответствии с правилами перевозок грузов.
Пасту хранят в сухих помещениях при температуре 258-298 К; гарантийный срок
хранения 3 мес со дня изготовления.
Пасту используют в автомобильной промышленности для пайки стальных изделий
в печах с восстановительной атмосферой.
Производитель пасты: ОАО «Елизаветинский опытный завод» (620054, г. Екате-
ринбург, пос. Рудный).
Паяльные пасты фирмы «Нетрамм»
Составы и области применения паст даны в табл. 3.131.
Фирма «Нетрамм» выпускает пасты марок 16 (Sn - Pb), 17 (Си - Р), используемые
для пайки меди и сплавов, 18 (Ag - Си - Zn) - для пайки бурового инструмента, 19
(Mg - Al) - для пайки алюминия и магния.
Производитель пасты: фирма «Нетрамм» (624133, г. Новоуральск-3 Свердловской
обл., ул. Чкалова, 10).
Таблица 3.131. Основные характеристики паяльных паст фирмы «Нетрамм»
Номер марки Состав, % Размер час- тиц, мкм Температура плавления,К Область применения
Мягкие припои
01-04 61 Sn, 39 Pb 40-80 460 Электроника, нержавеющие стали, медь, сплавы с окис- ленной поверхностью
05 97 Sn, 3 Си 20-60 500-525 Конструкционная пайка меди, сталей, никеля, тепло- обменников
06 (ПОС-50) 50 Sn, 50 Pb 20-80 460-510 Пайки авторадиаторов, мед- ных сплавов
07 62 Sn, 36 Pb, 2 Ag 40-80 460 Электроника
13 10 Sn, 90 Pb — 530-570 Высокая температура, теп- лообмен. Электроника
14 43 Sn, 57 Bi — 410 Сплавы висмута, электрони- ка
15 40 Sn, 10 Си, 50 Ga — 35 Холодная пайка (алюминий, медь, стекло, керамика)
Продолжение табл. 3.131.
Номер марки Состав, % Размер час- тиц, мкм Температура плавления,К Область применения
Твердые припои
08 (СиР) 94 Си, 6 Р < 106 980-1100 Конструкционная пайка меди, латуни
09 (ОКС- 600) Си - основа, 15,6 Sn, 5,3 Р, 4,2 Ni < 106 850-870 Пайка автомобильных ра- диаторов
10(П34А) 66 Al, 28 Си, 6 Si 40-250 800 —
11 (В62) 53 Al, 3,5 Si, 24 Zn, 20 Си < 100 700-770 Пайка алюминия и его спла- вов
12 АКД- (12-2С) 88 Al, 12 Si < 100 850-860 То же
Паяльные пасты фирмы «ЕСКА»
Сведения о пастах приведены в табл. 3.132.
Таблица 3.132. Основные характеристики паяльных паст фирмы «ЕСКА»
Марка Температура плавления, К Содержание в сплаве, % Размер частиц, мкм, не более
ЕСКА Медь
L-Cu 1355 Си > 99,7 45
L-Cu 1355 Си > 99,5 45
ЕСКА Латунь 60
L-CuZn40 1160-1170 60 Си, 0,3 Si, Zn ост. 100
CuZn40Ag 1110-1140 60 Си, 2 Ag, 0,3 Si, Zn 100
ост.
Poudmet Бронза посеребренная
CuSnlOAglO 870-1200 80 Си, 10 Sn, 10Ag 80
ЕСКА Медь-фосфор
L-CuP6 980-1150 94 Си, 6 Р 160-315
L-CuP6 980-1150 94 Си, 6 Р 100
ЕСКА Алюминий-кремний 12
L-A1SU2 850-865 88 А1, 12 Si 100-315
L-A1SU2 850-865 88 Al, 12 Si 100
ЕСКА Олово-медь
L-SnCu3 500-520 97 Sn, 3 Си 63
Производитель пасты: ООО «ЭККА» (624091, г. В. Пышма Свердловской обл., ул.
Ленина, 1).
3.2.29. Порошки на основе цветных металлов для специального назначения
На основе цветных металлов изготавливают порошкообразные сплавы и смеси, ко-
торые используют для особых областей применения (катализаторы, получение водо-
рода особой чистоты); состав этих материалов приведен в табл. 3.133.
Таблица 3.133. Характеристика порошков гидридов металлов для специфического
использования
Наименование, марка порошка, ТУ Химический состав, % Гранулометри- ческий состав, мкм Область примене- ния
Гидрированный порошок Н не менее 3,3, химический Соответствует Получение особо
титана восстановленного, ГТ, ТУ 14-1-3086 состав соответствует марке исходного порошка Ti исходному по- рошку чистого водорода
Порошок гидрида титана, ТУ 14-1-2159 Ti основа, Н не менее 3,5, примеси, не более: 0,3 Fe, 0,08 Ni, 0,08 Mg, 0,05 Са, 0,07 С, 0,08 N, 0,05 Cl^, 0,005 С1своб <280 Получение защит- ной атмосферы при термообра- ботке деталей
Гидрид кальция1, ТУ 14-1737 СаН2 не менее 93,0, приме- си, не более: 0,2 SiO2; окси- ды Са в пересчете на СаО - 5,9; хлориды в пересчете на С1 - 0,5; сумма оксидов Fe, Al, Мп - 0,4 Обезвоживание нефтепродуктов
ПР-ГН40, ТУ 14-1-3876 Мп основа, 37-41 Ni, Fe до 3, примеси, не более: 0,5 С, 0,8 Si, 0,1 Р, 0,03 S, 0,05 О < 40, < 500 Катализаторы при синтезе алмазов
ПН65Ла32ЮЕ (ЦЛАН-1), ТУ 14-22-3 ПН38К27Ла32ЮЕ (ЦЛАН-2) ПН65Ла16Е16Ю (ЦЛАН-3) Ni основа, 29,0-35,0 La, 0,5-3,0 Се, 0,01—0,5 А1, при- меси, не более: 0,8 Са, 0,08 С, 0,8 Fe, 0,1 Si, 0,08 N, 0,4 О Ni основа, 25,0-30,0 Со, 29,0-35,0 La, 0,5-3,0 Се, 0,01—0,5 Al, примеси, как в порошке ЦЛАН-1 Ni основа, 13,0-18,0 La, 13,0-18,0 Се, 0,01-0,5 А1, примеси, как в порошке ЦЛАН-1 <280 <280 Обратимый сор- бент водорода. Изготовление аккумуляторов водорода. Катали- заторы процессов основного органи- ческого синтеза
ПР-НЮ40, ТУ 14-22-13 ПР-ЮН35К15Ж10, ТУ 14-22-13 'Литражность не менее Ni основа, 36—40 Al, Fe до 1,5, С до 0,1, Мп до 0,1 33-37 Ni, 14-16 Со, 9-11 Fe, Al остальное, С до 0,1, Мп до 0,1 1000 дм3/кг. 40-100 Активированные покрытия элек- тродов; изготов- ление катализато- ров процессов гидрогенизации
Сплавы на основе никеля, содержащие редкоземельные металлы и кобальт
(ТУ 1767-297/0-0198399-97)
Порошки сплавов получают механическим измельчением слитков. Исходными ма-
териалами для изготовления слитков являются: никель марки Н-0 (Н-1) по ГОСТ
1819; лантан марки ЛфЗ (ЛаЗ-1) по ТУ 48-4-529; неодим марки НМ-1 по ГОСТ 48-4-
205; кобальт марки К-0 (К-1) по ГОСТ 123; цирконий по ТУ 96.94; алюминий, содер-
жащий не менее 99 % основного компонента по ТУ 1767-278/3-0198399; мишметалл
(Мм) марки МЦ50ЖЗ и МЦ50Ж6 по ТУ 48-4-280.
Форма частиц порошка осколочная. Дисперсность порошка от +0,2 до -3 мм.
Химический состав порошка, устанавливаемый по составу шихты, приведен в
табл.3.134.
Таблица 3.134. Содержание компонентов сплава, мае. %
Марка порошка Ni Со La Nb Al Zr Мм
Н53Ла28К10-1 52-54 9-11 26-30 4-6 3^1 2-1,5
Н5ОМм35К1О-О 49-50 9-11 — — 5-6 — 33-37
Н50Мм35К10-1 49-50 9-11 — — 5-6 — 33-37
Н50Мм35К10-2 49-50 9-11 - - 5-6 - 33-37
Сплавы в состоянии поставки нетоксичны, в соответствии с ГОСТ 12.1.044 отно-
сятся к группе веществ с температурой самовоспламенения на воздухе 340 °C.
Порошок используют в качестве отрицательных электродов никель-металлгидрид-
ных аккумуляторов.
Производитель порошков: ТОО «Техномет» (119017, Москва, Б. Толмачевский
пер., д. 5).
Порошок распыленный магнито-твердого сплава (ТУ 14-1-5086-91)
Марка порошка ПРВ-Х29К23С. Химический состав, %: Fe основа, 28,0-31 Сг,
22,0-23,5 Со, 0,8-1,5 Si, 0,04-0,06 С, 0,45 О, 0,02 S, 0,2 Си, 0,35 Ni, 0,05 Мп.
Гранулометрический состав: фракция < 160 мкм не менее 95 %.
Насыпная плотность 2,5-3,2 г/см3. Уплотняемость порошка при давлении 882 Н/мм2
должна быть не менее 5,7 г/см3.
Порошок упаковывают в полиэтиленовые пакеты, вставляемые в металлические
банки. Масса упаковки не более 50 кг. Гарантия качества 6 мес со дня изготовления.
Порошок предназначен для изготовления постоянных магнитов, применяемых в
радиоаппаратуре.
Часть II. Металлические порошковые материалы
Раздел 4. ПОРОШКОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ
4.1. Твердые сплавы
Введение
В 1926 г. впервые на рынке появились режущие пластины из твердого сплава Ви-
дна N (Widia N, фирма «Видиа-Крупп», Германия).
К. Шротеру (Schroter) был выдан 30.03.1923 г. патент DRP 420.689. Действие это-
го патента, который рассматривается сегодня как основной патент по твердым спла-
вам, было продлено до 30.12.1925 г. Позднее Ф. Скаупу (F. Skaupy) был признан авто-
ром изобретения по использованию металлов группы железа, таких как железо, ни-
кель или кобальт, для твердого сплава.
Первые твердые сплавы в нашей стране были получены в 1929 г. под руководством
Г.А. Меерсона и Л.П. Малькова на Электроламповом заводе (Москва). Изделия из
твердого сплава под маркой «Победит» содержали 10 % Со.
В 2000 г., по данным Г. Гилле (ФРГ), в мире, исключая Китай, было произведе-
но около 30000 т твердых сплавов. Потребность в новых разработках видна на при-
мере производства тонкодисперсных твердых сплавов: в 2000 г. было произведено
от 11500 до 12500 т субмикронных твердых сплавов, что составляет 40 % от обще-
го объема выпуска твердых сплавов. Реальный прогресс в расширении выпуска
тонкодисперсных сплавов виден на примере роста производства микросверл: 140 т
в 1985 г. из субмикронных сплавов с величиной зерна карбида вольфрама 1,2 мкм
и 570 т в 2000 г. из ультрадисперсных сплавов с величиной зерна карбида вольфра-
ма 0,4 мкм.
Около 67 % от всего количества твердых сплавов используется в мире в режущем
инструменте. Следующая большая область применения твердых сплавов - это горно-
буровая индустрия, бурение на нефть и газ, проход туннелей, плоское резание дорож-
ного полотна, камнеобработка (13 %), деревообработка (11 %), бесстружковая
обработка металлов и конструкционные детали (9 %). Динамика развития производ-
ства твердых сплавов может быть проиллюстрирована следующим фактом: в период
1979-1991 гг., т.е. за 12 лет, спрос в мире на режущий инструмент удвоился.
Таким образом, область порошковой металлургии - спеченные твердые сплавы -
динамически развивается, и потребность промышленности в таких материалах посто-
янно растет.
4.1.1. Производство твердых сплавов в России
Основные российские производители твердых сплавов
После распада СССР в Российской Федерации в настоящее время наиболее круп-
ными производителями твердосплавной продукции являются:
АООТ «КЗТС», Кировградский завод твердых сплавов, Свердловская область;
ОАО «Победит», г. Владикавказ, РСО-Алания;
ФГУП ВНИИТС, г. Москва;
«МКТС-САНДВИК», г. Москва. Это предприятие, являющееся собственностью
шведского концерна «САНДВИК КОРОМАНТ», осуществляет свою программу в об-
ласти закупки сырья, производства, маркетинга;
ОАО «Волгобурмаш», г. Самара;
ООО «АЛГ», г. Москва.
Большинство из перечисленных предприятий были государственными крупны-
ми производителями твердых сплавов. Они имели полный производственный
цикл, начиная с восстановления оксидов тугоплавких металлов и кобальта, ис-
пользуемых в качестве исходного сырья, до выпуска готовой продукции из вольф-
рамокобальтовых (группа ВК), титановольфрамокобальтовых (ТК), титанотанта-
ловольфрамокобальтовых (ТТК) сплавов и керметов (безвольфрамовых сплавов,
БВТС).
Завод «Победит», опытное производство ФГУП ВНИИТС, МКТС имели также
оборудование для нанесения износостойких покрытий на режущие пластины из
твердых сплавов. Годовые объемы производства продукции на этих предприятиях
превышали 100 т, а таких заводов, как КЗТС, «Победит», МКТС были на порядок
выше. Все перечисленные предприятия сохранили свой производственный потенци-
ал. Ниже будет дан анализ производства продукции этих предприятий в настоящее
время.
АООТ «КЗТС» производит изделия для обработки металлов резанием, для обра-
ботки металлов давлением и синтеза алмазов, для оснащении горно-бурового и до-
рожного инструмента. Наряду с этим выпускает товарные карбиды и смеси. В конце
2002 г. объем производства составлял 40 т/мес, в 2003 г. 60 т/мес. Таким образом,
предполагаемый годовой объем производства составляет ориентировочно 700-1000 т
твердосплавной продукции, из которых приблизительно 60 % приходится на сплавы
ВК, 30 % - сплавы ТК и 10 % - сплавы ТТК.
ОАО «Победит» производит из твердых сплавов изделия для обработки металлов
резанием, для обработки металлов давлением и синтеза алмазов, для оснащения гор-
но-бурового инструмента, а также товарные карбиды и смеси. Объем производства
твердосплавной продукции составляет ориентировочно 15-20 т/мес, 70 % от этого
объема приходится на сплавы ВК, 15 % - ТК и 15 % - ТТК.
Металлургический цех ФГУП ВНИИТС выпускает до 40 марок сплавов, включая
опытные, с целью определения областей применения новых видов продукции. Годо-
вой объем производства не превышает 40 т, из которых 80 % составляют сплавы ВК,
5 % - ТК и 15 % - ТТК.
ОАО «Волгобурмаш» производит изделия для оснащения шарошечных долот из
твердых сплавов ВК по лицензии фирмы «Карболой» (США). Годовой объем произ-
водства составляет ориентировочно 250-300 т.
ООО «АЛГ» изготовляет в год более 60 т изделий в основном из сплавов ТТК.
Для объективного и полного анализа производства твердых сплавов в РФ необхо-
димо остановиться на деятельности малых предприятий. В последние годы образо-
вался ряд мелких частных фирм по производству изделий из твердых сплавов. В стра-
не таких фирм насчитывается несколько десятков. Подавляющее большинство этих
малых предприятий и фирм напоминают мастерские, они не имеют полного цикла
производства и выпускают продукцию, начиная от покупных смесей. Далее следует
прессование заготовок и их спекание. Как правило, используются смеси разных по-
ставщиков, иногда некондиционные, или полученные в результате переработки спе-
ченных отходов, весьма часто без соответствующего входного и окончательного кон-
троля качества готовой продукции. Вместе с тем в связи с небольшим персоналом, не-
высокими накладными расходами стоимость продукции подобных малых предпри-
ятий невелика и она ниже стоимости продукции, производимой крупными предпри-
ятиями.
Особое место среди акционерных обществ и малых предприятий занимает ООО
«АЛГ», расположенное на базе МИЗ, Москва. Фирма использует в основном в каче-
стве исходного сырья порошки карбидов, поставляемые заводами «Победит» и КЗТС,
и импортного (бельгийского) металлического кобальта. Производственный цикл начи-
нается с размола порошков в жидкой среде (спирте) в аттриторе или шаровых мель-
ницах. Руководители фирмы стараются использовать порошки от одного поставщика,
проводится контроль качества исходных материалов. Фирма хорошо оснащена техно-
логическим оборудованием, имеются прессы-автоматы, вакуумно-компрессионные
печи для окончательного спекания заготовок. Все это предопределяет весьма высокое
качество выпускаемой продукции. Фирма выпускает заготовки в основном из сплавов
(Ti, Та, W)C^2o, а также из сплавов WC-Co. Наряду с этим фирма производит изде-
лия из сплавов WC-Ni для работы в агрессивной коррозионной среде. Объем произ-
водства продукции из тех или иных сплавов определяется поступившими заказами.
Пожалуй, это единственный пример правильной организации производства твердо-
сплавной продукции в условиях частного предприятия.
ООО «Оргпримтвердостигав», работающий, начиная с приобретения смесей, гото-
вых к прессованию, может быть отнесен к малым предприятиям, производящим весь-
ма большой объем продукции (ориентировочно более 100 т/год). Однако недостаточ-
ный контроль за качеством продукции и низкий технологический уровень производ-
ства позволяют отнести это предприятие к мастерским.
Также от смесей, готовых к прессованию, получаемых от крупных производителей
твердых сплавов, работает ряд малых предприятий, таких как ООО «ИНМЕТ», ЗАО
«Серпуховский инструментальный завод», выпускающий заготовки для концевого
инструмента. На рынке появилась продукция ООО «Дальневосточная технология»
(Комсомольск-на-Амуре).
ООО «Бинур», поставляющий буровой инструмент, использует спеченные заго-
товки из твердых сплавов, закупаемые у крупных производителей или у зарубежных
фирм.
С учетом высокой стоимости исходных материалов, а также больших отходов, об-
разующихся после эксплуатации некоторых видов твердосплавного инструмента, на-
пример сменных многогранных пластин, буровых коронок, проблема переработки от-
ходов приобретает важное экономическое значение.
Наиболее крупным предприятием по утилизации отходов из твердых сплавов яв-
ляется АООТ «КЗТС», который перерабатывает 300-400 т/год отходов, используя хи-
мическую технологию. Полученные в результате этого оксиды вольфрама и кобальта
возвращаются в производство.
Весьма крупными предприятиями по переработке спеченных отходов твердо-
сплавного производства являются ТОО «Тумелом» и ООО «Мисон».
ТОО «Тумелом» (Москва) перерабатывает около 400 кг/мес спеченных отходов по
оригинальной технологии, применяя метод пережога и измельчения скрапа. Полученные
смеси анализируются, дошихтовываются до заданного состава и поступают на рынок.
ООО «Мисон» (Москва) перерабатывает спеченные отходы твердосплавного про-
изводства Zn-методом. После измельчения смеси также поступают на рынок. Объем
производства смесей составляет 0,2-0,3 т/мес.
Участок по переработке отходов химическим способом путем сплавления их с се-
литрой мощностью до 1000 т/год создан на ОАО «Гидрометаллург», г. Нальчик. Од-
нако участок работает не регулярно.
Потребителями смесей, полученных из отходов, в основном являются малые пред-
приятия.
Продукция ведущих предприятий твердосплавной отрасли промышленности
Ниже приводится характеристика выпускаемой этими заводами продукции.
Акционерное общество открытого типа «КЗТС»
(г. Кировград, Свердловская обл.)
Карбид вольфрама
Карбид вольфрама производится в соответствии с требованиями «Стандарта пред-
приятия» СТП 19-4205-212-94 «Карбид вольфрама порошкообразный».
По назначению карбид вольфрама делят на марки: Cl; С2; СЗ; СК; В; КС.
Карбид вольфрама по содержанию углерода и среднему размеру зерна соответст-
вует требованиям, указанным в табл. 4.1.
Таблица 4.1. Содержание углерода в карбиде вольфрама
Марка карбида Массовая доля, % Средний размер зерна по Фишеру, мкм
Углерод общий Углерод свободный, не более
С1 5,80-6,00 0,10 4,0-9,0
С2 5,90-6,12 0,10 4,0-9,0
СЗ 6,00-6,20 0,20 4,0-9,0
СК 6,00-6,12 0,10 8,5-13,0
В 5,95-6,20 0,10 9,5-20,0
КС 5,95-6,20 0,10 9,5-20,0
Смеси твердосплавные
Смеси предназначены для изготовления твердосплавных изделий. Смеси произво-
дятся в соответствии с требованиями «Стандарта предприятия» СТП 19-4205-227-96
«Смеси твердосплавные для производства изделий».
Смеси подразделяются на четыре группы: вольфрамовые, титановольфрамовые,
титанотанталовольфрамовые и МС.
Составы твердосплавных смесей представлены в табл. 4.2-4.5.
Таблица 4.2. Химический состав смесей титановольфрамовой группы
Марка сме- си Массовая доля, %
Со Ti Fe, не более С Потеря мае- сы‘, %, не более
общий свободный, не более
Т5К10 9,0-9,5 4,7-5,3 0,4 6,0-6,4 0,20 0,5
Т14К8 7,7-8,3 11,0-11,6 0,4 7,0-7,5 0,25 0,5
Т15К6 5,5-6,0 12,0-13,0 0,4 7,3-7,7 0,25 0,5
ТЗОК4 4,1^1,5 22,0-23,0 0,3 8,9-9,5 0,25 0,5
'При прокаливании в токе водорода.
Таблица 4.3. Химический состав смесей титанотанталовольфрамовой группы
Марка смеси Массовая доля, %
Со Ti Та Fe, не более Si с Потеря массы', %, не более
общий свободный, не более
ТТ6К8 7,8-8,2 2,9-3,4 1,7-2,1 0,5 — 6,0-6,3 0,3 0,5
ТТ7К9 8,8-9,2 2,9-3,3 2,6-3,2 0,4 0,1 5,8-6,3 0,1-0,3 0,5
ТТ7К12 12,2-12,6 2,8-3,4 2,6-3,0 0,5 — 5,7-6,0 0,5 0,5
ТТ8К6 5,8-6,3 6,2-6,6 1,6-2,0 0,5 — 6,7-7,1 0,5 0,5
ВП322 7,5-8,1 - 2,0-3,0 0,3 - 5,3-5,6 0,1 0,5
'При прокаливании в токе водорода.
Таблица 4.4. Химический состав смесей группы МС
Марка смеси Массовая доля, %
Со Та Nb Ti Собщ + 0,86N Потеря мас- сы', %, не более
MCI 46 10,70-11,30 5,44-6,04 1,46-1,86 3,0-3,4 6,02-6,22 0,5
МС221 5,30-5,70 3,18-3,58 1,92-2,32 1,88-2,28 6,19-6,39 0,5
МС321 5,80-6,20 0,92-1,32 0,6-0,8 — 5,74-5,94 0,5
МС137 10,5-11,1 5,01-5,61 3,11-3,51 7,64-8,04 6,93-7,13 0,5
MCI 11 9,2-9,8 11,18-11,78 3,13-3,53 14,99-15,39 8,28-8,48 0,5
'При прокаливании в токе водорода.
Таблица 4.5. Химический состав смесей вольфрамокобальтовой группы
Марка смеси Массовая доля, %
Со Fe, не более С Потеря мае- сы', %, не более
общий свободный, не более
ВКЗ 2,8-3,3 о,з 5,65-5,90 0,10 0,4
ВКЗ-М 2,8-3,2 о,3 5,70-6,05 0,10 0,5
ВК4 3,8-4,2 0,3 5,55-5,80 0,10 0,4
ВК6 5,7-6,2 0,2 5,45-5,70 0,10 0,4
ВК6-М 5,8-6,2 0,2 5,50-5,80 0,10 0,9
ВК6-ОМ 5,8-6,2 0,3 5,50-5,90 0,25 0,9
ВК6-С 5,8-6,2 о,з 5,60-5,85 0,08 0,5
ВК6-ВС 5,8-6,2 0,3 5,50-5,90 0,08 0,5
ВК8 7,5-8,1 0,3 5,30-5,65 0,10 0,5
ВК8-В 8,1-8,6 0,3 5,30-5,65 0,15 0,5
ВК8-ВК 7,8-8,2 0,3 5,35-5,65 0,15 0,5
ВК8-КС 7,8-8,2 0,3 5,65-5,90 0,10 0,5
ВК10 9,2-10,0 0,2 > 5,50 0,10 0,5
ВК10-КС 9,8-10,2 о,з 5,30-5,60 0,10 0,5
ВК 10-ОМ 9,5-10,5 0,5 5,40-5,70 0,10 0,8
ВК12-КС 11,8-12,2 о,з 5,20-5,45 0,10 0,5
ВК13 12,5-13,2 о,з 5,10-5,35 0,15 0,5
ВК15 14,0-15,0 0,2 4,90-5,20 0,08 0,5
ВК20 19,5-20,5 0,2 >4,65 0,10 0,5
ВК20-КС 19,5-20,5 о,з 4,70-4,95 0,10 0,5
ВК25 24,5-25,5 0,2 >4,40 0,15 0,5
'При прокаливании в токе водорода.
Компактированные порошковые материалы
Компактированные порошковые материалы марок ВК15 и ВК20 предназначены
для детонационного нанесения покрытий и производятся в соответствии с требова-
ниями ТУ 48-19-497-90 и ТУ 48-4205-56-97 соответственно.
Массовые доли контролируемых компонентов и примесей в исходных вольфрамо-
кобальтовых смесях, используемых для производства порошкового материала, соот-
ветствует нормам, указанным ниже, %:
Марка Со Собщ Ссвоб? не более О, не более Потеря массы при про- каливании, не более
ВК15 14,8-15,2 4,8-5,2 0,15 0,5 —
ВК20 19,5-20,5 4,70-4,95 0,10 — 0,5
Гранулометрический состав порошкового материала марки ВК15 соответствует
ГОСТ 6613-8: через сетку 016 проходит 100 % порошка, через сетку 0063 проходит не
менее 75 % порошка, остается на ней не более 25 % порошка.
Дисперсность порошкового материала марки ВК20 характеризуется средним раз-
мером частиц по Фишеру в пределах 5-15 мкм.
Твердосплавные изделия
Из твердых сплавов производят следующую продукцию:
изделия из марок твердых сплавов, указанных в вышеприведенных таблицах, для
обработки металлов, сплавов и неметаллических материалов резанием;
изделия для обработки металлов давлением и синтеза алмазов;
изделия для бурового инструмента и угледобычи;
изделия для оснащения дорожных машин.
Формо-размеры выпускаемых изделий из твердых сплавов соответствуют приве-
денным выше ГОСТам. Выпускаются также изделия по чертежам заказчика.
Открытое акционерное общество «Победит» (РСО-Алания, г. Владикавказ)
Выпускает широкий ассортимент материалов и изделий, марки которых приве-
дены ниже.
Порошки карбидов вольфрама
Марка Номер ТУ
WC С-1, С-2, WC-B, WC-12, WC-35 ТУ 48-19-265-91
WC-50, WC-08, WC-60, WC-90 »
WC-250 ТУ 48-19-482-91
TTWC »
WC-95 ТУ 48-19-456-88
Смеси твердосплавные вольфрамовые
Марка Номер ТУ
ВКЗ, ВК6, ВК8, ВК10 ТУ 48-19-60-91
ВК15, ВК20 ТУ 48-19-60-91
ВКЗ-М, ВК6-М ТУ 48-19-60-91
ВК6-ОМ ТУ 48-19-60-91
ВК8-В ТУ 48-19-60-91
ВК11-ВК ТУ 48-19-154-91
ВК10-КС, ВК20-КС ТУ 48-19-154-91
Т5К10 ТУ 48-19-341-91
Т15К6 ТУ 48-19-341-91
Т14К8 ТУ 48-19-341-91
ТЗОК4 ТУ 48-19-341-91
Твердосплавные стандартные изделия из твердых сплавов
1. Пластины для оснащения режущего инструмента:
1.1) напаиваемые пластины форм: 01, 02, 61, 62, 06, 66, 07, 67, 10, 11, 70,13(1-2),
14, 15, 16, 17, 20, 21, 23, 24, 25, 26, 27, 32, 39, 47, 48, 49, 50, 51 из сплавов марок ВКЗ,
ВК6, ВК8, ВКЗ-М, ВК6-М, ВК6-ОМ, ВК10-ХОМ, Т5К10, Т15К6, Т14К8, ТЗОК4 по
соответствующим ГОСТам;
1.2) сменные многогранные пластины из сплавов марок: Т5К10, Т15К6, ВК8, ВК6,
ВК6-ОМ, ТТ20К9, ТТ7К12, а также ВП3325, ВП3115, ВП1255 по дополнительному
согласованию;
1.2.1) режущие пластины: трехгранной формы по ГОСТам: 19043-80,
19045-80, 24251-80, 24250-80, 19044-80, 19046-80, 24247-80; 27301-87,
27302-87, шестигранной формы по ГОСТам: 19047-80, 19048-80; 19067-80,
19068-80, квадратной формы по ГОСТам: 19049-80, 19050-80, 24253-80,
24252-80, 19051-80, 19052-80, 24248-80, 19053-80; 27301-87; 27302-87, ромби-
ческой формы по ГОСТам: 19056-80, 19057-80, 19059-80; 24249-80, 24255-80,
24256-80, 24257-80; 27301-87, 27301-87, параллелограммы по ГОСТам:
19061-80, 19062-80, пятигранной формы по ГОСТам: 19063-80, 19064-80,
19065-80, круглой формы по ГОСТам: 19069-80, 19070-80, 19071-80, 19072-80;
27301-87; 25403-82;
1.2.2) опорные пластины: трехгранной формы по ГОСТам: 19073-80, 19074-80;
шестигранной формы по ГОСТам: 19075—80, 19081-80, квадратной формы по ГОС-
Там: 19076-80, 19077-80; ромбической формы по ГОСТам: 19078-80; 24254-80, па-
раллелограммы по ГОСТам: 19079-80, пятигранной формы по ГОСТам: 19080-80,
круглой формы по ГОСТам: 19083-80;
1.2.3) стружколомы: круглой формы (ГОСТ 25418-82), трехгранной формы (ГОСТ
19084-80), четырехгранной формы (ГОСТ 19085-80).
2. Изделия для горного инструмента форм: ГП, П2, Г14, Г24, Г24А, Г25, Г26, Г32,
ГЗЗ, Г34, Г34А, Г36, Г38, Г39, Г40, Г53, Г54, Г64, Г66, Г67 из марок сплавов: ВК8,
ВК4В, ВК6В, ВК8В, ВК8ВК, ВК10КС, ВК11ВК, ВК8КС по ГОСТ 880-75.
3. Пластины для деревообработки из сплавов ВК6, ВК8, ВК15 формы по ГОСТ
13833 и по ГОСТ 13834.
4. Заготовки вставок для высадочного инструмента из сплавов ВК10КС, ВК20КС
по ГОСТ 10284-84. Возможно изготовление из ВК15 и ВК20.
5. Вставки из твердых сплавов ВК8, ВК15, ВК20 для разделительных и гибочных
штампов по ГОСТ 19106-73.
6. Волоки-заготовки для волочения проволоки и прутков круглого сечения по
ГОСТ 9453-75, 2330-76, 5426-76.
7. Заготовки для блок-матриц (для синтеза алмазов) по соответствующим ТУ.
Не стандартизированная продукция изготавливается по чертежам и ценам, согла-
сованным с заказчиком.
Открытое акционерное общество «ВОЛГОБУРМАШ»
Выпускает зубки всех форм для долотчатых коронок и долотчатые коронки.
Фирма «АЛГ»
Фирма выпускает широкую номенклатуру изделий из стандартных марок и из
сплавов собственной разработки марок ЖС-11, ЖС-17, РТ-7 и других для следующих
областей применения.
Полный ассортимент режущих пластин для:
- обработки колесных пар;
- сверления и фрезерования рельсов;
- обработки осей;
- обработки стрелочного привода;
СМП для тяжелого резания и фрезерования;
заготовки осевого инструмента;
быстроизнашивающиеся детали штампов, сопла;
коррозионностойкие немагнитные твердые сплавы марок СН8, ВНК10, ВН8-ОМ,
из которых изготавливаются износостойкие изделия для:
- погружных нефтяных насосов;
- осевых подшипников скольжения и опоры;
- торцевых уплотнений насосов;
- химической индустрии;
- пресс-оснастки при формовании магнитов.
* * *
Сведения о продукции ФГУП ВНИИТС изложены в последующих разделах. Дру-
гие предприятия выпускают полуфабрикаты (порошки вольфрама и карбидов,
твердосплавные смеси), изделия из твердых сплавов для резания, горно-бурового ин-
струмента, обработки металлов давлением, конструкционные и быстро изнашиваю-
щиеся детали, а также заготовки по чертежам заказчика.
4.1.2. Свойства и области применения твердых сплавов
4.1.2.1. Классификация твердых сплавов
Твердые сплавы классифицируются по следующим признакам:
по составу:
WC-Co твердые сплавы;
W-TiC-Co твердые сплавы;
WC-(Ti, Та, Nb) С-Со твердые сплавы;
керметы (твердые сплавы с большим содержанием TiC/TiN);
специальные твердые сплавы (сплавы WC-Ni);
по величине зерна (дисперсности) карбидной фазы:
нанокристаллические - средняя величина зерна менее 0,1 мкм;
ультрадисперсные 0,2-0,5 мкм;
субмикронные 0,8-1,5 мкм;
среднезернистые 2,0-3,0 мкм;
крупнодисперсные 4,0-6,0 мкм;
особо крупнозернистые 8,0-15,0 мкм;
по областям применения:
обработка материалов резанием (обработка со снятием стружки: резание, фрезеро-
вание, строгание, сверление): стали, чугуна, цветных металлов, неметаллических ма-
териалов и дерева;
горно-буровые работы (бурение на газ и нефть, проходка туннелей), обработка до-
рожного покрытия, камнеобработка;
бесстружковая обработка металлов (формообразующий инструмент при волоче-
нии, высадке, выдавливании, прокатке металлов), вырубка, отрезка, штамповка;
работа в тяжелых условиях, в том числе в агрессивной коррозионной среде (быст-
ро изнашивающиеся и конструкционные детали).
4.1.2.2. Группы применения твердых сплавов для резания
Твердые сплавы обеспечивают высокопроизводительную обработку материалов
резанием. Применение их позволило повысить скорость резания по сравнению со ско-
ростью резания инструментами из быстрорежущих сталей в 2-5 раз, а экономическая
эффективность токарных станков возросла в 2,5-3 раза.
В табл. 4.6 приведены теплостойкость (выражена температурой, до которой мате-
риалы сохраняют свои режущие свойства) и допустимая скорость резания различных
инструментальных материалов.
Международная организация стандартов (ИСО 513) предложила твердые сплавы
для обработки резанием с учетом уровня основных свойств каждой марки твердого
сплава (ГОСТ 3882-74), характеристики обрабатываемого материала и типа снимае-
мой стружки подразделять на три основные группы резания Р, М, К, которые, в свою
очередь, делятся на подгруппы применения в зависимости от видов и режимов обра-
ботки резанием (табл. 4.7).
Чем больше индекс группы применения, тем ниже^износостойкость твердого спла-
ва и допустимая скорость резания, но выше прочность (ударная вязкость) и допусти-
мые подача и глубина резания.
Таблица 4.6. Теплостойкость и допустимая скорость резания некоторых
инструментальных материалов
Материал Теплостойкость, К Допустимая скорость ре- зания, м/мин
Углеродистая сталь 523-570 10-15
Легированная сталь 623-686 15-30
Быстрорежущая сталь Твердые сплавы: 873-896 40-60
вольфрамовые 1173-1200 120-200
титановольфрамовые 1273-1300 150—250
с покрытием 1273-1373 200-300
Керамика 1473-1500 400-600
Таблица 4.7. Основные группы применения твердых сплавов по ИСО
Обозначение Обрабатываемый материал. Тип стружки Вид обработки. Условия применения
Р01 РЮ Р20 Р25 РЗО Р40 Группа Р Сталь. Сливная стружка Сталь. Сливная стружка Сталь, ковкий чугун и цветные метал- лы. Сливная стружка Сталь нелегированная и среднелеги- рованная. Сливная стружка Сталь, ковкий чугун. Сливная стружка Сталь с включениями песка и ракови- нами. Сливная стружка и стружка надлома Чистовое точение, растачивание, раз- вертывание (высокая точность обра- ботки) Точение, в том числе по копиру, наре- зание резьбы, фрезерование Точение, в том числе по копиру, фре- зерование, чистовое строгание Фрезерование, в том числе глубоких пазов, другие виды обработки, при которых у сплава должно быть высо- кое сопротивление тепловым ударам Черновое точение, фрезерование, строгание. Работа в неблагоприятных условиях Черновое точение, строгание. Работа в особо неблагоприятных условиях*
Продолжение табл. 4.7
Обозначение Обрабатываемый материал. Тип стружки Вид обработки. Условия применения
Р50 М10 М20 МЗО М40 К01 К05 К10 К20 КЗО К40 Примем снижаются в М40 и К40, а стью. 2. Цвет мг ’Работа с с наличием ni Сталь со средней или низкой прочно- стью, с включениями песка и ракови- нами. Сливная стружка и стружка надлома Группа М Сталь, в том числе аустенитная, жаро- прочная труднообрабатываемая, спла- вы, серый, ковкий и легированный чугуны. Сливная стружка и стружка надлома Сталь, в том числе жаропрочная труд- нообрабатываемая, сплавы, серый и ковкий чугуны. Сливная стружка и стружка надлома Аустенитная сталь, жаропрочные труднообрабатываемые стали и спла- вы, серый и ковкий чугуны. Сливная стружка и стружка надлома Низкоуглеродистая сталь с низкой прочностью, автоматная сталь и дру- гие металлы и сплавы. Сливная стружка и стружка надлома Группа К Серый чугун преимущественно высо- кой твердости, алюминиевые сплавы с большим содержанием кремния, зака- ленная сталь, абразивные пластмассы, керамика, стекло. Стружка надлома Легированные чугуны, закаленные стали, коррозионностойкие, высоко- прочные и жаропрочные стали и спла- вы. Стружка надлома Серый и ковкий чугуны преимущест- венно повышенной твердости, зака- ленная сталь, алюминиевые и медные сплавы, пластмассы, стекло, керамика. Стружка надлома Серый чугун, цветные металлы, абра- зивная прессованная древесина, пла- стмассы. Стружка надлома Серый чугун низкой твердости и прочности, сталь низкой прочности, древесина, цветные металлы, пласт- масса, плотная древесина. Стружка надлома Цветные металлы, древесина, пласт- массы. Стружка надлома а н и я : 1. Износостойкость сплава при направлении от группы применения РО1 прочность и допустимое сечение среза (ркировки зависит от группы резания: Р переменной глубиной резания, с прерьп зтейной корки и абразивных включений Точение, строгание, долбление при особо высоких требованиях к прочно- сти твердого сплава в связи с неблаго- приятными условиями резания*. Для инструмента сложной формы Точение, фрезерование Точение, фрезерование Точение, фрезерование, строгание. Работа в неблагоприятных условиях’ Точение, фасонное точение, отрезка преимущественно на станках- автоматах Чистовое точение, растачивание, фре- зерование, шабрение Чистовое и получистовое точение, растачивание, развертывание, нареза- ние резьбы Точение, растачивание, фрезерование, сверление, шабрение Точение, фрезерование, строгание, сверление, растачивание Точение, фрезерование, сверление, строгание. Работа в неблагоприятных условиях’. Допустимы большие пе- редние углы заточки инструмента Точение, фрезерование, строгание. Допустимы большие передние углы заточки инструмента эезании и допустимая скорость резания М10 и КО 1 до группы применения P5Q, увеличиваются с той же закономерно- - синий; М - желтый; К - красный. шстой подачей, с ударами, вибрациями, в обрабатываемом материале.
Для обработки материалов резанием применяют сплавы четырех основных групп:
вольфрамокобальтовые, титановольфрамовые, титанотанталовольфрамовые и керме-
ты, а также режущую керамику. Наряду с этими режущими материалами в последние
годы находят применение поликристаллические алмазы и кубический нитрид бора.
Для унифицирования всех применяемых в настоящее время режущих материалов
в Международном стандарте ИСО 513 рекомендуется применять следующую систему
обозначения режущих инструментальных твердых сплавов:
НМ - твердые сплавы без покрытия, преимущественно на основе WC;
НТ - твердые сплавы без покрытия, преимущественно на основе TiC и/или TiN
(керметы);
НС - твердые сплавы с покрытием.
К существующим в стандарте ИСО 513 индексам, обозначающим основные груп-
пы применения М и К, добавляются буквенные индексы, обозначающие:
N - обработка алюминия и других цветных металлов; обработка неметаллических
материалов;
S - специальные сплавы на основе никеля и кобальта; титан и титансодержащие
сплавы; трудно обрабатываемые быстрорежущие стали;
Н - закаленные стали; закаленные или отбеленные литейные чугуны.
Индексы добавляются для обозначения режущего материала после буквы, опреде-
ляющей основную группу применения М или К (к Р индекс не добавляется).
4.1.2.3. Сплавы WC-Co
Вольфрамокобальтовые сплавы (ВК) состоят из карбида вольфрама и кобальта.
Сплавы этой группы различаются содержанием в них кобальта, размерами зерен кар-
бида вольфрама (WC) и технологией изготовления. Для оснащения режущего инстру-
мента применяют сплавы с содержанием кобальта 3-10 %. Состав и характеристики
основных физико-механических свойств сплавов на основе WC-Co с различным со-
держанием кобальта приведены в табл. 4.8 и 4.9.
При увеличении в сплавах содержания кобальта от 3 до 10 % предел прочности при
поперечном изгибе оспс, ударная вязкость и пластическая деформация Е возрастают, в
то время как твердость и модуль упругости Е\ уменьшаются. С ростом содержания ко-
бальта повышаются теплопроводность А, сплавов и их коэффициент термического рас-
ширения а при одновременном снижении удельного электрического сопротивления р.
Таблица 4.8. Состав и основные физико-механические свойства сплавов на основе WC-Co
(по ГОСТ 3882-74)
Марка сплава Состав сплава*1, мае. % ои, МПа, не менее*2 Плотность, г/см3 HRA, не менее
WC ТаС Со
ВКЗ 97 — 3 1176 15,0-15,3 89,5
ВКЗМ 97 — 3 1176 15,0-15,3 91,0
ВК4 96 — 4 1519 14,9-15,2 89,5
ВК6 94 — 6 1519 14,6-15,0 88,5
ВК6-М 94 — 6 1421 14,8-15,1 90,0
ВК6-ОМ 92 2 6 1274 14,7-15,0 90,5
ВК8 92 — 8 1666 14,4-14,8 87,5
ВК10 90 — 10 1764 14,2-14,6 87,0
ВК10-М 90 — 10 1617 14,3-14,6 88,0
ВК 10-ОМ 88 2 10 1470 14,3-14,6 88,5
*'Содержание основных компонентов указано для смесей порошков.
Предел прочности при поперечном изгибе определен на шлифованных образцах.
Таблица 4.9. Физико-механические свойства сплавов на основе WC-Co с различным
содержанием кобальта (среднезернистые сплавы)
Сплав Физические свойства Механические свойства
р, мкОм см а ! О6, К'1 X, Вт/(м К) Нс, кА/м асж, МПа Е, ГПа
ВКЗ 19,0 4,5 — 11,9-15,1 4270±20 655
ВК4 19,3 4,7 5,02 10,3-14,3 4360±300 650
ВК6 19,2 4,9 5,02 10,3-15,1 4390±280 640
ВК8 18,6 5,1 — 8,0-14,3 4210±220 610
ВК10 18,4 5,3 5,45 6,4-11,1 4120±140 585
Из магнитных свойств сплавов для экспрессного контроля наиболее широко ис-
пользуют коэрцитивную силу и магнитную проницаемость. Чем тоньше прослойки
кобальтовой фазы, тем выше значения коэрцитивной силы. Магнитная проницаемость
определяет состав связующей (кобальтовой) фазы (растворимость вольфрама и угле-
рода в кобальте).
На диаграммах, представленных на рис. 4.1-4.5, показано изменение основных ме-
ханических свойств сплавов (пределов прочности при изгибе и сжатии, величины
предельной пластической деформации перед разрушением при нагружении, сжатием,
абразивной износостойкости и коэффициента вязкости при разрушении) в зависимо-
сти от содержания кобальта и величины зерна карбида вольфрама в сплаве.
Из всех существующих твердых сплавов сплавы на основе WC-Co при одинако-
вом содержании кобальта обладают более высокими вязкостью и пределом прочности
при изгибе, а также лучшей тепло- и электропроводностью. Однако стойкость этих
сплавов к окислению и коррозии значительно ниже; кроме того, режущий инструмент
из них обладает большой склонностью к схватыванию со стружкой при обработке ре-
занием.
Физико-механические свойства сплавов определяют их режущую способность в
различных условиях эксплуатации.
С ростом содержания кобальта в сплаве его стойкость при резании снижается, а
эксплуатационная прочность растет.
На рис. 4.6 и 4.7 показаны зависимости стойкости инструмента от скорости реза-
ния для сплавов с различным содержанием кобальта при точении серого чугуна и ста-
ли 50, а на рис. 4.8. приведены значения подач, при которых происходит разрушение
сплава во время фрезерования однозубой фрезой, что характеризует эксплуатацион-
ную прочность.
Полученные закономерности положены в основу практических рекомендаций по
рациональному применению конкретных марок сплавов. Так, сплав ВКЗ с минималь-
ным содержанием кобальта как наиболее износостойкий, но наименее прочный, реко-
мендуется для чистовой обработки с максимально допустимой скоростью резания, но
с малыми подачей и глубиной резания, а сплавы ВК8, ВК10-М и ВК 10-ОМ - для чер-
новой обработки с пониженной скоростью резания и увеличенным сечением среза в
условиях ударных нагрузок.
Вольфрамокобальтовые сплавы рекомендуются преимущественно для обработки
материалов, дающих стружку надлома: чугунов, стеклопластиков, фарфора и т.д.
При одинаковом содержании кобальта физико-механические и режущие свойства
сплавов в значительной мере определяются зернистостью карбидной фазы, главным
образом средним размером зерен карбида вольфрама. Разработанные технологиче-
ские приемы позволяют получать твердые сплавы, в которых средний размер зерен
карбидной составляющей может изменяться от долей микрометра до 10-15 мкм.
Рис. 4.1. Зависимость предела прочности
при изгибе от количества кобальта и вели-
чины зерна карбида вольфрама в сплавах,
изготовленных по высокотемпературной
Рис. 4.2. Зависимость предела прочности
при сжатии от количества кобальта и
величины зерна карбида вольфрама в
сплавах, изготовленных по высокотем-
пературной технологии
технологии
Рис. 4.3. Зависимость величины предель-
ной пластической деформации 8 от коли-
чества кобальта и величины зерна карби-
да вольфрама в сплавах, изготовленных
по высокотемпературной технологии
Рис. 4.4. Зависимость коэффициента интен-
сивности напряжений от количества кобаль-
та и величины зерна карбида вольфрама в
сплавах, изготовленных по высокотемпера-
турной технологии
Рис. 4.5. Зависимость абразивной износо-
стойкости (FP) от количества кобальта и ве-
личины зерна карбида вольфрама в сплавах,
изготовленных по высокотемпературной тех-
нологии
Рис. 4.6. Зависимость стойкости резцов из
сплавов на основе WC-Co с разным содержа-
нием кобальта от скорости резания при точе-
нии заготовок из серого чугуна (5 = 0,2 мм/об;
t = 1 мм):
1 - ВК4; 2 - ВК6; 3 - ВК8; 4 - ВК12
Рис. 4.7. Зависимость стойкости резца из
сплавов на основе WC-Co с разным со-
держанием кобальта от скорости реза-
ния при точении стали 50 (S = 0,2 мм/об;
t = 1 мм):
1 - ВК4; 2 - ВК6; 3 - ВК8
Рис. 4.8. Зависимость эксплуатационной прочно-
сти фрезы от содержания кобальта в сплавах на ос-
нове WC-Co (v = 58 м/мин; t = 1,5 мм)
0,8
ВК4 ВК6 ВК8 ВК12
В табл. 4.10 приведены характеристики некоторых физико-механических свойств
сплавов на основе WC-Co различной зернистости WC-фазы.
Зависимость стойкости твердосплавных резцов от среднего размера зерен фазы
WC при точении серого чугуна показана на рис. 4.9.
С увеличением размера зерен фазы карбида вольфрама твердость, модуль упруго-
сти, сопротивление абразивному изнашиванию и стойкость сплава при резании чугу-
на уменьшаются, а предел прочности при изгибе растет. Эта закономерность широко
используется при создании сплавов различного назначения с заданными свойствами.
Таблица 4.10. Физико-механические свойства сплавов на основе WC-Co (содержание ко-
бальта 6 %)
Марка сплава /7ср * °wc > мкм ои, МПа, не менее асж, HRJ, не менее Е, ГПа Р, мкОмсм Нс, кА/м
ВК6-ОМ 1,3 1270 90,5 — — 22,3-27,9
ВК6-М 1,6 1421 49101240 90,0 645 23,4 15,5-19,9
ВК6 2,0 1519 43901280 88,5 640 19,2 10,3-15,1
ВК6В 3,4 1660 368041140 87,5 635 18,8 6,3-11,1
’Средний размер зерен карбидной фазы.
Рис. 4.9. Зависимость стойкости резца
от среднего размера зерна фазы WC
при точении серого чугуна СЧ 30. Ре-
зец выполнен из сплавов:
1 - ВК6-ОМ; 2 - ВК6-М; 3 - ВК6; 4-
ВК6В; 5 - ВК6-КС
В СССР (ВНИИТС, Москва) первыми такими
сплавами были мелкозернистые сплавы ВКЗМ и
ВК6М, показавшие хорошие результаты при об-
работке твердых чугунов, закаленных и коррози-
онностойких сталей, а также других трудно об-
рабатываемых материалов.
Кроме того, мелкозернистые сплавы с повы-
шенным содержанием кобальта, например ВК10-
М, применяют для оснащения цельнотвердосп-
лавного мелкоразмерного инструмента: сверл,
зенкеров, разверток и фрез различных типов.
В 60-х годах прошлого века была разработа-
на (ВНИИТС, Москва) серия сплавов с еще бо-
лее мелкозернистой структурой (основная масса
зерен карбида вольфрама размером менее 1 мкм)
и содержанием кобальта 6 и 10 % (группа сплавов ОМ). Они содержали также неболь-
шие добавки карбида тантала (около 2 %) и ванадия (0,1 %), которые главным обра-
зом препятствуют росту зерен карбида вольфрама при спекании.
Сплав ВК6-ОМ обладает высокой стойкостью при тонком точении и растачивании
жаропрочных и коррозионностойких сталей и сплавов некоторых марок, чугунов вы-
сокой твердости, в том числе ковких, закаленных сталей и алюминиевых сплавов.
Особенно эффективен этот сплав при обработке вольфрама и молибдена, а также при
развертывании и шабрении стальных и чугунных заготовок.
Сплав ВК 10-ОМ предназначен для черновой и получерновой обработки коррози-
онностойких сталей, титановых и никелевых сплавов некоторых марок и, особенно,
сплавов на основе вольфрама и молибдена.
Благодаря особо мелкозернистой плотной структуре сплавов можно при заточке и
доводке инструментов, оснащенных сплавом типа ОМ, достигать наименьших радиу-
сов скругления режущих кромок. Это обеспечивает получение меньших шероховато-
сти обработанной поверхности и отклонения размеров.
Характеристики основных физико-механических свойств сплавов типа ХОМ
(ГОСТ 3882-74) приведены в табл. 4.11, а примеры применения сплавов типа ОМ и
ХОМ - в табл. 4.12. Наряду с содержанием кобальта и зернистостью фазы WC боль-
шое влияние на режущие свойства сплавов на основе WC-Co оказывает содержание
углерода в сплаве.
На рис. 4.10 показано изменение стойкости инструмента в зависимости от содер-
жания кобальта для сплавов, находящихся на верхней (высокоуглеродистые) и нижней
(низкоуглеродистые) границах двухфазной области.
В 80-е годы прошлого века во ФГУП ВНИИТС были разработаны новые сплавы
вольфрамокобальтовой группы, легированные карбидами тантала, хрома, молибдена.
Сплавы предназначены для обработки древесины и трудно обрабатываемых материа-
лов и сплавов. В табл. 4.13 приведены свойства этих сплавов. Новые сплавы выпуска-
ются по техническим условиям разработчика.
Таблица 4.11. Основные физико-механические свойства сплавов типа ХОМ
Сплав Плотность, г/см3 Hid, не менее аи, МПа
ВКЮ-ХОМ ВК15-ХОМ 14,3 13,8 89 87,5 1500-1700 1600-1800
Таблица 4.12. Примеры применения сплавов типов ОМ и ХОМ в производственных
условиях
Применяемый сплав Ранее применяв- шийся сплав Обрабатываемый металл Операция Повышение стойкости, %
ВК6-ОМ ВК6-М ВК6-М, ВКЗ-М ВК6-М ХН38ВТ, титановые сплавы Х12М закаленная Легированный чугун HRC56-60 Чистовое точение, растачивание Чистовое точение То же 150-200 180-160 300
ВКЮ-ОМ ВКЮ-ХОМ ВК8 ВТ9, ВТ 14 ХН77ТЮР 1Х18Н10Т Вольфрам и его сплавы Молибден и его сплавы Точение с ударами Черновое точение Черновое точение по корке Точение То же 150-200 200-220 200-250 500-600 600-700
ВК15-ХОМ ВК8 ХН65ВМТЮ ЖС6К, ЖСбкп Торцевое фрезерование Фрезерование 160-180 300-500
Сплавы групп М, ОМ, ХОМ, ВХ, ТХ, ХТМ относятся по современной классифи-
кации дисперсности к субмикронному классу (изготавливаются по стандарту предпри-
ятия).
Во ФГУП ВНИИТС в начале XXI века впервые в стране разработаны ультрадис-
персные WC-Co сплавы с величиной зерна карбида вольфрама 0,2-0,5 мкм. Сплавы
обозначены марками ВК6-СМ и ВК10-СМ (в ТУ 48-4206-03).
Рис. 4.10. Зависимость стойкости резца от содер-
жания кобальта и углерода в сплавах WC—Со при
точении серого чугуна (У= 80 м/мин; S = 0,2 мм/об;
t= 1 мм):
1 - низкоуглеродистые сплавы; 2 - высокоуглероди-
стые сплавы
Таблица 4.13. Свойства новых сплавов субмикронного класса
Марка спла- ва Легирующие добавки нс, кА/м си, МПа HRA Микроструктура Стой- кость по отноше- нию к сплаву ВК6-М
общая по- ристость, % количе- ство зерен разме- ром до 1 мкм, %
ВК10-ВХ Cr3C2, VC 23,1 2006 91 АО,08 80 1,5
ВК10-ТХ Сг3С2, ТаС 18,9 2449 90 АО,04 72 1,1
ВК10-ХТМ Сг3С2, Мо2С, TiC 25,5 2227 91 А00,4-0,8 75 1,1
Основные физико-механические свойства ультрадисперсных сплавов приведены
ниже:
ВК6-СМ (WC-6 % Со) ВК10-СМ (WC-10 % Со)
Плотность, г/см^.............14,73 14,35
Коэрцитивная сила, Э......... 494 400
Твердость HRA (HV)........... 93,4 (2005) 93,0 (1700)
Прочность при изгибе, кг/мм^.170 190
Основными областями применения ультрадисперсных сплавов являются: сверле-
ние абразивных материалов и закаленных сталей, деревообработка, волочение метал-
лов, получистовая и чистовая токарная обработка сталей с повышенной твердостью
(HRC 60-63), содержащих Сг и Мп, а также вязких сплавов. Ультрадисперсные спла-
вы применяются также для изготовления резцов, работающих без СОЖ и в условиях,
заменяющих шлифование токарной обработкой.
4.1.2.4. Сплавы WC-TiC-Co
Сплавы второй группы (титановольфрамокобальтовые) предназначены главным
образом для оснащения инструментов при обработке резанием сталей, дающих слив-
ную стружку. По сравнению со сплавами на основе WC-Co они обладают большими
стойкостью к окислению, твердостью и жаропрочностью и в то же время меньшими -
теплопроводностью и электропроводностью, а также модулем упругости.
Способность сплавов на основе WC-TiC-Co сопротивляться изнашиванию под
воздействием скользящей стружки объясняется также и тем, что температура схваты-
вания со сталью у сплавов этого типа выше, чем у сплавов на основе WC-Co, что по-
зволяет применять более высокие скорости резания при обработке стали и существен-
но повышать стойкость инструмента.
В табл. 4.14 приведены состав и характеристики основных физико-механических
свойств сплавов.
Характеристики физико-механических свойств сплавов на основе WC-TiC-Co с
различным содержанием кобальта приведены в табл. 4.15.
Так же, как у сплавов на основе WC-Co, предел прочности при изгибе и сжатии и
ударная вязкость увеличиваются с ростом содержания кобальта, в этом же направле-
нии происходит снижение значений коэрцитивной силы.
У сплавов с одинаковыми содержанием кобальта и размером зерен карбидных фаз
пределы прочности при изгибе и сжатии, ударная вязкость, пластическая деформация
и модуль упругости уменьшаются при увеличении содержания карбида титана.
Таблица 4.14. Состав и физико-механические свойства сплавов на основе WC-TiC-Co
(ГОСТ 3882-74)
Марка спла- ва Состав, % ои, МПа, не менее Плотность, г/см3 HRJ, не менее
WC TiC Со
Т30К4 66 30 4 980 9,5-9,8 92,0
Т15К6 79 15 6 1176 11,1-11,6 90,0
Т14К8 78 14 8 1274 11,2-11,6 89,5
Т5К10 85 6 9 1421 12,4-13,1 88,5
Т5К12 83 5 12 1666 13,1-13,5 87,0
Примечания: 1. Предел прочности при поперечном изгибе определяется на шлифо-
ванных образцах.
2. Содержание основных компонентов указано для приготовления смеси порошков.
Таблица 4.15. Физико-механические свойства сплавов на основе WC-TiC-Co с разным со-
держанием кобальта (ГОСТ 3882-74)
Марка сплава р, мкОмсм а-106, К’1 X, Вт/(м К) Нс, кА/м асж, МПа Е, ГПа
Т30К4 47,0 6,6 12,5 11,1-17,5 3500 430
Т15К6 46,9 5,6 12,5 9,5-15,1 4300 530
Т14К8 42,0 6,0 16,7 8,0-13,5 3000 530
Т5К10 28,5 5,5 20,8 7,2-11,1 3100 560
Т5К12 25,0 5,9 20,8 4,8-7,2 3200 560
Твердость сплавов, имеющих одинаковую зернистость карбидных фаз и содержа-
ние карбида титана, уменьшается с ростом содержания кобальта, в то время как при
одинаковом размере зерен карбидных фаз и равном содержании кобальта твердость
практически не зависит от содержания карбида титана в сплавах.
Теплопроводность сплавов на основе WC-TiC-Co существенно ниже, а коэффициент
линейного термического расширения и электрическое сопротивление выше, чем у спла-
вов WC-Co. Соответственно меняются и режущие свойства сплавов: при увеличении со-
держания кобальта снижается износостойкость сплавов при резании, а при увеличении
содержания карбида титана (при постоянном объемном содержании кобальта) повыша-
ется износостойкость, но одновременно снижается эксплуатационная прочность.
Поэтому такие сплавы, как Т30К4 и Т15К6, применяют для чистовой и получисто-
вой обработки стали с высокой скоростью резания и малыми нагрузками на инстру-
мент. В то же время славы Т5К10 и Т5К12 с наибольшим содержанием кобальта пред-
назначены для работы в тяжелых условиях ударных нагрузок с пониженной скоро-
стью резания.
Зависимость основных свойств сплавов от размера зерен карбидных фаз на осно-
ве WC-TiC-Co имеет более сложный характер, так как одновременно оказывает влия-
ние на свойства и зернистость фазы WC и зернистость фазы WC-TiC.
Наименьшую прочность при изгибе имеют сплавы с крупнозернистой титановой
фазой и мелкозернистой фазой WC.
При постоянном размере зерен титановой фазы и с увеличением среднего размера
зерен фазы WC твердость и износостойкость при резании уменьшаются, а прочность
растет. Изменение указанных свойств в зависимости от зернистости фазы WC на при-
мере сплава Т5К12 показано в табл. 4.16. При постоянном размере зерен фазы WC и
при увеличении размера зерен титановой фазы твердость сплава практически не ме-
няется.
Таблица 4.16. Основные физико-механические и режущие свойства сплава Т5К12
с разным размером зерен фазы WC
б/^С, мкм Нс, кА/м HRJ ои, МПа Средняя стой- кость, мин, при точении стали 60 Средняя «ло- мающая» подача, Мм/зуб, при фре- зеровании стали 45
1,7 10,1 89,3 1550 30,0 0,32
2,4 8,6 89,2 1570 22,5 0,38
2,6 7,8 88,9 1720 16,1 0,50
3,5 6,2 87,5 1810 2,0 0,76
С увеличением содержания углерода в пределах трехфазной области предел проч-
ности при изгибе растет, а твердость и износостойкость при резании снижаются, на-
личие структурно-свободного углерода приводит одновременно к снижению прочно-
сти, твердости и износостойкости при резании. Присутствие в сплаве фазы т| i (двой-
ной карбид вольфрама и кобальта) снижает предел прочности при изгибе, но повыша-
ет твердость и износостойкость при резании.
4.1.2.5. Сплавы TiC-WC-TaC-Co
Промышленные танталосодержащие твердые сплавы на основе
TiC-WC-TaC-Co состоят из трех основных фаз: твердого раствора карбидов тита-
на, вольфрама и тантала, а также карбида вольфрама и твердого раствора на осно-
ве кобальта. Введение в сплавы добавок карбида тантала улучшает их физико-ме-
ханические и эксплуатационные свойства, что выражается в увеличении прочно-
сти при изгибе при температурах 20 и 600-800 °C, увеличении общей деформации
и работы деформации. Сплав, содержащий карбид тантала, имеет более высокую
твердость, в том числе и при 600-800 °C. Карбид тантала в сплавах снижает пол-
зучесть, существенно повышает предел усталости трехфазных сплавов при цикли-
ческом нагружении, а также термостойкость и стойкость к окислению на воздухе
при высоких температурах. В табл. 4.17 приведены состав и характеристики ос-
новных физико-механических свойств сплавов.
Некоторые дополнительные данные по физико-механическим свойствам тантало-
содержащих стандартных сплавов приведены в табл. 4.18. Исследование режущих
свойств сплавов показало, что увеличение в сплаве содержания карбида тантала по-
вышает его стойкость при резании, особенно благодаря меньшей склонности к лунко-
образованию и разрушению под действием термоциклических и усталостных нагру-
зок. Значения стойкости при точении стали 50 приведены в табл. 4.19 (скорость реза-
ния 50 м/мин, площадь сечения среза 2x0,5 мм).
Танталосодержащие сплавы рекомендуются главным образом для тяжелых усло-
вий резания с большими сечениями среза, когда на режущую кромку инструмента
Таблица 4.17. Состав и физико-механические свойства титанотанталовольфрамовых
твердых сплавов для резания (ГОСТ 3882-74)
Сплав Состав, % си, МПа, не менее у, г/см3 HRJ, не менее
WC TiC ТаС Со
ТТ7К12 81 4 3 12 1666 13,0-13,3 87,0
ТТ8К6 84 8 2 6 1323 12,8-13,3 90,5
ТТ10К8Б 82 3 7 8 1617 13,5-13,8 89,0
ТТ20К9 67 9,4 14,1 9,5 1470 12,0—13,0 91,0
Примечания: 1 ванных образцах. Предел прочности при поперечном изгибе определяется на шлифо-
2. Содержание основных компонентов указано для приготовления смеси порошков.
Таблица 4.18. Физико-механические свойства танталосодержащих сплавов
Сплав а! О6, К’1 X, Вт/(м К) Нс, кА/м асж, Е, ГПа
ТТ20К9 5,2 16,7 10,3-15
ТТ10К8Б 5,5 16,7 8-11,1 — 490
ТТ7К12 5,6 20,9 4,8-8 3100 550
действуют значительные силовые и тем-
пературные нагрузки, а также для пре-
рывистого резания, особенно фрезеро-
вания.
Наиболее прочным для обработки
стали в особо неблагоприятных услови-
ях (прерывистое точение, строгание,
черновое фрезерование) является сплав
ТТ7К12. Применение его взамен быст-
рорежущей стали позволяет повысить
скорость резания в 1,5-2 раза.
Для фрезерования твердый сплав
Таблица 4.19. Стойкость твердосплавных,
пластин с различным содержанием карбида
тантала при резании стали 50
Состав сплава, % Стойкость Т, мин
TiC ТаС Со
4 1 12,0 20,5
4 3 12,0 37,6
4 1 15,0 15,5
4 3 15,0 25,1
должен обладать еще рядом свойств, например способностью сопротивляться цикли-
ческим тепловым и динамическим нагрузкам.
В отечественном ассортименте твердых сплавов для фрезерования ранее был пре-
дусмотрен сплав ТТ20К9. В целях дальнейшего совершенствования сплавов этого на-
значения, а также экономии дефицитного и дорогостоящего тантала разработаны
сплавы ТТ20К9А и ТТ21К9, характеризующиеся однородной мелкозернистой струк-
турой и оптимальным содержанием углерода. В сплаве ТТ21К9 меньшее количество
карбида тантала, чем в сплаве ТТ20К9.
Основные свойства и характеристика микроструктуры сплавов приведены в
табл. 4.20.
По своим эксплуатационным свойствам эти сплавы относятся к группе примене-
ния Р25 (см. табл. 4.2). Наиболее успешно они применяются при фрезеровании глубо-
ких пазов в энергомашиностроении, а также заготовок коленчатых валов двигателей.
Последняя операция более производительна, чем точение, и приобретает все большее
значение в машиностроении. На операциях чистового и получистового фрезерования
чугунных деталей в условиях массового производства применяют сплав Т8К7. Это
позволяет повысить стойкость инструмента в 2-2,5 раза по сравнению со стойкостью
инструмента, оснащенного сплавом ВКб.
Для обработки чугуна также применяют сплав ТТ8К6, характеризующийся мелко-
зернистой структурой и наличием титанотанталовой фазы. Он успешно применяется
для чистового и получистового точения, растачивания и фрезерования серого и ковко-
го чугунов, высокопрочных, коррозионностойких сталей, в том числе и термообрабо-
танных, а также титановых сплавов.
Сплав рекомендуется для обработки цветных металлов и их сплавов, а также
для оснащения многозубых инструментов, например разверток и чистовых зенке-
ров.
Таблица 4.20. Структура и физико-механические свойства сплавов для фрезерования
Сплав у, г/см3 Нс, кА/м ои, МПа, не менее HRJ, не ме- нее Микроструктура
С, %, не бо- лее Фаза WC Фаза TiC-WC
мкм %, не менее мкм %, не менее
ТТ20К9А 12,0-13,0 10,3-15,1 1300 91,0 0,1 1-2 75 1-2 75
Т8К7 12,8-13,0 13,0-15,1 1550 90,5 0,2 1-2 75
ТТ21К9 11,6-11,8 11,0-14,6 1400 91,0 0,2 1-2 80 1-2 75
4.1.2.6. Сплавы с высоким содержанием карбида
и карбонитрида титана (керметы)
Основная область применения керметов в качестве режущих материалов - это то-
чение и фрезерование. Однако они также успешно применяются при точении ступен-
чатой поверхности и нарезании резьбы. Применяются очень высокие скорости реза-
ния (до 180-400 м/с), значительно более высокие в сравнении с твердым сплавом с по-
крытием. Свойства керметов приближаются к верхнему уровню свойств, достигаемых
режущей оксидной керамикой, однако величины подачи значительно выше. Уровень
этих свойств позволяет осуществлять грубую обработку поверхности. Предваритель-
но изготовленные стружколомающие канавки на пластинах из керметов удовлетвори-
тельно контролируют образование стружки, способствуя ее разрушению.
Прочные марки керметов успешно используются на финишных операциях фрезеро-
вания стали при высоких скоростях. Поэтому они успешно конкурируют не только с
твердыми сплавами без покрытия, но и с покрытыми PVD-методом твердыми сплавами.
В связи с высокой стоимостью вольфрама и кобальта отечественная промышлен-
ность начала выпускать керметы, названные «безвольфрамовыми твердыми сплава-
ми» (БВТС), на основе карбидов и карбонитридов титана со сложной никельмолибде-
новой связкой (табл. 4.21).
Легирование связки или тугоплавкой составляющей сплава изменяет свойства
сплава. Так, добавка в связку небольшого количества вольфрама существенно повы-
шает прочность сплава (сплав ТВ4 содержит в никельмолибденовой связке небольшое
количество вольфрама).
Улучшение физико-механических свойств карбонитрида титана достигается леги-
рованием его цирконием. На основе легированного карбонитрида титана разработан
сплав ЛЦК20, имеющий повышенную прочность по сравнению со сплавами ТН20 и
КИТ 16.
БВТС имеют более низкую теплопроводность и более высокий коэффициент ли-
нейного расширения, чем вольфрамсодержащие сплавы, что предопределяет специ-
фические условия при их пайке. Коэффициент линейного расширения БВТС почти та-
кой же, как и у стали, поэтому они перспективны для изготовления концевых мер дли-
ны и калибров. По твердости БВТС находятся на уровне вольфрамсодержащих спла-
вов, по прочностным характеристикам, особенно по модулю упругости, уступают им.
Твердость БВТС по Виккерсу при повышенных температурах в диапазоне 293-1073 К
(рис. 4.11) несколько ниже, чем твердость вольфрамсодержащего сплава Т15К6.
Изменение прочности при изгибе с повышением температуры имеет более слож-
ный характер (рис. 4.12), но при максимальной температуре (1073 К) прочность спла-
вов КНТ16, ТН20 и Т15К6 практически одинакова.
Таблица 4.21. Состав и физико-механические свойства керметов (ГОСТ 26530-85)
Сплав Состав, % у, г/см3 р, мкОмсм
TiC TiCN Ni Мо
КНТ16 — 74 19,5 6,5 5,5-6,0 45-55
ТН20 79 — 15 6,0 5,5-6,0 60-110
ТН50 53 — 34,0 13 6,0-6,4 -
Сплав X, Вт/(м К) а-10°, К- ои, МПа HRA, не менее Е, ГПа
КНТ16 12,6-21,0 8,5-90 1200 89 421,4-431,2
ТН20 8,4-14,7 8,5-90 1050 90 411,6-431,2
ТН50 — — 1400 86,5 -
Рис. 4.11. Зависимость твердости сплавов от
температуры:
1 - ТН20; 2 - КНТ16; 3 - Т15К6
Рис. 4.12. Зависимость предела прочности
при изгибе сплавов от температуры:
1 - ТН20; 2 - Т15К6; 3 - КНТ16
Керметы (БВТС) имеют низкую окисляемость. Наибольшая термостойкость у
сплава КНТ16, у сплавов Т15К6 и ТН20 она значительно ниже. Поэтому целесообраз-
но изготовлять из сплава КНТ16 инструмент, работающий при прерывистом резании,
например фрезеровании.
Нагрев инструмента из БВТС на установках ТВЧ, обычно применяемых при пай-
ке инструмента, ухудшает его эксплуатационные характеристики. Поэтому для реза-
ния из БВТС изготовляют в основном сменные многогранные пластины.
Сплавы ТН20, КНТ16, ТВ4 и ЛЦК20 предназначены для обработки металлов реза-
нием, ТН50 - для изготовления опорных пластин.
Группы применения БВТС при резании приведены в табл. 4.22.
Наибольшей износостойкостью обладает сплав ТН20. При точении стали 45 (опр =
= 700 МПа) и стали 40Х ((опр = 800 МПа) при t = 1 мм и S = 0,2 мм/об стойкость спла-
ва ТН20 выше стойкости сплава Т15К6 во всем диапазоне скорости резания (рис. 4.13).
Средняя «ломающая» подача составляет для сплавов ТН20 и КНТ16 соответствен-
но 0,3 и 0,54 мм/зуб. При выборе режимов резания подача не должна превышать этих
значений, а глубина резания 5 мм.
В связи с пониженной теплопроводностью максимальную стойкость БВТС имеют
в случае наибольшей активной длины режущей кромки. Поэтому предпочтительно
применять четырех-, пяти- и шестигранные СМП, а не трехгранные. Оптимальными
геометрическими параметрами пластин при этом являются передний угол 10°, задний
угол 8-10°, радиус при вершине 0,8 мм.
СМП из спеченных керметов (БВТС) выпускают по ГОСТ 19048-80, ГОСТ
19052-80, ГОСТ 19071-80 с геометрией режущей части, показанной на рис. 4.14.
Таблица 4.22. Группы применения керметов
Сплав Группа Сплав Группа
резания применения резания применения
ТН20 КНТ16 Р (К) Р (К) Р01-Р10 (К10-К20) Р10-Р20 (К10-К-20) ЛЦК20 ТВ4 Р . Р (К) Р20 РЗО (К10-К20)
Рис. 4.13. Стойкость резцов, оснащен-
ных сплавами КНТ16 (/), Г15К6 (2) и
ТН20 (3), при продольном точении
стали 45 (а) и 40Х (б)
Форморазмеры этих пластин приведены в табл.
4.23.
На рис. 4.15 показана СМИ со специальными
геометрическими параметрами передней поверх-
ности, рекомендуемая для чистовых режимов об-
работки и обеспечивающая улучшенное струж-
кодробление. Рекомендуемые режимы резания
БВТС при токарной обработке различных обра-
батываемых материалов приведены в табл. 4.24.
Эффективность применения БВТС зависит от
правильности подготовки инструмента, выбора
режимов резания и условий обработки. Пласти-
ны должны иметь высококачественную доводку
по режущим кромкам и опорной поверхности и
прилегать к опоре без зазора. Обрабатываемая
заготовка не должна иметь биения, превышаю-
щего половину припуска на обработку, а также
следов газовой сварки, шлаковых включений.
При выборе режимов резания необходимо об-
работать несколько заготовок, изменяя режимы
резания в рекомендуемых пределах, добиваясь устойчивого стружколомания и удаления
стружки из зоны обработки. По возможности следует применять охлаждение.
Для предотвращения катастрофических поломок инструмента рекомендуется про-
изводить принудительный поворот пластинки после обработки определенного числа
Рис. 4.14. Типы СМП из керметов с различной формой передней поверхности:
а - угловой; б - радиусной
Таблица 4.23. Форморазмеры СМП из безвольфрамовых твердых сплавов
Марка Форморазмер ГОСТ Марка Форморазмер ГОСТ
КНТ16 01371; 01391; 02011; 25395-82 ТН20 02031; 02051; 02271; 25395-82
02051; 02231; 02271 01411
07370;67410; 67420 25426-82
02114-080408 19048-80 02114-080408 19048-80
02114-100612 19048-80 02114-100412 19048-80
03113-150412 19051-80 03311-150412 19052-80
03114-150412 19052-80 03114-120408 19052-80
03114-120408 19052-80 10114-110408 19065-80
10113-110408 19064-80
10114-110416 19065-90
12114-120300 19071-80
12114-150400 19071-80
заготовок, которое определяют опытным путем. Допустимый износ резцов по задней
грани 1,5-1,8 мм.
Инструменты из БВТС характеризуются высокими эксплуатационными свойства-
ми при торцевом фрезеровании сталей и чугунов. В отличие от точения при фрезеро-
вании БВТС можно эксплуатировать до износа 2,5-3,0 мм по задней грани. При тор-
цевом фрезеровании стали 40Х (рис. 4.16) при скорости резания менее 400 м/мин у
БВТС выше стойкость, чем у Т15К6, а у КНТ16 выше, чем у ТН20.
При S = 0,05-0,08 мм/зуб стойкость фрез, оснащенных КНТ16, выше, чем фрез, ос-
нащенных Т15К6 (рис. 4.17), при дальнейшем увеличении подачи стойкость фрез, ос-
нащенных Т15К6, выше стойкости фрез, оснащенных КНТ16.
А-А
Рис. 4.15. СМП из сплава ТН20 со сложной стружколомающей канавкой
Таблица 4.24. Режимы резания инструмента, оснащенного керметами,
при токарной обработке
Обрабатываемый материал Сплав V, м/мин t, мм S, мм/об
Группа Марка
Стали качественные кон- струкционные Ст08; СтЮ; 15; 20; 30; 35; 45; 50; 60; 65 ТН20 КНТ16 ТВ4, ЛЦК20 100-350 80-250 60-150 0,2-3,0 0,5-6,0 4,0-10,0 0,05-0,3 0,10-0,5 0,30-1,0
Стали легированные, конструкционные с по- вышенным содержанием марганца; хромистые 15Г, 20Г, ЗОГ, 40Г, 15Х, 20Х, 40Х, 45Х, 35Г2, 40Г2 ТН20 КНТ16 ТВ4, ЛЦК20 70-200 50-180 50-120 0,2-3,0 0,5-6,0 4,0-10,0 0,05-0,3 0,10-0,5 0,30-0,8
Стали хромоникелевые, хромомарганцевые 20ХН, 40ХН, 12ХН2, 12ХНЗА, 20Х2Н4, 15ХГ, 25ХГТ, ЗОХГТ, 25ХГМ ТН20 КНТ16 ТВ4, ЛЦК20 60-180 50-160 50-100 0,2-2,0 0,2-5,0 2,5-6,0 0,05-0,2 0,05-0,4 0,1-0,6
Стали хромоникельмо- либденовые, хромокрем- немарганцевые 20ХН2М, 38Х2Н2МА18, Х2Н4МА, ЗОХГС, 35ХГСА, 30ХГСН2А ТН20 КНТ16 ТВ4 80-160 70-130 70-150 0,05-2,0 1,5-4,0 2,0-5,0 0,05-0,3 0,1-0,5 0,2-0,6
Стали шарикоподшипни- ковые, инструменталь- ные легированные, инст- рументальные быстро- режущие ШХ15, ШХ15СГ, 9ХВК, ХВГ, ХВР6М5, Р6М5К5, Р9К5 ТН20 КНТ16 ТВ4 70-160 50-120 50-100 0,1-2,0 0,5-4,0 2,0-5,0 0,05-0,3 0,1-0,4
Пермаллой 50НП ТН20 70-170 0,5-3,0 0,1-0,5
Никель Н2, НЗ КНТ16 70-150 0,5-4,0 0,1-0,6
Латунь, бронза Л63, ЛС59 БрАЖМцЮ-3-1,5 ТН20 КНТ16 50-200 50-170 0,5-2,5 0,5-3,0 0,08-0,2 0,08-0,3
Чугун СЧ25 СЧЗО КЧЗО ТН20 КНТ16 КНТ16 70-130 70-120 120-300 2,0-3,0 2,0-4,0 1,0-2,0 0,08-0,1 0,1-0,2 0,01-0,15
Рекомендуемые режимы резания при фрезеровании БВТС приведены в табл. 4.25.
Развитие керметов связано с проведением тонких экспериментов по оптимизации
состава сплава, подбору условий получения твердых частиц, а также с разработкой свя-
зующей фазы для них. В результате завершения этих работ удалось создать материал с
высокой горячей твердостью, которая обеспечивается определенным составом связую-
щей фазы, содержащей твердые растворы карбидов. Микроструктура так же, как и
строение зерен твердой фазы, была оптимизирована, в том числе и путем получения
пленки на твердых частицах. Совершенствование свойств керметов, в частности повы-
шение прочности при изгибе, идет постоянно, начиная с 1931 г., когда был разработан
первый кермет под маркой Титанит S (фирма «Планзее-Тицит», Австрия). Этот кермет
изготовлен на основе молибдена и TiC с чистой никелевой связкой. Следующей маркой
кермета, представленной на рынке, был сплав Ford alloy, который также имел в качест-
ве твердой фазы TiC и содержал частицы, покрытые молибденом, образующиеся в про-
цессе жидкофазного спекания, и связующую фазу с добавками карбида молибдена.
Микроструктура полученного таким путем кермета состояла из твердых частиц TiC,
окруженных фазой TiMoCv, расположенных в матрице связующей фазы.
Рис. 4.16. Зависимость стойкости сплавов
КНТ16 (7), ТН20 (2) и Т15К6 (3) от скорости
резания при торцевом фрезеровании стали
40Х (/ = 1,0 мм; Sz = 0,05 мм/зуб)
Рис. 4.17. Зависимость стойкости сплавов
КНТ16 (7) и Т15К6 (2) от величины подачи
при торцевом фрезеровании стали 40Х (Г =
= 400 м/мин, t = 1 мм)
Третье поколение керметов - так называемых сплавов со структурой шпинели -
характеризуется наличием в них азота в форме нитрида титана. В связи с ограничен-
ной растворимостью в системе Ti-Mo-C-N частицы шпинели формируются в процес-
се охлаждения от температуры спекания.
Хорошо смачиваемая фаза (богатая молибденом) с низкой растворимостью в азот,
служит защитой титановой фазы.
Последние достижения в области керметов связаны с использованием в качестве
добавок сложных карбидов или нитридов титана и алюминия при дальнейшем повы-
шении содержания связующей фазы и получением равномерной структуры сплава.
Сложные карбиды и нитриды типа Ti2AlN (77-фаз а) образуют тонкую пленку на по-
верхности частиц твердого материала и создают таким образом диффузионный барь-
ер. В результате металлургической реакции алюминий из сложного карбида или нит-
рида растворяется в твердом состоянии в связующей фазе вместе с частью титана. В
Таблица 4.25. Режимы резания БВТС при фрезеровании
Обрабаты ваем ы й материал Твердый сплав V, м/мин t, мм 5, мм/зуб
Стали: 45, 40Х, 35ХГСА, 25ХГТ, 20ХН, 40ХН ТН20 КНТ16 ТВ4, ЛЦК20 150-300 150-300 100-250 1-4 1-5 4-6 0,03-0,08 0,05-0,10 0,05-0,12
ШХ15, 20Х2Н4ВА, 18ХГТ ТН20 КНТ16 ТВ4, ЛЦК20 120-250 120-250 100-200 1-3 1-4 2-7 0,02-0,06 0,03-0,08 0,04-0,10
СЧ20, СЧЗО ТН20 КНТ16 100-200 70-130 1-3 2-4 0,04-0,06 0,04-0,08
КЧЗО КНТ16 120-250 2-5 0,08-1,0
Таблица 4.26. Свойства керметов
Свойство Группа применения по ИСО 513
Р05 РЮ Р20
Состав, мае. %: карбонитриды другие карбиды Co/Ni Плотность, г/см3 (ИСО 3369) Твердость, HV30 (ИСО 3878) Прочность при сжатии, Н/мм2 (цилиндри- ческий образец, ИСО 4506) Предел прочности при изгибе, Н/мм2 (ИСО 3327) Модуль упругости, кН/мм2 (ИСО 3312) Коэффициент вязкости разрушения, /С1с, МПам1/2 Коэффициент Пуассона Теплопроводность, Вт/(м К) Коэффициент термического расширения (293-1073 К) а-10 , К4 89,0 0,6 10,4 6,1 1650 5000 2000 460 7,2 0,21 9,8 9,5 85,7 0,8 13,5 7,0 1600 4700 2300 450 7,9 0,22 11,0 9,4 82,3 1,0 16,7 7,0 1450 4600 2500 440 10,0 0,21 15,7 9,1
качестве небольших добавок вводятся интерметаллиды состава Ni3(Ti, Al) или Ni(Ti,
Al). Обе фазы повышают прочность и горячую твердость связующей фазы.
Характеристика свойств керметов в зависимости от подгруппы применения по
ИСО (основная группа Р) приведена в табл. 4.26.
Основная область применения керметов в качестве режущих материалов - это точе-
ние и фрезерование. Однако они так же успешно применяются при точении ступенча-
той поверхности и нарезании резьбы.
Свойства керметов приближаются к
верхнему уровню свойств, достигае-
мых режущей оксидной керамикой, но
величины подачи значительно выше.
Уровень этих свойств позволяет произ-
водить грубую обработку поверхности.
Предварительно изготовленные струж-
Рис. 4.18. Диаграммы, иллюстрирующие характе-
ристики фрезерования с помощью разных мате-
риалов:
а - скорость резания, м/мин; б - число обработанных
Рис. 4.19. Взаимосвязь скорости и
протяженности резания для двух ма-
териалов:
деталей, шт; в - относительная стоимость единицы
инструмента; / - быстрорежущая сталь с износо-
стойким покрытием TiN; 2 - твердый сплав с PVD
покрытием TiN; 3 - кермет
1 - кермет; 2 - твердый сплав К25
коломающие канавки в кермете удовлетворительно контролируют образование стружки,
способствуя ее разрушению.
Прочные марки керметов успешно используются на финишных операциях фрезе-
рования стали при высоких скоростях. Поэтому они успешно конкурируют не только
с твердыми сплавами без покрытия, но и с твердыми сплавами, покрытыми с помо-
щью PVD-метода (рис. 4.18 и 4.19).
4.1.2.7. Твердосплавные пластины с износостойкими покрытиями
Покрытие на твердых сплавах представляет собой тонкий слой (пленку) твердого ма-
териала, используемый при механической обработке материалов на основе железа, в ре-
зультате чего увеличивается время резания, и таким образом снижается стоимость инст-
румента. Альтернативой скорости резания может быть увеличение темпа производитель-
ности. Покрытие из твердого материала сочетает в себе максимальное сопротивление из-
носу поверхностной пленки с прочностью и механическим сопротивлением удару основ-
ного материала. Нашли широкое применение два метода нанесения твердого покрытия
на основной материал: CVD (Chemical Vapour Deposition) - химическое осаждение из га-
зовой фазы и PVD (Physical Vapour Deposition) - физическое осаждение из газовой фазы.
Возможно использование для CVD-процесса металлов, оксидов, нитридов, карби-
дов и боридов, имеющих когерентную связь с подложкой. В табл. 4.27 приведен пере-
чень материалов, наиболее часто используемых в качестве покрытия на инструмент из
твердых сплавов.
Сменные многогранные пластины из прочных твердых сплавов (в основном групп
применения РЗО, Р40, К20) с тонкими (толщиной 5-15 мкм) покрытиями характеризу-
ются высокими износостойкостью и прочностью.
Наиболее широко применяемыми соединениями такого рода являются карбид,
нитрид или карбонйтрид титана.
В нашей стране из физических методов нанесения покрытий наибольшее приме-
нение получил метод КИБ (конденсация вещества в процессе ионной бомбардиров-
ки), осуществляемый на установках типа «Булат» и «Пуск».
Применяют два химических метода нанесения покрытий: осаждение покрытий из
парогазовой фазы и термодиффузионный.
Стойкость при резании пластин с покрытиями в 2-3 раза выше стойкости пластин
без покрытий, испытанных в тех же условиях. При постоянной стойкости достигает-
ся повышение скорости резания на 25-30 %.
Стойкость пластины с износостойким покрытием выше стойкости не только мате-
риала основы, но и более износостойких сплавов соседних групп применения. Это по-
зволяет расширить область применения сплавов с покрытиями благодаря их универ-
сальности. Например, пластины из Т5К10 с износостойким покрытием из карбида ти-
тана могут успешно применяться в диапазоне групп применения Р10—РЗО, а пласти-
ны из ВК6 с тем же покрытием - в диапазонах групп К10-К20 и М10-М20.
Таблица 4.27. Твердые материалы для нанесения покрытия на инструмент
Материал Твердость, HV Цвет
TiC TiN Ti (С, N) ZrN A12O3 3200 2100 2500-3200 1800-2000 2000 Черно-серый Золотисто-желтый От желто-коричневого до черно-фиолетового (в зависимости от соотношения C:N) Желто-песочный От серого до черного
10 - 1504
Таблица 4.28. Номенклатура промышленных СМП с покрытием
Группа применения Марка СМП Сплав - основа Состав покрытия
Р10-Р30 ВП1255 ТТ7К9 TiC-TiCN-TiN
Р20-Р40 ВП1325 Т5К10 TiC-TiCN-TiN
К10-К20 ВК6-ДТ ВК6 TiC
ВПЗП5 ВК6 TiC-TiCN-TiN
К20-К30 ВП3325 ВК8 TiC-TiCN-TiN
Опыт показал, что твердосплавные пластины с покрытиями из карбида титана
пригодны для большинства наиболее распространенных видов обработки резанием
конструкционных сталей и серых чугунов, особенно для точения, а также чистового
и получистового фрезерования с умеренными подачами.
В табл. 4.28 приведены марки СМП с покрытиями, выпускаемых отечественной
промышленностью. Применение многослойных покрытий позволяет повысить стой-
кость материала в среднем в 1,5 раза по сравнению со стойкостью при использовании
однослойных покрытий.
В настоящее время принята следующая классификация изнашивания режущего
инструмента: адгезионно-усталостное, абразивное, диффузионное, окислительное,
а также пластическое деформирование и разрушение режущего клина. На рис. 4.20
приведены зависимости различных видов износа от скорости резания (температу-
ры) стали.
На практике одновременно сочетаются различные виды изнашивания. Правиль-
ное установление доминирующего механизма изнашивания инструмента в кон-
кретных условиях позволяет сделать обоснованный выбор оптимального твердого
сплава.
Для обработки серых, модифицированных и отбеленных чугунов, цветных метал-
лов и их сплавов, стеклопластиков и других подобных материалов, дающих короткую,
сыпучую стружку надлома, рекомендуются сплавы на основе WC-Co. Обладая высо-
кой прочностью, сплавы WC-Co лучше сопротивляются пульсирующей высокой на-
грузке, имеющей место в данных условиях обработки. В этом случае превалирует ад-
гезионно-усталостное изнашивание, а при обработке белых чугунов и стеклопласти-
ков - абразивное, при которых важным фактором, определяющим стойкость инстру-
мента, является не только содержание кобальта в сплаве, но и размеры зерен фазы
WC. И чем выше твердость обрабатываемого материала, тем существеннее влияние
зернистости твердого сплава на стойкость инструмента.
Сплавы WC-Co рекомендуются также для обработки труднообрабатываемых высо-
копрочных и жаропрочных материалов, особенно сплавов на основе никеля и титана.
Сплавы на основе Ni, обладающие высокой прочностью и значительным сопро-
тивлением ползучести при высоких температурах, а также низкой теплопроводно-
Скорость резания (температура)
Рис. 4.20. Зависимости величины износа от скорости
резания (температуры) (Н. Kolaska, Н. Grewe):
1 - деформация режущей кромки; 2 - абразивный
износ; 3 - область сварки (схватывания); 4 -
диффузионный износ (износ посредством термически
активируемого переноса материала); 5 - износ за счет
окисления (образование окалины); 6 - суммарный износ
стью, с большим трудом обрабатываются резанием. На поверхности раздела инстру-
мент - заготовка генерируются очень высокие температуры и напряжения, происхо-
дят схватывание и последующий отрыв частиц твердого сплава. Лучшую стойкость в
этих условиях показывают особомелкозернистые высококобальтовые сплавы.
В случае обработки стали при высоких скоростях резания, когда образуется
сливная стружка, стружка постоянно контактирует с передней поверхностью инст-
румента в условиях значительных температуры и давления, что приводит к интен-
сивному образованию лунки износа на передней поверхности резца. В этом случае
превалирует диффузионное изнашивание и большей стойкостью обладают сплавы
на основе WC-TiC-Co. Твердый раствор карбида вольфрама в карбиде титана рас-
творяется в стали при более высокой температуре и гораздо медленнее, чем карбид
вольфрама. Кроме того, присутствие фазы WC-TiC-Co способствует уменьшению
скорости растворения зерен карбида вольфрама в стали и тем самым снижает интен-
сивность изнашивания.
Для оснащения фрезерного инструмента применяют твердые сплавы, наименее чув-
ствительные к термической усталости и динамическим циклическим нагрузкам, сплавы,
содержащие в своем составе карбид тантала, т.е. сплавы на основе WC-TiC-TaC-Co.
Для каждой области применения рекомендуется, как правило, несколько близ-
ких по свойствам твердых сплавов, расположенных в табл. 4.29-4.32 по степени
предпочтительности. Оптимальную марку из рекомендуемых следует выбирать с
учетом условий обработки на каждой конкретной операции путем проведения
сравнительных лабораторных или производственных испытаний. При этом пред-
почтение следует отдавать инструменту со сменными многогранными пластина-
ми, что позволяет применять более износостойкие твердые сплавы и твердые
сплавы с износостойкими покрытиями, которые эффективны для большинства
распространенных видов обработки резанием конструкционных и низколегиро-
ванных сталей и чугунов, особенно при непрерывном точении и в меньшей степе-
ни при фрезеровании.
Для сравнительной оценки режущей способности сплавов принят метод, изложен-
ный в ОСТ 48-99-84 «Сплавы твердые спеченные. Изделия для режущего инструмен-
та. Метод определения режущих свойств».
Под режущими свойствами понимают стойкость, определяемую временем работы
резца до заданного значения износа образца из твердого сплава при определенных ус-
ловиях испытания.
Режущие свойства одределяют относительным методом, основанным на сравне-
нии стойкости испытуемых образцов из твердых сплавов со стойкостью эталонных
образцов. Этот метод позволяет устранить влияние различия условий испытания, осо-
бенно различия в обрабатываемости заготовок из стали и чугуна, на результаты испы-
таний. Показателем режущих свойств твердосплавной пластины является коэффици-
ент стойкости - отношение стойкости испытуемой пластины к стойкости эталонной
пластины.
Марки твердых сплавов для различных операций обработки материалов приведе-
ны в табл. 4.33.
Сведения о геометрии и размерах напаиваемых твердосплавных пластинах приве-
дены в табл. 4.34.
С появлением в промышленности твердых сплавов основным методом крепления
твердосплавной пластины к стальному корпусу инструмента остается пайка. Этот ме-
тод достаточно широко применяется в промышленности, особенно при изготовлении
специальных резцов, фрез (дисковых, угловых, цилиндрических, шпоночных и т.д.),
зуборезного инструмента, протяжек, сверл, зенкеров, разверток и других видов режу-
щего инструмента. Основные формы и размеры напайных твердосплавных пластин,
ю*
Таблица 4.29. Твердые сплавы, рекомендуемые для обработки сталей резанием
Обработка Стали
углеродистые качественные, конструкцион- ные хромоникелевые, хромомар- ганцевые, хромоникель- молибденовые, шарикопод- шипниковые инструмен- тальные легированные, быстрорежу- щие хромоникель- вольфрамовые высокомар- ганцовистые коррозионно- стойкие ферритного и мартенситного классов коррозионно- стойкие, кислото- жаростойкие аустенитного и аустенитно- мартенситного классов закаленные, HRC > 50
1 2 3 4 5 6 7 8
На станках токарной группы: чистовое точение, t = 0,2-2 мм, 5 = 0,05-0,3 мм/об получистовое точение, t 2-4 мм, 5= 0,1-0,5 мм/об черновое точение, t - 4-10 мм, 5= 0,5-1,5 мм/об черновое точение, t = 20-30 мм, £> 1 мм/об ВО-13, ТН20 ВО-13, ТН20, КНТ16, Т15К6, ВП1325 Т5К10, Т14К8, Т4К8, ТВ4, ТТ7К12, ТВ4 ТТ7К12, Т4К8 ВО-13, ТН20, Т30К4 КНТ16, Т15К6, Т14К8, ВП1255, ВП1325 Т5К10, ВП1255, ВП1325, ТТ7К12 ТТ7К12 ВО-13, ТН20, Т30К4 ТН20, КНТ16, Т15К6, ВП1255, ВП1325 Т5К10, ТТ10К8Б, ВП1255, ТТ7К12 ТТ7К12, ВКЮ-ОМ ВОК-71, ВОК-60, ВК6- ом, вкз-м ВК6-М, вкю-хом вкю-хом, вкю-ом, ТТ10К8Б вкю-ом, вкю-хом, ВК15-ХОМ Т15К6, ВКЗ-М, ВК6-ОМ ВК6-М, ВКЮ-ХОМ ВКЮ-ХОМ, ТТЮК8Б ВКЮ-ОМ, ВКЮ-ХОМ, ВК8 ВК6-ОМ, ВК6-М ВК6-М, вкю-хом ВК8, ВКЮ-ОМ вкю-ом, ВК15-ХОМ, ВК8 ВОК-60, ВОК-71, Т30К4 ВОК-60, Т15К6
Продолжение табл. 4.29
1 2 3 4 5 6 7 8
нарезание резьбы Т15К6 Т15К6, Т14К8 ВКЗ-М, ВК6-ОМ ВК6-ОМ, вкю-хом ВК6-ОМ, вкю-ом, вкю-хом ВКЗ-М, ВК6-ОМ, вкю-хом —
отрезка и прорезка канавок Т14К8, Т15К6 Т14К8, Т15К6 Т14К8, Т5К10 ВК6-М, ВК 10- ОМ, вкю-хом вкю-хом, вкю-ом ВК6-М, вкю-хом, ВКб, ВК8, вкю-хом -
Фрезерование:
получистовое и чистовое КНТ16, Т15К6, ТТ21К9, ТТ20К9 КНТ16, ТВ4, Т14К8, ТТ20К9, ТТ21К9 ТВ4, Т5К10 ВК6-М, вкю-ом ВК6-М, вкю-ом ВК6-М, вкю-хом Т30К4
черновое Т14К8, Т5К10, Т4К8 Т5К10, ТТ7К12 Т5К10, ТТ7К12 вкю-хом, вкю-хом, ВК8 вкю-хом, вкю-хом, ВК8 ВК8, вкю-хом, вкю-ом -
Сверление:
черновое Т14К8, Т5К10, Т4К8, ТТ7К12 Т14К8, Т5К10, ТТ7К12 Т14К8, Т5К10, ТТ7К12 вкю-ом ВК8, вкю-хом ВК8, ВК6, вкю-хом —
чистовое Т15К6 Т14К8, Т15К6 Т14К8, Т15К6 ВК6-М, вкю-ом ВК6, ВК6-М, вкю-хом ВК6-М, ВК6 Т15К6
Развертывание Т30К4, Т15К6 Т30К4, Т15К6 Т30К4, Т15К6 ВК6-ОМ, ВК6 ВК6-ОМ, ВК6-М ВК6-ОМ, ВК6-М -
Таблица 4.30. Твердые сплавы, рекомендуемые для обработки чугунов резанием
Обработка Серые чугуны (НВ < 240) типа СЧ25, СЧЗО, СЧ40 Чугуны ковкие, отбелен- ные (НВ = 400-700) типа ВЧ45, КЧ35, КЧ45
На станках токарной группы: чистовое точение, t = 0,3-2,0 мм, 5= 0,2-0,5 мм/об получистовое точение, t = 2-4 мм, S = 0,2-0,5 мм/об черновое точение, t = 4-10 мм, 5 = 0,5-1,5 мм/об отрезка и прорезка канавок нарезание резьбы Строгание и долбление получистовое и чистовое Фрезерование: черновое получистовое черновое Сверление Зенкерование Развертывание ВОК-71, ВК-3, ВКЗ-М, ВК6-ОМ, ТН20 ВОК-71, ВК6-М, ВК6- ОМ, ТТ8К6, ВПЗП5 ВК8, ВК6ВС, ВП1255, ВП3325 ВК6-М, ВК6-ОМ, ТТ8К6 ВК6-М, ВК6-ОМ ВК6ВС ВК8, ВК6ВС ТТ8К6, Т8К7, ВК6 ВКб, Т8К7 ВК6-М, ВК6, ВК8, ВК10- ХОМ ВК6, ВК8 ВК6-ОМ, ВК6-М, ВК6 ВОК-71, ВКЗ-М, ВК6- ОМ ВОК-71, ВК6-ОМ, ТТ8К6 ВК8, ВК 10-ОМ ВК6-М, ВК6-ОМ ВКЗ-М, ВК6-М, ВК6-ОМ ВК8, ВК 10-ОМ ВК8 ВК 10-ОМ, вкю-хом ВК8, ВК 10-ОМ, вкю- хом ВК6-М, вкю-хом ВК6-М, вкю-хом, вкю-ом ВК6-ОМ, ВК6-М, вкю- ом
Таблица 4.31. Твердые сплавы, рекомендуемые для обработки резанием жаропрочных,
титановых сплавов и цветных металлов
Обработка Сплавы
жаростойкие деформи- руемые на железо- никелевой и никелевой основе окалино- стойкие и жаропрочные литейные на никелевой основе на титановой основе на алюминиевой основе (медь, латунь и др.) тугоплавкие на основе вольфрама, молибдена, ниобия
На станках токарной группы: чистовое точение, t = 0,2-2 мм, 5 = 0,05-0,3 мм/об получистовое точение, t = 2-4 мм, 5 = 0,2-0,5 мм/об черновое точение t = 6-12 мм, S = 0,4-1,0 мм/об отрезка, прорезка канавок нарезание резьбы ВК6-ОМ, ВК6-М ВК6-М, ТТЮК8Б, ВКЮ-ХОМ ВКб, ВК8, ВКЮ-ХОМ, ВКЮ-ОМ ВК8, ВКЮ- ХОМ, ВКЮ- ОМ ВК6-ОМ, ВК6-М, вкю-хом ВК6-ОМ, ВК6-М ВК6-М, ВКЮ-ХОМ ВК8, ВКЮ- ХОМ, ВКЮ- ОМ ВК8, ВКЮ- ХОМ, ВКЮ- ОМ ВК6-М, ВК6-ХОМ ВК6-ОМ, ВК6-М, ВКЮ-ХОМ ВК6-М, ВКб, ВКЮ-ОМ, ВКЮ-ХОМ ВК8, ВКЮ- ХОМ, вкю- ом ВК8, ВКЮ- ХОМ, вкю- ом ВК6-ОМ, ВК6-М, ВК6-ХОМ ТН20, КНТ16, ВК6- ОМ, ВК6-М, ВКЗ, ВКЗ-М КНТ16, ВК6-ОМ, ВК6М, ВКб ВКб, ВК8 ВК6-М, ВКб, ВК8 ВК6-М, ВКб ВК6-ОМ, ВКЗ-М, ВКЮ-ХОМ ВК6-М, ВКЮ-ХОМ, ВКЮ-ОМ вкю-хом, вкю-ом вкю-ом, вкю-хом, ВК8 ВК6-М, ВКЗ-М, вкю-хом
Продолжение табл. 4.31
Обработка Сплавы
жаростойкие деформи- руемые на железо- никелевой и никелевой основе окалино- стойкие и жаропрочные литейные на никелевой основе на титановой основе на алюминиевой основе (медь, латунь и др.) тугоплавкие на основе вольфрама, молибдена, ниобия
Фрезерование: получистовое и чистовое черновое Сверление Зенкерование: чистовое черновое Развертывание ВК6-М, ВКб ВК6, ВК8 ВК6-М, ВК6, ВКЮ-ОМ ВК6-М, ВК6, ВКЮ-ХОМ ВК8 ВК6-ОМ, ВК6-М, вкю-ом ВК6-М, ВК6, ВКЮ-ХОМ ВК6, ВК8, ВКЮ-ОМ ВК6-М, ВК6, ВКЮ-ХОМ, вкю-ом ВКб, ВК6-М, вкю-хом ВК6-М, ВКб ВК6-М, вкю-ом ВКб, ТТ8К6, ВКЮ-ХОМ ВК8, ВКЮ-ОМ ВК6-М, ВК8, ВКЮ-ХОМ, ВКЮ-ОМ ВК6-М, вкю-хом, вкю-ом ВКб, ВК8 ВК6-М, вкю-ом ВК6-М, ВКб, ТТ8К6 ВКб, ВК8 ВКб, ВК8 ВК6-М, ВКб ВКб, ВК8 ВК6-М, ВКб ВК6-М, ВКЮ-ХОМ ВК6-М, ВК6-ХОМ ВК6-ОМ, ВКЮ-ХОМ, ВКЮ-ОМ ВК6-ОМ, ВК6-М, вкю-хом ВК6-М, ВК6-ОМ
их рекомендуемое назначение и ориентировочная масса пластин из различных марок
твердых сплавов приведены в следующих ГОСТах:
25393-82, 25397-82, 25410-82, 25413-82, 25426-82, 25398-82, 25411-82, 20771-82, 25395-82, 25402-82, 25425-82, 25412-82,
25396-82, 25415-82, 25399-82, 25416-82, 25403-82, 25414-82,
17163-82, 25418-82, 25406-82, 25419-82, 25404-82, 25417-82,
25405-82, 25421-82, 25400-82, 25422-82, 25407-82, 25420-82,
25408-82, 25409-82, 25394-82, 25424-82, 20312-82, 25401-82, 25423-82.
Требования к отклонениям размеров (линейных и угловых), формы и состояния
поверхностей и режущих кромок пластин изложены в ГОСТ 2209-82.
Пластины должны изготовляться из твердого сплава по ГОСТ 3882-74. Микро-
структура и макроструктура изделий должны соответствовать требованиям ГОСТ
4872-75.
Назначение основных марок твердых сплавов ФГУП ВНИИТС для областей при-
менения по классификации ИСО приведено в табл. 4.35.
Таблица 4.32. Характеристика твердых сплавов для напаиваемого режущего инструмента
Подгруппа ИСО Марка сплава Область применения
ФГУП ВНИИТС по НТД“
Токарная обработка
Р01-Р05 ВТ 100 Т30К4 Финишная и чистовая обработка углеродистых и закаленных сталей HRC < 50 ед. и стального ли- тья; точение, расточка, нарезание резьбы и раз- вертывание отверстий при высоких скоростях резания и малых сечениях среза при непрерыв- ном резании
Р10-Р20 ВТ110, Т15К6, Получистовое точение углеродистых, конструк-
ВТ112 Т15К6+ТаС ционных и легированных сталей и стального литья при непрерывном резании; чистовая рас- точка и точение при копирной обработке; чисто- вая обработка при прерывистом резании; зенке- рование и развертывание с высокими скоростями
Р15-Р25 ВТ 120 Т14К8 Получистовое и черновое точение при равномер- ном сечении среза и непрерывном резании, полу- чистовое и чистовое точение при неблагоприят- ных условиях работы, получистовая обточка и расточка при копирной обработке, черновое зен- керование и развертывание
Р25-Р35 ВТ130 Т5К10 Обдирочное и черновое точение и расточка при прерывистом резании; черновое точение при копирной обработке, отрезка, получистовое стро- гание и другие виды обработки углеродистых и легированных сталей в виде поковок, штамповок и отливок по корке и окалине
Р40 ВТ141, MCI 46, Тяжелое черновое точение стальных поковок и
ВТ 142 ТТ7К12М отливок по корке с раковинами и неметалличе- скими включениями при неравномерном сечении среза и ударами. Все виды строгания. Работа на нежестком оборудовании
М05-М15 ВТ210 ВК6-ОМ Чистовая и получистовая обточка и расточка, нарезание резьбы, развертывание легированных, нержавеющих и жаропрочных сталей и сплавов, сплавов алюминия с большим содержанием кремния и других цветных металлов и неметал- лических материалов при высоких скоростях резания и малых сечениях среза
М20-М30 ВТ 142, ТТ7К12М, Получистовое и черновое точение, расточка,
ВТ220, ТТ10К8Б, строгание и сверление ковкого чугуна, серого
ВТ331 ВК8НСТ чугуна с шарообразным графитом, высоколеги- рованной вязкой стали и стального литья, авто- матной стали, нержавеющих, марганцовистых сталей и жаропрочных сплавов, в том числе при копирной обработке со средними сечениями сре- за
М30-М40 ВТ331, ВК8НСТ, Обдирочное и черновое точение отливок и поко-
ВТ332, ВК8, вок с раковинами и включениями, черновое стро-
ВТ142 ТТ7К12М гание высоколегированных сталей, стального литья, жаропрочных и нержавеющих сталей и сплавов с низкими скоростями резания и боль- шими сечениями среза
Продолжение табл. 4.32
Подгруппа ИСО Марка сплава Область применения
ФГУП ВНИИТС по НТД’1
К01-К05 ВТ301 ВКЗ-М Чистовое точение и расточка серого чугуна твер- достью > 220 ед. НВ, цементованных и закален- ных углеродистых и легированных сталей, алю- миниевых и других цветных металлов и сплавов, абразивных неметаллических материалов, отбе- ленных чугунов высокой твердости
К05-К15 ВТ310, ВТ2.10 ТТ8К6, ВК6- ОМ Чистовая и получистовая обточка и расточка, нарезание резьбы, развертывание серого чугуна твердостью > 220 ед. НВ, ковкого чугуна, алю- миниевых и других цветных металлов и сплавов, графита и неметаллических материалов, нержа- веющих, жаропрочных и титановых сталей и сплавов, композиционных материалов; ВТ210 также для мелкоразмерного осевого инструмента: сверла, метчики, развертки
К15-К25 ВТ320, ВТ321, ВТ322 ВК6НСТ’2, ВК6НС*3, МС321 Получистовое и черновое точение и расточка при непрерывном резании, чистовая обработка при прерывистом резании, рассверливание и сверле- ние отверстий, зенкерование и предварительное развертывание серых чугунов твердостью < 250 ед. НВ, цветных металлов и их сплавов, пласт- масс и других неметаллических материалов со средними скоростями резания и сечения среза
К25-К35 ВТ331, ВТ332 ВК8НСТ, ВК8 Фр Черновое точение и расточка серых чугунов при неравномерном сечении среза и прерывистом резании, зенкерование и сверление отверстий, обработка цветных металлов и неметаллических материалов, нержавеющих и жаропрочных ста- лей и сплавов в неблагоприятных условиях и нежестком оборудовании езерование
РЮ ВТ112 Т15К6+ТаС Чистовое и получистовое фрезерование углеро- дистых и малолегированных конструкционных сталей, стального литья, поковок
Р20 ВТ120 Т14К8 Получистовое фрезерование стальных деталей
Р15-Р30 ВМ125, ВМ126 ТТ21К9, ТТ20К9 Широкоуниверсальные марки для фрезерования деталей из конструкционных и легированных сталей. Высокая стойкость к термоциклическим нагрузкам, сопротивляемость трещинообразова- нию. Фрезерование коленвалов, глубоких пазов
Р25-Р35 ВТ 130 Т5К10 Черновое фрезерование конструкционных сталей. Высокая сопротивляемость ударам. Работа в тя- желых условиях на нежестком изношенном обо- рудовании
Р30-Р40 ВТ141, ВТ142 MCI 46, ТТ7К12М Особо тяжелые условия фрезерования конструк- ционных углеродистых и легированных сталей, стального литья, поковок
М20-М30 ВТ142, ВТ220, ВТ331 ТТ7К12М, ТТ10К8Б, ВК8НСТ Получистовое фрезерование ковкого чугуна, се- рого чугуна с шарообразным графитом, высоко- легированных нержавеющих и жаропрочных сталей
Продолжение табл. 4.32
Подгруппа ИСО Марка сплава Область применения
ФГУП ВНИИТС по НТД*1
М30-М40 ВТ142, ВТ331, ВТ332 ТТ7К12М, ВК8НСТ, ВК8 Черновое фрезерование отливок и поковок с ра- ковинами и неметаллическими включениями. Работа на нежестком оборудовании
К05-К15 ВТ310 ТТ8К6 Универсальная марка для чистового фрезерова- ния серого, ковкого и отбеленного чугунов, ав- томатной стали, цветных металлов и сплавов, а также неметаллических материалов
К15 ВМ315 Т8К7 Универсальные марки для получистового черно- вого фрезерования сплошных и прерывистых поверхностей деталей из чугунов, алюминиевых кремнистых сплавов и других цветных металлов, коленчатых валов из легированных чугунов
К15-К25 ВТ320, ВТ323, ВТ322 ВК6НСТ, ВКб, МС321 Черновое и получистовое фрезерование сплош- ных поверхностей из конструкционных материа- лов и сплавов
К25-К35 ВТ331, ВТ332 ВК8НСТ, ВК8 Черновое фрезерование прерывистых поверхно- стей стальных сплавов, чугунов, цветных метал- лов и сплавов, неметаллических материалов
*'НТД - научно-техническая документация ФГУП ВНИИТС, ГОСТы (ТУ, ТИ, Стандарт предприятия). *2НСТ - низкотемпературный среднезернистый WC с Та (ФГУП ВНИИТС). *3НС - низкотемпературный среднезернистый WC (ФГУП ВНИИТС).
Ниже приведены примеры послойных покрытий СМП для различных операций
обработки:
для токарной обработки:
а) основа - слой TiC 5 мкм - TiCN 4 мкм - TiN 3 мкм;
б) основа - слой TiC 5-6 мкм - А12О3 - до 5 мкм;
для фрезерования:
основа - слой TiC 3 мкм - TiCN 2 мкм - TiN 2 мкм.
В настоящее время все более широкое применение находит режущий инструмент
с механическим креплением твердосплавной пластины к державке резца (табл. 4.36).
В этом случае используются СМП, которые имеют требуемые форму, геометрические
параметры и состояние режущей кромки, заранее приданные при изготовлении. Что-
бы избежать повторной заточки режущей кромки после затупления в процессе реза-
ния, пластины выполняют в виде многогранников (треугольников, квадратов, ромбов,
пятигранников и т.д.), каждая сторона которых является режущей кромкой. Пластину
крепят к державке резца с помощью специальных приспособлений, позволяющих по-
ворачивать ее на державке вокруг вертикальной оси, вводя в рабочее положение но-
вую режущую кромку вместо затупленной.
Преимущества инструмента со сменными многогранными пластинами следующие:
- отсутствие в твердосплавной пластине термических напряжений (что характер-
но при пайке), которые существенно уменьшают запас прочности и приводят к появ-
лению трещин, сколов и поломок; в результате эксплуатационная стойкость инстру-
мента повышается на 25-30 %;
Таблица 4.33. Марки твердых сплавов без покрытия
Обозначение марки ИСО Подгруппы
ВНИИТС По НТД 01 05 10 15 20 25 30 35 40
ВТ 100 Т30К4 Для точения
ВТ110 Т15К6 Р ЖйЯЙв
ВТ113 Т15К6+ТаС
ВТ 120 Т14К8
ВТ130 Т5К10 ----Л..?.
ВТ141 MCI 46
ВТ142” ТТ7К12М ...
ВТ210” ВК6-ОМ М
ВТ220 ТТ10К8Б
ВТ222 МС221
ВТ301 ВКЗМ
ВТ310 ТТ8К6 К Р
ВТ323 ВКб
ВТ321 ВК6НС
ВТ322 МС321
ВТ331” ВК8НСТ Г-'.-
ВТ332*4 ВМ125 ВК8 ТТ21К9 Для фрезер ованш
ВМ126 ТТ20К9 менен
ВМ315 Т8К7 К
Примечание. Темные поля - рекомендуемое при ие, серые - возможное.
”ВТ142- ,2ВТ210- ”ВТ331 - *4ВТ332 - также для области М40, для тяжелого фрезерования стали. также для области КО 5. также для областей М20-М30. также для областей М30-М40, для фрезерования чугуна и аустенитных сталей.
Таблица 4.34. Характеристика напаиваемых твердосплавных пластин
для режущего инструмента
Форма гост ИСО Основные размеры, мм
/ Ь 5 а, град.
Тип 01 01291 С5 5 3 2 0
Исполнение 1 01311 С6 6 4 2,5 0
ГОСТ 25395-90 | 01331 С8 8 5 3 0
н a 01351 СЮ 10 6 4 18
01371 С12 12 8 5 18
01391 С16 16 10 4 18
• <«— 01151 С20 20 12 5 18
1 01411 С25 25 14 8 18
01431 С32 32 18 10 18
01451 С40 40 22 12 18
1 01471 С50 50 25 14 18
Продолжение табл. 4.34
Форма ГОСТ ИСО Основные размеры, мм
/ b S а, град.
Тип 02 Исполнение 1 ГОСТ 25395-90 02251 14 12 6 18
02651 116 16 10 4 18
02271 18 16 6 18
02311 22 18 7 18
a L—- 02351 25 20 10 18
_ / _
to 1 1
Тип 62 62511 36 20 10 8
Исполнение 1 ГОСТ 25395-90
а jb-
_ / _
6*3 1
Тип 06 ГОСТ 25397-90 Правая 06010 8 7 3 4 0
06030 10 8 3 5 0
06050 12 10 4 6 18
06090 16 14 5 8 18
06410 ВС25 25 14 8 8 18
06170 25 20 7 12,5 18
е'8 1
h < \\ 1 V • v X'. а_С । । । । । । •si о
20°\*" s
Форма
Тип 06
ГОСТ 25397-90
Левая
Тип 07
ГОСТ 25426-90
Правая
Тип 07
ГОСТ 25426-90
Левая
Тип 10
Исполнение 1
ГОСТ 25396-90
Правая
d
8°
S
ГОСТ ИСО Основные размеры, мм
/ Ь S г а, град.
06060 12 10 4 6 18
06140 20 18 6 10 18
06180 25 20 7 12,5 18
07010 GB10 10 6 2,5 4 0
07370 НВ6 12 8 3 2,5 0
07090 GB16 16 10 4 6 18
07150 АВ20 20 12 7 7 18
07330 АВ25 25 14 8 8 18
07100 НВ16 16 10 4 6 18
07160 ВВ20 20 12 7 7 18
07340 ВВ25 25 14 8 8 18
10051 10 6 3,5 4 18
10271 G12 12 8 3 5 0
10471 А12 12 8 5 5 18
10291 G16 16 10 4 6 18
10491 А16 16 10 6 6 18
10151 А20 20 12 7 7 18
10531 А25 25 14 8 8 18
10571 А32 32 18 10 10 18
Продолжение табл. 4.34
Форма ГОСТ ИСО Основные размеры, мм
/ b 5 а, град.
Тип 10 10161 B20 20 12 7 7 18
Исполнение 1 ГОСТ 25396-90 Левая f b t
5 • J8° T— । । < -
Тип 11 ГОСТ 25398-90 \ 11130 БАЗ 3 10 2,5 0
11150 EA4 4 12 3 0
11170 EA5 5 14 3,5 18
11190 EA6 6 16 4 18
11210 EA8 8 20 5 18
X «1 -e> 11230 EA10 10 25 6 18
/VI i i -4-
5
Тип 13 Исполнение 1 ГОСТ 1763-90 13011 D3 3,5 8 3 0
13051 D4 4,5 10 4 14
13071 DA4 45 10 4 18
13131 E5 5,5 12 5 14
13151 DA5 5,5 12 5 18
-е>
13171 D6 6,5 14 6 14
13351 DA6 6,5 14 6 18
13391 DA8 8,5 16 8 18
13431 DA10 10,5 18 10 18
5
13191 12 20 10 18
13471 DA12 12,5 20 12 18
Тип 13 Исполнение 2 ГОСТ 17163-90 13532 4 12 4 18
13572 5 14 5 18
13592 6 16 6 18
«
о
no г 5
зд *3°
Продолжение табл. 4.34
Форма гост ИСО Основные размеры, мм
/ Ь 5 г а, град.
Тип 14 Исполнение 1 ГОСТ 25399-90 118° 14011 М5,5 5,5 5,5 0,9
14051 Мб,5 6,5 6 1,4
14091 М7,5 7,5 6,3 1,4
14151 8,5 7,1 1,6
14271 9,5 8 1,7
14191 М9,5 9,5 8 2
I -Q 1 14291 10 9 1,7
/ 5
Тип 14 Исполнение 2 14312 10,8 9 1,7
14572 36,5 24 5
ГОС' Г 25399-9 116° 0 6°^ о
л / г 5
Тип 15 ГОСТ 25404-90 Правая 15010 12 8 3 0
15030 16 10 4 15
15090 20 16 5 15
0* Л 1 г
J J
5°^ 45°L/l ✓/ /X ✓X /X ✓X
Продолжение табл. 4.34
Форма
Тип 15
Основные размеры, мм
ГОСТ ИСО / b 5 г а, град.
15040 16 10 4 15
15100 20 16 5 15
15120 25 18 6 15
16050 12 12 4,5 6 20
16250 20 16 6 10 20
16370 24 20 7 12 20
16390 32 25 8 16 20
17530 5,5 8 0,8
17550 6,5 8 1
Продолжение табл. 4.34
Форма ГОСТ ИСО Основные размеры, мм
/ Ь 5 г ос, град.
Тип 20 20050 15 12 3 12,5
ГОСТ 25408-90 20070 20 16 3,5 16 15
Правая t / 20090 25 20 4 20 15
‘ N- г
10°
ы -
1
Тип 20 20080 20 16 3,5 16 15
ГОСТ 25408-90
Левая
' u
10° г "~~v|
Форма ГОСТ ИСО Основные размеры, мм
/ Ь 5 г
Тип 21 21070 UA12 12 5,6 1,2 15
ГОСТ 25400-90 21370 16 3,5 2 20
21190 UA16 16 6,7 1,6 15
21410 16 10 3 25
•о, 21110 20 6 2,5 25
21130 20 9 2,5 25
21150 20 11 2,5 25
21650 UA22 22 14 2,5 25
1 ж 21470 25 8 3 32
21490 25 15 3 32
21530 32 21 4 31,5
21590 45 12 6 31,5
Продолжение табл. 4.34
Форма ГОСТ ИСО Основные размеры, мм
/ Ь 5 а, град.
Тип 24 ГОСТ 23409-90 24010 6 7 3 0
24050 8 7 3 0
24070 10 5 3 0
24090 10 7 3 0
24770 12 7 3 0
«О
24130 12 9 3,5 20
24210 16 9 3,5 20
1 24250 18 9 3,5 20
24270 20 10 4 20
24290 22 10 4 20
Со L 24470 22 14 4 20
24790 25 10 4 20
24870 25 14 4 20
24550 28 14 4 20
24570 32 14 4 20
24590 36 14 4 20
24650 40 14 5 20
Форма ГОСТ ИСО Основные размеры, мм
/ Ь 5 г
Тип 25 25150 20 6 3 31,5
ГОСТ 25424-90 30° г
— -О
5
1
Тип 26 ГОСТ 25425-90 26010 R12 12 2 0,8 25
26030 R16 16 2,5 1,2 25
26050 R19 19 3 1,4 25
--
\гг 26070 R22 22 3,5 1,8 25
26090 R25 25 4 2,2 25
Д 26250 R32 32 5 3 31,5
1 ~
Продолжение табл. 4.34
Форма ГОСТ ИСО Основные размеры, мм
/ b Ь\ 5 г
Тип 32 ГОСТ 25412-90 32190 20 14 4,4 5 34
32210 25 18 6 5 34
12°| \J^I а
-сГ1 -О
Тип 38 Исполнение 1 38011 16 7 6,3 2 3
38031 20 10,6 9,5 3 4
ГОСТ 25415-90 .30° ^%-10° г
-o' \Л Ч 1 1 । । -О
Ж 1 5
Форма ГОСТ ИСО Основные размеры, мм
/ b 5
Тип 01D ГОСТ 13833-77 3001-0001 3 10 3
3001-0007 3,5 7 2,5
3001-0002 3,5 10 3
ЗСГ о 3001-0003 4 10 3
3001-0008 4,5 7 2,5
Ь*)|
3001-0004 4,5 10 3
3001-0005 5 10 3
3001-0006 5,5 10 3
и и
Таблица 4.35. Характеристика твердых сплавов с покрытием
Обозна- чение марки Основа Покрытие ИСО Подгруппа
01 05 10 15 20 25 30 35 40
ВТ1320 ВТ132 ТТ7К9 TiC+TiCN+TiN TiC+Al2O3 гля точ P ения — ь н
ВТ2220 МС221 TiC+TiCH+TiN
ВТ2222 TiC+Al2O3
ВТ2200 Т10К8Б TiC+TiCN+TiN
ВТ2202 TiC+Al2O3
ВТ1410 MCI 46 TiC+TiCN+TiN
ВТ1412 TiC+Al2O3
ВТ 1420 ТТ7К12М TiC+TiCN+TiN
ВТ 1422 TiC+Al2O3
ВТ3200 ВК6НСТ TiC+TiCN+TiN К
ВТ3202 TiC+Al2O3
ВМ2206 ТТ10К8Б Для TiC+TiCN+TiN фрезер P К юван ия -> мим
ВМ2226 МС221 -С-.
ВМ1416 MCI 46
ВМ1426 ВМ3156 ТТ7К12М Т8К7 —
ВМ3316 ВК8НСТ
Таблица 4.36. Характеристика твердых сплавов для режущих инструментов
с механическим креплением (СМП) (ФГУП ВНИИТС)
Подгруппа ИСО Марки сплава Области применения
без покрытия с покры- тием
Токарная обработка
Р01-Р05 ВТ100 Финишная и чистовая обработка углеродистых и за- каленных сталей HRC < 50 ед. и стального литья; точение, расточка, нарезание резьбы и развертывание отверстий при высоких скоростях резания и малых сечениях среза при непрерывном резании
Р10-Р20 ВТ110, ВТ113 ВТ2200, ВТ2220, ВТ2202, ВТ2222 Черновое и получистовое точение углеродистых кон- струкционных и легированных сталей и стального литья при непрерывном резании; чистовая расточка и точение при копирной обработке; чистовая обработка при прерывистом резании; зенкерование и разверты- вание с высокими скоростями
Р15-Р25 ВТ 120 ВТ1320, ВТ 1322 Получистовое и черновое точение при равномерном сечении среза и непрерывном резании, получистовое и чистовое точение при неблагоприятных условиях работы, получистовая обточка и расточка при копир- ной обработке, черновое зенкерование и развертыва- ние
Р25-Р35 ВТ130 ВТ1320, ВТ1322, ВТ1410, ВТ1412 Обдирочное и черновое точение и расточка при пре- рывистом резании; черновое точение при копирной обработке, отрезка токарными резцами, получистовое строгание и другие виды обработки углеродистых и легированных сталей в виде поковок, штамповок и отливок по корке и окалине
Продолжение табл. 4.36
Подгруппа ИСО Марки сплава Области применения
без покрытия с покры- тием
Р40 ВТ141, ВТ 142 ВТ1410, ВТ1412 Тяжелое черновое точение, в том числе с ударами, стальных поковок и отливок по корке с раковинами и неметаллическими включениями при неравномерном сечении среза. Все виды строгания. Работа на нежестком оборудовании
М05-М15 ВТ210 Чистовая и получистовая обточка и расточка, нарезание резьбы, развертывание легированных, нержавеющих и жаропрочных сталей и сплавов, сплавов алюминия с большим содержанием кремния и других цветных металлов и неметаллических материалов при высоких скоростях резания и малых сечениях среза
М20-М30 ВТ141, ВТ 142, ВТ220, ВТ231 ВТ2220, ВТ2200, ВТ2202, ВТ2222, ВТ1410 Получистовое и черновое точение, расточка, строгание и сверление ковкого чугуна, серого чугуна с шарообразным графитом, высоколегированной вязкой стали и стального литья, автоматной стали, нержавеющих, марганцовистых сталей и жаропрочных сплавов, в том числе при копирной обработке со средними сечениями среза
МЗО-М40 ВТ231, ВТ332, ВТ141, ВТ142 - Обдирочное и черновое точение отливок и поковок с раковинами и включениями, черновое строгание высоколегированных сталей, стального литья, нержавеющих сталей и жаропрочных сплавов с низкими скоростями резания и большими сечениями среза
К01-К05 ВТ301 Чистовое точение и расточка серого чугуна твердостью НВ > 220, цементованных и закаленных углеродистых и легированных сталей, алюминиевых и других цветных металлов и сплавов, абразивных неметаллических материалов, отбеленных чугунов высокой твердости
К01-К15 ВТ310, ВТ210 — Чистовая и получистовая обточка и расточка, нарезание резьбы, развертывание серого чугуна твердостью НВ > 220, ковкого чугуна, алюминиевых и других цветных металлов и сплавов, графита и неметаллических материалов, нержавеющих жаропрочных и титановых сталей и сплавов, композиционных материалов. ВТ210 также для мелкоразмерного осевого инструмента: сверла, метчики, развертки
К15-К25 ВТ320, ВТ322 ВТ3200, ВТ3202, ВТ3205, ВТ3220, ВТ3222, ВТ3225 Получистовое и черновое точение и расточка при непрерывном резании, чистовая обработка при прерывистом резании, рассверливание и сверление отверстий, зенкерование и предварительное развертывание серых чугунов твердостью НВ < 250, цветных металлов и их сплавов, пластмасс и других неметаллических материалов со средними скоростями резания и сечениями среза
К25-К35 ВТ231, ВТ332 ВТ2310, ВТ2312 Черновое точение и расточка серых чугунов при неравномерном сечении среза и прерывистом резании, зенкерование и сверление отверстий, обработка цветных металлов и неметаллических материалов, нержавеющих и жаропрочных сталей и сплавов в неблагоприятных условиях и на нежестком оборудовании
Продолжение табл. 4.36
Подгруппа ИСО Марки сплава Области применения
без покрытия с покрытием
РЮ Р20 Р15-Р30 Р25-Р35 P30-P40 М20-М30 М30-М40 К05-К15 К15 К15-К25 К25-К35 Р20, М20 Р20, М20 М20, Р20 ВТ113 ВТ120 ВТ125, ВМ126 ВТ130 ВТ141 ВТ141, ВТ220, ВТ231 ВТ142, ВТ231 ВТ310 ВМ315, ВТ320 ВМ315, ВТ321 ВТ231 С ВТ120, ВТ223 ВТ 120, ВТ223 ВТ223, ВТ224 ВМ2206 ВМ1416, ВМ1417 ВМ1416, ВМ1417 ВТ1416, ВМ2206, ВМ2316 ВМ3156, ВМ3206, ВМ3207 ВМ3156, ВМ3157 ВМ2316, ВМ2317 Обработка Фрезерование Чистовое и получистовое фрезерование углеродистых и малолегированных конструкционных сталей, стального литья, поковок Получистовое и черновое фрезерование стальных дета- лей Широкоуниверсальные марки для фрезерования дета- лей из конструкционных и легированных сталей, в том числе со специальными покрытиями. Высокая стой- кость к термоциклическим нагрузкам, сопротивляе- мость трещинообразованию. Фрезерование коленчатых валов, глубоких пазов Черновое фрезерование конструкционных сталей. Вы- сокая сопротивляемость ударам. Работа в тяжелых ус- ловиях на нежестком изношенном оборудовании Особо тяжелые условия фрезерования конструкцион- ных углеродистых, легированных нержавеющих и жа- ропрочных сталей и сплавов в виде литья и поковок Получистовое фрезерование ковкого чугуна, серого чугуна с шарообразным графитом, высоколегирован- ных нержавеющих и жаропрочных сталей Черновое фрезерование стальных отливок и поковок с раковинами и неметаллическими включениями. Работа на нежестком оборудовании Универсальная марка для чистового фрезерования се- рого, ковкого и отбеленного чугуна, автоматной стали, цветных металлов и сплавов, а также неметаллических материалов Универсальные марки для получистового и чернового фрезерования сплошных и прерывистых поверхностей деталей из чугунов, алюминиевых кремнистых сплавов и других цветных металлов, коленчатых валов из леги- рованных чугунов Черновое и получистовое фрезерование сплошных по- верхностей из конструкционных материалов и сплавов Черновое фрезерование прерывистых поверхностей нержавеющих и жаропрочных сталей и сплавов, чугу- нов, цветных металлов и сплавов, неметаллических материалов железнодорожных колесных пар Обработка фрезерованием без выката колес с использо- ванием вставок RNGX 1212МО Обработка точением с использованием чашечных пла- стин типа RPUX Обработка точением с использованием тангенциальных пластин типа BNUX и LNMX
Таблица 4.37. Обозначение пластин для точения
т N М м 22- 04 08 Е N
1 2 3 4 5 6 7 8 9
3
Класс допуска S, мм D, мм
Н 0,025 0,013
G 0,13 0,025
М 0,05...
и 0,08...
d, мм S Т С D V R W
и (/у Q
3,97 06
5,56 09 03
6 06
6,35 11 06 07 04
8 08
9,52 09 16 09 11 16 09 06
10 10
12 12
12,7 12 22 12 15 08
15,87 15 27 16 15
16 16
19,05 19 33 19
20 20
22 22
25 25
25,4 25 25 25
27,8 27
30,8 30
32 32
1 L
\ /и
HlTF
Обозн. S, мм
01 1,59
Т1 1,98
02 2,38
03 3,18
ТЗ 3,97
04 4,76
05 5,56
06 6,35
07 7,93
09 9,52
9
гп*
7
\г
Обозн. г, мм
00 0
02 0,2
04 0,4
08 0,8
10 1
12 1,2
16 1,6
20 2
24 2,4
32 3,2
10 Обозначение специальной формы передней поверхности
Таблица 4.38. Характеристика пластин для токарного инструмента
Форма Ряд I Обозначение по ИСО Основные размеры, мм
/ 5 г d d\
ССМТ ,г 06 ССМТ 060204 6,5 2,38 0,4 6,35 2,8
ССМТ 060208 0,8
09 ССМТ 09Т304 9,7 3,97 0,4 9,52 4,4
ССМТ 09Т308 0,8
80°^ , 1, 4 5 12 ССМТ 120408 12,9 4,76 0,8 12,7 5,5
ССМТ 120412 1,2
CCMW 06 CCMW 060202 6,4 2,38 0,2 6,35 2,8
, г CCMW 060204 0,4
к®) / -- 7 09 CCMW 09Т304 9,7 3,97 0,4 9,52 4,4
4 CCMW 09Т308 0,8
Л/ 12 CCMW 120404 12,9 4,76 0,4 12,7 5,5
80°*» _ 1 J г_ 5 CCMW 120408 0,8
CCMW 120408 1,2
CNGA 09 CNGA 090302 9,7 3,18 0,2 9,52 3,81
CNGA 090304 0,4
, г CNGA 090308 0,8
Го' 1 ' ъ 12 CNGA 120404 12,9 4,76 0,4 12,7 5,16
CNGA 120408 0,8
5 CNGA 120412 1,2
80°М 1 CNGA 120416 1,6
16 CNGA 160412 16,1 4,76 1,2 15,87 6,35
CNGA 160416 1,6
CNGA 160612 16,1 6,35 1,2 15,87 6,35
CNGA 160616 1,6
19 CNGA 190612 19,3 6,35 1,2 19,05 7,93
CNGA 190616 1,6
CNGA 190624 2,4
CNMA г 09 CNMA 090302 9,7 3,18 0,2 9,52 3,81
CNMA 090304 0,40
CNMA 090308 0,80
12 CNMA 120404 12,9 4,76 0,4 12,7 5,16
К
CNMA 120408 0,8
К S CNMA 120412 1,2
CNMA 120416 1,6
80°М . 1 .
16 CNMA 160412 16,1 4,76 1,2 15,87 6,35
CNMA 160612 16,1 6,35 1,2 15,87 6,35
CNMA 160616 1,6
19 CNMA 190608 19,3 6,35 0,8 19,05 7.93
CNMA 190612 1,2
CNMA 190616 1,6
CNMA 190624 2,4
CNMG . г 12 CNMG 120404 12,9 4,76 0,4 12,7 5,16
CNMG 120404-22 0,4
CNMG 120404-43 0,4
f “«.J CNMG 120408 0,8
ъ S CNMG 120408-22 0,8
CNMG 120408-25 0,8
80°М 1
CNMG 120408-43 0,8
CNMG 120408-46 0,8
CNMG 120412 1,2
CNMG 120412-22 1,2
CNMG 120412-25 1,2
Продолжение табл. 4.38
Форма Ряд I Обозначение по ИСО Основные размеры, мм
/ 5 г d
CNMG 12 CNMG 120412-43 1,2
CNMG 120412-46 1,2
. г CNMG 120412-66 1,2
CNMG 120416 1,6
CNMG 120416-46 1,6
CNMG 120416-66 1,6
16 CNMG 160604 16,1 6,35 0,4 15,88 6,35
80оЧ/1* -*1 -*Р4- CNMG 160604-42 0,4
CNMG 160608 0,8
CNMG 160608-42 0,8
CNMG 160608-46 0,8
CNMG 160612 1,2
CNMG 160612-42 1,2
CNMG 160612-46 1,2
CNMG 160616 1,6
CNMG 160616-46 1,6
19 CNMG 190608 19,05 6,35 0,8 19,05 7,93
CNMG 190608-42 0,8
CNMG 190608-46 0,8
CNMG 190612 1,2
CNMG 190612-22 1,2
CNMG 190612-42 1,2
CNMG 190612-46 1,2
CNMG 190612-66 1,2
CNMG 190616 1,6
CNMG 190616-42 1,6
CNMG 190616-46 1,6
CNMG 190616-66 1,6
CNMM 12 CNMM 120404 12,9 4,76 0,4 12,7 5,16
CNMM 120408 0,8
, г CNMM 120408-63 0,8
CNMM 120408-81 0,8
CNMM 120408-85 0,8
CNMM 120412 1,2
♦ t/Ч^ -=Х/ 22 CNMM 120412-63 1,2
80°М< -ДД*- CNMM 120412-75 1,2
CNMM 120412-81 1,2
CNMM 120412-85 1,2
CNMM 120416 1,6
CNMM 120416-75 1,6
CNMM 120416-81 1,6
CNMM 120416-85 1,6
16 CNMM 160412 16,1 4,76 1,2 15,87 6,35
CNMM 160416 1,6
CNMM 160608 16,1 6,35 0,8 15,87 6,35
CNMM 160608-81 0,8
CNMM 160608-85 0,8
CNMM 160612 1,2
CNMM 160612-63 1,2
CNMM 160612-75 1,2
CNMM 160612-81 1,2
CNMM 160612-85 1,2
CNMM 160616 1,6
CNMM 160616-63 1,6
Продолжение табл. 4.38
Форма Ряд I Обозначение no ИСО Основные размеры, мм
/ 5 г d d\
CNMM 16 CNMM 160616-81 1,6
CNMM 160616-85 1,6
19 CNMM 190608 19,05 6,35 0,8 19,05 7,93
CNMM 190612 1,2
"’З ЖЭ/У > CNMM 190612-75 1,2
CNMM 190612-81 1,2
оП(М, 1 - CNMM 190612-85 1,2
80~« ** -М' * CNMM 190616 1,6
CNMM 190616-75 1,6
CNMM 190616-81 1,6
CNMM 190616-85 1,6
CNMM 190624-85 2,4
DCMT г 07 DCMT 070202 7,8 2,38 0,2 6,35 3,75
DCMT 070204 0,4
УоУлгч- DCMT 070208 0,8
11 DCMT 11T3 04 11,6 3,97 0,4 9,52 4,4
VI / J 4 _„s DCMT 11T308 0,8
33“ 14 *' • *
DNGA 15 DNGA 150612 15,5 6,35 1,2 12,7 5,16
DNMA DNGA 150616 1,6
. r 15 DNMA 150408 15,5 4,76 0,8 12,7 5,16
;—у VT^ ,, я DNMA 150412 1,2
•« АО]/ ъ -- DNMA 150416 1,6
И / V J ‘ £ DNMA 150604 15,5 6,35 0,4 12,7 5,16
l/L i J DNMA 150608 0,8
зз^7 '* r DNMA 150612 1,2
DNMA 150616 1,6
DNMG 15 DNMG 150408-43 15,5 4,76 0,8 12,7 5,16
DNMG 150604 15,5 6,35 0,4 12,7 5,16
Kr DNMG 150604-43 0,4
‘ Z-V/ ъ DNMG 150608 15,5 6,35 0,8 12,7 5,16
DNMG 150608-22 0,8
DNMG 150608-25 0,8
VI\ i DNMG 150608-43 0,8
55° 1 DNMG 150608-46 0,8
DNMG 150612 1,2
DNMG 150612-22 1,2
DNMG 150612-25 1,2
DNMG 150612-46 1,2
DNMG 150612-66 1,2
DNMG 150616 1,6
DNMG 150616-43 1,6
DNMG 150616-46 0,8
DNMM 15 DNMM 150608-63 15,5 6,35 0,8 12,7 5,16
DNMM 150608-85 0,8
,; /^Т/ --й DNMM 150612-63 1,2
z/AQ/Z ^--7 DNMM 150612-81 1,2
v/ , 1 DNMM 150612-85 1,2
55yL-Lj JzL DNMM 150616-63 1,6
DNMM 150616-85 1,6
Форма
KNMM
RCGT
RCMT
IB
RCMX
Ж
IB
RNMG
В
SCMT
/
1%
IB
SCMW
/
SNGA
I
/ _ al
Продолжение табл. 4.38
Ряд I Обозначение по ИСО Основные размеры, мм
/ 5 г d 61
16 KNUX 160405L11 16 4,76 0,5 9,52 2,2
KNUX 160405L12 0,5
KNUX 160405R11 0,5
KNUX 160405R12 0,5
KNUX 160410L11 1
KNUX 160410L12 1
KNUX 16041 OR 11 1
KNUX 160410R12 1
KNUX 160415L12 1,5
KNUX 160415R12 1,5
I / 5 г d d\
06 RCGT 0602MO 2,38 6 2,8
06 RCMT 0602MO 2,38 6 2,8
08 RCMT 0803 MO 3,18 8 3,3
10 RCMT ЮТЗМО 3,97 10 3,7
12 RCMT 1204MO 4,76 12 4,2
16 RCMT 1605MO 5,56 16 5,2
20 RCMT 2006MO 6,35 20 6,5
25 RCMT 2507MO 7,94 25 7,4
32 RCMT 3209MO 9,52 32 10,2
10 RCMX 100300 3,18 10 3,7
12 RCMX 120400 4,76 12 4,2
16 RCMX 160600 6,35 16 5,2
20 RCMX 200600 6,35 20 6,5
25 RCMX 250700 7,94 25 7,4
32 RCMX 320900 9,52 32 10,2
09 RNMG 090300 3,18 9,52 3,81
12 RNMG 120400 4,76 12,7 5,15
15 RNMG 150600 6,35 15,87 6,35
19 RNMG 190600 6,35 19,05 7,92
35 RNMG 250900 9,52 25,4 9,11
09 SCMT 09T304 9,52 . 3,97 0,4 9,52 4,4
SCMT 09T308 0,8
12 SCMT 120404 12,7 4,76 0,4 12,7 5,5
SCMT 120412 1,2
09 SCMW 09T304 9,52 3,97 0,4 9,52 4,4
SCMW 09T308 0,8
12 SCMW 120404 12,7 4,76 0,4 12,7 5,5
SCMW 120408 0,8
SCMW 120412 1,2
09 SNGA 090304 9,52 3,18 0,4 9,52 3,81
SNGA 090308 0,8
12 SNGA 120408 12,7 4,76 0,8 12,7 5,16
SNGA 120412 1,2
15 SNGA 150404 15,87 4,76 0,4 15,87 6,35
SNGA 150412 1,2
SNGA 150416 1,6
Продолжение табл. 4.38
Форма Ряд I Обозначение по ИСО Основные размеры, мм
/ 5 г d d\
SNMA 09 SNMA 090304 9,52 3,18 0,4 9,52 3,81
SNMA 090308 0,8
12 SNMA 120404 12,7 4,76 0,4 12,7 5,16
J' SNMA 120408 0,8
z х и Y/a SNMA 120412 1,2
. о . SNMA 120416 1,6
V у т7а SNMA 120430 3
i _J7L_ 15 SNMA 150412 15,87 4,76 1,2 15,87 6,35
SNMA 150416 1,6
SNMA 150612 6,35 1,2
SNMA 150616 1,6
19 SNMA 190612 19,05 6,35 1,2 19,05 7,93
SNMA 190616 1,6
25 SNMA 250716 25,4 7,94 1,6 25,4 9,12
SNMA 250720 2
SNMA 250724 2,4
SNUA 09 SNUA 090304 9,52 3,18 0,4 9,52 3,81
SNUA 090308 0,8
г 12 SNUA 120404 12,7 4,76 0,4 12,7 5,16
SNUA 120408 0,8
' Л) SNUA 120412 1,2
L W J ^4- SNUA 120416 1,6
15 SNUA 150412 15,87 4,76 1,2 15,87 6,35
/ 5 SNUA 150416 1,6
19 SNUA 190612 19,05 6,35 1,2 19,05 7,93
SNUA 190616 1,6
SNUA 190624 2,4
SNGN 09 SNGN 090302 9,52 3,18 0,2 9,52
SNGN 090304 0,4
SNGN 090308 0,8
SNGN 090312 1,2
SNGN 090316 1,6
12 SNGN 120300 12,7 3,18 0 12,7
1 SNGN 120302 0,2
а 1 » 5 SNGN 120304 0,4
SNGN 120308 0,8
SNGN 120312 1,2
SNGN 120316 1,6
SNGN 120402 12,7 4,76 0,2 12,7
SNGN 120404 0,4
SNGN 120408 0,8
SNGN 120412 1,2
SNGN 120416 1,6
15 SNGN 150408 15,87 4,76 0,8 15,87
SNGN 150412 1,2
SNGN 150416 1,6
19 SNGN 190400 19,05 4,76 0,2 19,05
SNGN 190402 0,2
SNGN 190404 0,4
SNGN 190408 0,8
SNGN 190412 1,2
SNGN 190416 1,6
SNGN 190432 3,2
SNGN 190624 19,05 6,35 2,4 19,05
Продолжение табл. 4.38
Форма Ряд I Обозначение по ИСО Основные размеры, мм
/ 5 г d d\
SNUN 09 SNUN 090304 9,52 3,18 0,4 9,52
SNUN 090308 0,8
г 12 SNUN 120304 12,7 3,18 0,4 12,7
SNUN 120308 0,8
SNUN 120312 1,2
SNUN 120316 1,6
SNUN 120404 12,7 4,76 0,4 12,7
х 1 t ж S t SNUN 120408 0,8
SNUN 120412 1,2
SNUN 120416 1,6
SNUN 120424 2,4
15 SNUN 150408 15,87 4,76 0,8 15,87
SNUN 150412 1,2
SNUN 150416 1,6
SNUN 150424 2,4
SNUN 150612 15,87 6,35 1,2 15,87
SNUN 150616 1,6
19 SNUN 190408 19,05 4,76 0,8 19,05
SNUN 190412 1,2
SNUN 190416 1,6
SNUN 190424 2,4
25 SNUN 250716 25,4 7,94 1,6 25,4
SNMG 09 SNMG 090304-43 9,525 3,18 0,4 9,52 3,8
SNMG 090308 0,8
5 12 SNMG 120404 12,7 4,76 0,4 12,7 5,16
SNMG 120404-43 0,4
SNMG 120408 0,8
SNMG 120408-22 0,8
SNMG 120408-25 0,8
д ж t 5 t SNMG 120408-43 0,8
SNMG 120408-46 0,8
SNMG 120412 1,2
SNMG 120412-22 1,2
SNMG 120412-25 1,2
SNMG 120412-43 1,2
SNMG 120412-46 1,2
SNMG 120416 1,2
SNMG 120416-46 1,2
15 SNMG 150604-42 15,87 6,35 0,4 15,87 6,35
SNMG 150608 0,8
SNMG 150608-42 0,8
SNMG 150608-46 0,8
SNMG 150612 1,2
SNMG 150612-42 1,2
SNMG 150612-46 1,2
SNMG 150616 1,6
SNMG 150616-42 1,6
SNMG 150616-46 1,6
19 SNMG 190608 19,05 6,35 0,8 19,05 7,93
SNMG 190608-42 0,8
SNMG 190608-46 0,8
SNMG 190612 1,2
SNMG 190612-22 1,2
SNMG 190612-42 1.2
Продолжение табл. 4.38
Форма Ряд I Обозначение по ИСО Основные размеры, мм
/ s г d
SNMG 19 SNMG 190612-46 1,2
SNMG 190616 1,6
' о SNMG 190616-22 1,6
SNMG 190616-42 1,6
SNMG 190616-46 1,6
Хг S 25 SNMG 250716 25,4 7,93 1,6 25,4 9,12
1 SNMG 250716-24 1,6
SNMG 250724 2,4
SNMG 250924 25,4 9,52 2,4 25-,4 9,12
SNMM 09 SNMM 090304 9,52 3,18 0,4 9,52 3,81
SNMM 090308 0,8
12 SNMM 120404 12,7 4,76 0,4 12,7 5,16
7 SNMM 120408 0,8
— % SNMM 120412 1,2
SNMM 120412-81 SNMM 120416 — 1,2 1,6
1 S 15 SNMM 150608 15,87 6,35 0,8 15,87 6,35
SNMM 150608-63 0,8
SNMM 150608-85 0,8
SNMM 150612 1,2
SNMM 150612-63 1,2
SNMM 150612-85 1,2
SNMM 150616 1,6
SNMM 150616-63 1,6
SNMM 150616-85 1,6
19 SNMM 190608 19,05 6,35 0,8 19,05 7,93
SNMM 190612 1,2
SNMM 190612-63 1,2
SNMM 190612-81 1,2
SNMM 190612-85 1,2
SNMM 190616 1,6
SNMM 190616-63 1,6
SNMM 190616-85 1,6
SNMM 190624 2,4
SNMM 190624-92 2,4
25 SNMM 250724 25,4 7,93 2,4 25,4 9,12
SNMX 12 SNMX 120412L 12,7 4,76 1,2 12,7 5,16
5 SNMX 120412R 1,2
15 SNMX 150412L 15,87 4,76 1,2 15,87 6,35
— О' %. S SNMX 150412R 1,2
/
SPGN г 06 SPGN 060204 6,35 2,38 0,4 6,35
SPGN 060208 0,8
Jf 09 SPGN 090302 9,52 3,18 0.2 9,52
11° S
SPGN 090304 0.4
SPGN 090308 0,8
SPGN 090312 1,2
, / _ SPGN 090316 1,6
12 SPGN 120302 12,7 3.18 0,2 12,7
SPGN 120304 0,4
SPGN 120308 0,8
SPGN 120312 1,2
SPGN 120316 1,6
Форма Ряд I Обозначение по ИСО Основные размеры, мм
/ 5 г d d\
SPGN 12 SPGN 120332 3,2
SPGN 120402 12,7 4,76 0,2 12,7
у' SPGN 120404 0,4
SPGN 120408 0,8
- Ну° SPGN 120412 1,2
ч. J - SPGN 120416 1,6
/ * с 15 SPGN 150408 15,87 4,76 0,8 15,87
SPGN 150412 1,2
SPGN 150416 1,6
19 SPGN 190402 19,05 4,76 0,2 19,05
SPGN 190408 0,8
SPGN 190412 1,2
SPGN 190416 1,6
SPGN 190448 4,8
SPGN 190612 19,05 6,35 1,2 19,05
SPUN 09 SPUN 090304 9,52 3,18 0,4 9,52
SPUN 090308 0,8
12 SPUN 120304 12,7 3,18 0,4 12,7
SPUN 120308 0,8
- НУ SPUN 120312 1,2
j 'I SPUN 120408 12,7 4,76 0,8 12,7
/ ‘о 15 SPUN 150408 15,87 4,76 0,8 15,87
/ ж S м SPUN 150412 1,2
SPUN 150416 1,6
19 SPUN 190408 19,05 4,76 0,8 19,05
SPUN 190412 1,2
SPUN 190416 1,6
25 SPUN 250616 25,4 6,35 1,6 25,4
SPUN 250620 2
SPGR 09 SPGR 090302 9,52 3,18 0,2 9,52
SPMR SPGR 090304 0,4
SPGR 090308 0,8
У’ 12 SPGR 120302 12,7 3,18 0,2 12,7
м / L SPGR 120304 0,4
— 110 SPGR 120308 0,8
SPGR 120312 1,2
09 SPMR 090302 9,52 3,18 0,2 9,52
SPMR 090304 0,4
SPMR 090308 0,8
12 SPMR 120302 12,7 3,18 0,2 12,7
SPMR 120304 0,4
SPMR 120308 0,8
SPMR 120312 1,2
TCGT ,60? 06 TCGT 06T104 6,35 1,98 0,4 3,97 2,19
тсмт А/л 06 ТСМТ 06T308 6,35 3,97 0,8 3,97 2,19
11 TCMT 110202 11 2,38 0,2 6,35 2,8
u "<31 TCMT 110204 0,4
"Q Дил £ TCMT 110208 0,8
Ч V 1 1 16 TCMT 16T304 16,5 3,97 0,4 9,52 4,4
TCMT 16T308 0,8
TCGR 06 TCGR 060102 6,9 1,59 0,2 3,96
,бо? TCGR 060104 0,4
Г П_ TCGR 060108 0,8
тз £%
11 1 г|
Продолжение табл. 4.38
Форма Ряд I Обозначение no ИСО Основные размеры, мм
I s r d d\
TCMW 09 TCMW 090204 9,63 2,38 0,4 5,56 2,5
^60° 11 TCMW 110204 11 2,38 0,4 6,35 2,8
TCMW 110208 0,8
16 TCMW 16T304 16,5 3,97 0,4 9,52 4,4
n лХ 2 TCMW 16T308 0,8
TCMW 16T312 1,2
L_j—J
TNGA 16 TNGA 160408 16,5 4,76 0,8 9,52 3,18
>60° TNGA 160412 1,2
22 TNGA 220408 22 4,76 0,8 12,7 5,16
TNGA 220412 1,2
I ZX >Z TNGA 220416 1,6
A°A "z TNGA 220424 2,4
27 TNGA 270612 27,5 6,35 1,2 15,87 6,35
ж r r 5 -» TNGA 270616 1,6
TNGA 270624 2,4
TNMA 11 TNMA 110304 11 3,18 0,4 6,36 2,26
TNMA 110308 0,8
JSO? 16 TNMA 160304 16,5 3,18 0,4 9,52 3,81
TNMA 160308 0,8
TNMA 160312 1,2
I /"X 7 TNMA 160316 1,6
Ъ ZoX J-- TNMA 160404 16,5 4,76 0,4 9,52 3,81
TNMA 160408 0,8
м I r TNMA 160412 1,2
TNMA 160416 1,6
22 TNMA 220404 22 4,76 0,4 12,7 5,16
TNMA 220408 0,8
TNMA 220412 1,2
TNMA 220416 1,6
TNMA 220424 2,4
27 TNMA 270612 27,5 6,35 1,2 15,87 6,35
TNMA 270616 1,6
TNMA 270624 2,4
TNUA 11 TNUA 110304 11 3,28 0,4 6,35 2,26
TNUA 110308 0,8
^60° 16 TNUA 160308 16,5 3,28 0,8 9,52 3,81
)ГГ TNUA 160312 1,2
TNUA 160404 16,5 4,76 0,4 9,52 3,81
’ ЛЛ TNUA 160408 0,8
\ Д°Д --z TNUA 160412 1,2
/ 22 TNUA 220408 22 4,76 0,8 12,7 5,16
1 „ I r 1 5 TUNA 220412 1,2
TNUA 220416 1,6
TNUA 220424 2,4
27 TNUA 270612 27,5 6,35 1,2 15,87 6,35
TNUA 270616 1,6
TNUA 270624 2,4
Продолжение табл. 4.38
Форма Ряд I Обозначение по ИСО Основные размеры, мм
/ 5 г d d\
TNMG 11 TNMG 110304 11 3,18 0,4 6,35 2,26
TNMG 110304-33 0,4
□,60° TNMG 110308 0,8
16 TNMG 160304 16,5 3,18 0,4 9,52 3,81
TNMG 160308 0,8
j«г TNMG 160312 1,2
ДУА TNMG 160404 16,5 4,76 0,4 9,52 3,81
TNMG 160404-33 0,4
« х г 5 -< TNMG 160404-41 0,4
TNMG 160404-43 0,4
TNMG 160408 0,8
TNMG 160408-22 0,8
TNMG 160408-41 0,8
TNMG 160408-43 0,8
TNMG 160408-46 0,8
TNMG 160412 1,2
TNMG 160412-22 1,2
TNMG 160412-41 1,2
TNMG 160412-43 1,2
22 TNMG 220404 22 4,76 0,4 12,7 5,16
TNMG 220404-41 0,4
TNMG 220408 0,8
TNMG 220408-22 0,8
TNMG 220408-41 0,8
TNMG 220408-43 0,8
TNMG 220408-46 0,8
TNMG 220412 1,2
TNMG 220412-22 1,2
TNMG 220412-41 1,2
TNMG 220412-43 1,2
TNMG 220412-46 1,2
TNMG 220416 1,6
TNMG 220416-43 1,6
TNMG 220416-46 1,6
TNMM И TNMM 110304 11 3,18 0,4 6,35 2,26
TNMM 110308 0,8
,60° 16 TNMM 160304 16,5 3,18 0,4 9,52 3,81
TNMM 160308 0,8
/ХГ f—1 WMM 160312 1,2
н ЛсА 44 у 2 TNMM 160404-81 16,5 4,76 0,4 9,52 3,81
дО1 TNMM 160408 0,8
WMM 160408-81 0,8
« г г 5 < TNMM 160408-85 0,8
TNMM 160412-63 1,2
TNMM 160412-81 1,2
TNMM 160412-85 1,2
TNMM 160416-75 1,6
TNMM 160416-85 1,6
22 TNMM 220404 22 4,76 0,4 12,7 5,16
TNMM 220404-81 0,4
TNMM 220408 0,8
TNMM 220408-63 0,8
TNMM 220408-81 0,8
TNMM 220408-85 0,8
TNMM 220412 1,2
Продолжение табл. 4.38
Форма Ряд I Обозначение по ИСО Основные размеры, мм
/ 5 г d d\
TNMM ,60° 22 TNMM 220412-63 1,2
TNMM 220412-75 1,2
TNMM 220412-81 1,2
/\ Г Г- У < TNMM 220416 1,6
"в 2 TNMM 220416-63 1,6
TNMM 220416-81 1,6
ZZ ¥ /\Х TNMM 220416-85 1,6
1 TNMM 220416-92 1,6
27 TNMM 270612 27,5 6,35 1,2 15,87 6,35
TNMM 270616-81 1,6
TNGN □,60° 11 TNGN 110302 11 3,18 0,2 6,35
TNGN 110304 0,4
TNGN 110308 0,8
TNGN 110312 1,2
TNGN 110316 1,6
"в 16 TNGN 160302 16,5 3,18 0,2 9,52
TNGN 160304 0,4
TNGN 160308 0,8
1 5
TNGN 160312 1,2
TNGN 160316 1,6
TNGN 160402 16,5 4,76 0,2 9,52
TNGN 160404 0,4
TNGN 160408 0,8
TNGN 160412 1,2
TNGN 160416 1,6
22 TNGN 220402 22 4,76 0,2 12,7
TNGN 220404 0,4
TNGN 220408 0,8
TNGN 220412 1,2
TNGN 220416 1,6
TNGN 220432 3,2
TNGN 220612 22 6,35 1,2 12,7
TNGN 220616 1,6
27 TNGN 270616 27,5 6,35 1,6 15,87
33 TNGN 330402 33 4,76 0,2 19,05
TNUN □ 60° УРГ 11 TNUN 110304 11 3,18 0,4 6,35
TNUN 110308 0,8
TNUN 110312 1,2
16 TNUN 160304 16,5 3,18 0,4 9,52
TNUN 160308 0,8
"в TNUN 160312 1,2
TNUN 160404 16,5 4,76 0,4 9,52
5 TNUN 160408 0,8
_ 1 1 TNUN 160412 1,2
TNUN 160416 1,6
22 TNUN 220404 22 4,76 0,4 12,7
TNUN 220408 0,8
TNUN 220412 1,2
TNUN 220416 1,6
TNUN 220432 3,2
27 TNUN 270616 27,5 6,35 1,6 15,87
TNUN 270624 2,4
33 TNUN 330948 33 9,52 4,8 19,05
Продолжение табл. 4.38
Форма Ряд I Обозначение по ИСО Основные размеры, мм
/ 5 г d
TNMX 16 TNMX 160404R 16,5 4,76 0,4 9,52 3,81
а60° TNMX 160412R 1,2
TNMX 160412L 1,2
/г г TNMX 160420R 2
1—_ т. TNMX 160420L 2
"«Хок .
” и
* 1 t
TPGN 09 TPGN 090204 9,63 2,38 0,4 5,55
TPGN 090208 0,8
11 TPGN 110202 11 2,38 0,2 6,35
,607 TPGN 110204 0,4
r TPGN 110208 0,8
TPGN 110302 11 3,18 0,2 6,35
TPGN 110304 0,4
“° Л Л TPGN 110308 0,8
я / ж| -5 TPGN 110312 1,2
TPGN 110316 1,6
16 TPGN 160330 16,5 3,18 3 9,52
TPGN 160302 0,2
TPGN 160304 0,4
TPGN 160308 0,8
TPGN 160312 1,2
TPGN 160316 1,6
TPGN 160402 16,5 4,76 0,2 9,52
TPGN 160404 0,4
TPGN 160408 0,8
TPGN 160412 1,2
TPGN 160416 1,6
22 TPGN 220402 22 4,76 0,2 12,7
TPGN 220404 0,4
TPGN 220408 0,8
TPGN 220412 1,2
TPGN 220416 1,6
27 TPGN 270602 27,5 6,35 0,2 . 15,87
TPUN 11 TPUN 110304 11 3,18 0,4 6,35
АП° TPUN 110308 0,8
TPUN 110312 1,2
г 16 TPUN 160304 16,5 3,18 0,4 9,52
А .А TPUN 160308 0,8
/Q TPUN 160312 1,2
TPUN 160404 16,5 4,76 0,4 9,52
м 1 S TPUN 160408 0,8
TPUN 160412 1,2
TPUN 160416 1,6
22 TPUN 220404 22 4,76 0,4 12,7
TPUN 220408 0,8
TPUN 220412 1,2
TPUN 220416 1,6
27 TPUN 270616 27,5 6,35 1,6 15,87
Продолжение табл. 4.38
Форма Ряд I Обозначение по ИСО Основные размеры, мм
/ 5 г d d\
TPGR ,60° 09 TPGR 090202 9,6 2,38 0,2 5,55
TPGR 090204 0,4
TPGR 090208 0,8
11 TPGR 110302 11 3,18 0,2 6,35
11°. TPGR 110304 0,4
"в TPGR 110308 0,8
16 TPGR 160302 16,5 3,18 0,2 9,52
1 t 4 TPGR 160304 0,4
TPGR 160308 0,8
TPGR 160312 1,2
TPMR у60° 09 TPMR 090202 9,6 2,38 0,2 9,52
TPMR 090204 0,4
TPMR 090208 0,8
лС г 11 TPMR 110302 11 3,18 0,2 11
"в TPMR 110304 0,4
# 11J TPMR 110308 0,8
1 _ 4 -S 16 TPMR 160304 16,5 3,18 0,4 9,52
TPMR 160308 0,8
TPMR 160312 1,2
VBMT 11 VBMT 110202 ИД 2,38 0,2 6,35 2,8
г - VBMT 110204 0,4
с 35> ря я VBMT 110208 0,8
16 VBMT 160404 16,6 4,76 0,4 9,52 4,4
>Г7-^ VBMT 160408 0,8
VBMT 160412 1,2
VCGT 16 VCGT 160412 16,6 4,76 1,2 9,52 4,4
С 35°< Г _ 7°д| и 5
VNMG 16 VNMG 160404 16,1 4,76 0,4 9,52 4,4
г VNMG 160408 0,8
С 35> z г[ 22 VNMG 220408 22,1 4,76 0,8 12,7 5,6
у - S
Продолжение табл. 4.38
Форма Ряд I Обозначение по ИСО Основные размеры, мм
/ 5 г d
WNMG 160%/ 06 WNMG 060304 6,14 3,18 0,4 9,52 3,81
WNMG 060308 0,8
08 WNMG 080404 8,14 4,76 0,4 12,7 5,16
—X / г. WNMG 080404-40 0,4
ЧЗ \\О/У — WNMG 080408 0,8
я WNMG 080408-40 0,8
% WNMG 080408-43 0,8
^80°^ 1% & WNMG 080412 1,2
WNUM 160%/ 06 WNUM 060304 6,5 3,18 0,4 9,52 3,81
WNUM 060308 0,8
WNUM 060404 6,5 4,76 0,4 9,52 3,81
/ Х-7г. % 08 WNUM 080404 8,7 4,76 0,4 12,7 4,76
/г WNUM 080408 0,8
S: 10 WNUM 100408 10,8 4,76 0,8 15,87 6,35
1 WNUM 100412 1,2
WNUM 100608 10,8 6,35 0,8 15,87 6,35
^80^ WNUM 100612 1,2
12 WNUM 120612 12,8 6,35 1,2 19,05 7,94
- возможность применения твердых сплавов и керамики с более низкой прочно-
стью и высокой износостойкостью, что позволяет повысить скорость резания и про-
изводительность;
- простота замены затупившихся режущих кромок, взаимозаменяемость высоко-
точных пластин, что сокращает время наладки инструмента на требуемый размер об-
работки;
- исключение повторной заточки инструмента, что экономит алмазы; сохранение
постоянными геометрических параметров инструмента, так как они определяются
точностью исполнения самой пластины и гнезда под пластину в корпусе инструмен-
та;
- высокие производительность и точность скругления режущих кромок, что повы-
шает эксплуатационную стойкость, так как скругленные кромки играют роль упроч-
няющей фаски;
- экономия дорогостоящего вольфрама: возврат в металлургическую промышлен-
ность использованных сменных пластин составляет около 90 %, в то время как напай-
ных - около 15 %;
- уменьшение запаса инструментов в целом, так как одна державка резца или кор-
пус фрезы могут быть использованы многократно для десятков и даже сотен сменных
пластин;
- экономия значительного количества стали, которая расходуется на изготовление
напайного инструмента;
- снижение стоимости обработки, существенное повышение скорости резания (со-
ответственно минимальная стоимость обработки), увеличение производительности
обработки;
- возможность применения износостойких покрытий для значительного повыше-
ния стойкости инструмента.
Таблица 4.39. Обозначение пластин для фрезерования
S р G N 12 03 ED Т R
1 2 3 4 5 6 7 8 9
3
Класс допуска 5, ММ D, мм
А 0,025 0,025
С
Е
G 0,13
Н 0,025 0,013
К 0,05...
М 0,13
и 0,08...
4
А 1 ||| 1
F £ J
М сфз
N 1 1
W 1_Й-1
X Спец.
5
d, мм Р R S т
Q Д
5,56 09
6,35 11
9,52 09 09 16
12,7 12 12 22
15,87 11 15 15 27
19,06 13 19 19 33
22,2 16
25,4 25
6
1 ц
и!п4
1 +
Обозн. S, мм
02 2,38
03 3,18
04 4,76
06 6,35
07 7.94
09 9,52
7
Обозн. Хг Обозн. «п
А 45 D 45
D 60 F 60
Е 75 N 75
Р 90 Р 90
Z Спец. Z Спец.
S
Таблица 4.40. Характеристика пластин для фрезерного инструмента
Форма Ряд I Обозначение no ИСО Основные размеры, мм
I s r d
PNEA 11 PNEA 110408 11,5 4,76 0,8 15,87 6,35
I PNEA 110416 1,6
q —Т'ГХ А108 - 13 PNEA 130412 13,8 4,76 1,2 19,05 7,93
PNEA 130420 2
PNEA 130612 13,8 6,35 1,2 19,05 7,93
s PNEA 130620 2
/ _
PNUM 11 13 PNUM 110408 11,5 4,76 0,8 15,87 6,35
q д108° 1 PNUM 110416 1,6
PNUM 130412 13,8 4,76 1,2 19,03 7,93
s •q PNUM 130420 2
PNUM 130612 13,8 6,35 1,2 19,05 7,93
PNUM 130620 2
. 1 ~ 16 PNUM 160612 16,1 6,35 1,2 22,2 7,93
RNGA 12 RNGA 120400 4,76 12,7 5,16
"в 4 5 15 RNGA 150400 4,76 15,87 6,35
RNGN 9 RNGN 090300 3,18 9,52
12 RNGN 120300 3,18 12,7
"в lb. — RNGN 120400 4,76 12,7
15 RNGN 150400 4,76 15,87
5 19 RNGN 190400 4,76 19,05
RNMM 12 RNMM 120400 3,18 9,52 3,81
' "в L® 4 15 RNMM 150400 4,76 15,87 6,35
RNMM 150600 6,35 15,87 6,35
1 M
RPGN 09 RPGN 090300 3,18 9,52
12 RPGN 120300 3,18 12,7
RPGN 120400 4,76 12,7
ip„t 15 RPGN 150400 4,76 15,87
19 RPGN 190400 4,76 19,05
SBAN I / 5 d b b\
«5» 12 SBAN 1203 ZZ 12,7 3,18 12,7 1,2 0,7
/ § \ 4°^ У SBAN 1204ZZ 4,76
Продолжение табл. 4.40
Форма Ряд I Обозначение по ИСО Основные размеры, мм
/ s r d J
SDGN SEGN 09 SDGN 090304 9,52 3,18 0,4 9,52 15
SDGN 090308 0,8
09 SEGN 090304 9,52 3,18 0,4 9,52 20
SEGN 090308 0,8
' Х\
12 SEGN 120302 12,7 3,18 0,2 12,7 20
SEGN 120304 0,4
SEGN 120308 0,8
SEGN 120312 1,2
/ SEGN 120316 1,6
_ l=d Г J 1
5 SEGN 120416 12,7 4,76 1,6 12,7 20
19 SEGN 190402 19,05 4,76 0,2 19,05 20
SEGN 190412 1,2
SEAN / s d a 7
/ г 12 15 SEAN 1203 AFEN 12,7 3,18 12,7 1,8 20
/7 5 SEAN 1203 AFSN 1,4
SEAN 1203 AFTN 1,4
SEAN 1504 AFEN 15,87 4,76 15,87 1,8 20
\ i У) / SEAN 1504 AFSN 1,8
d
SFAN SFCN / s d 7
12 SFAN 1203 EFL 12,7 3,18 12,7 25
SFAN 1203 EFR
— 13 SFCN 1203 EFL
5 SFCN 1203 EFR
d _
SNAN SNKN й / 5 d a b
12 SNAN 1204 ENN 12,7 4,76 12,7 1,4 1
15 SNAN 1504 ENN 15,87 4,76 15,87 1,4 1
12 SNKN 1204 ENN 12,7 4,76 12,7 1,4 1
15 SNKN 1504 ENN 15,87 4,76 15,87 1,4 1
d _ 5
SNAX SNEX / 5 l\ b
12 SNAX 1204 ENN 12,7 4,76 10 15,1
1 _ 15 SNAX 1504 ENN 15,87 4,76 10 18,3
12 SNEX 1204 ENN 12,7 4,76 10 15.1
-75° S
-е> 15 SNEX 1504 ENN 15,87 4,76 10 18,3
Продолжение табл. 4.40
Форма Ряд I Обозначение по ИСО Основные размеры, мм
/ s г d
SNGN 09 SNGN 090302 9,52 3,18 0,2 9,52
SNGN 090304 0,4
г SNGN 090308 0,8
SNGN 090312 1,2
SNGN 090316 1,6
12 SNGN 120302 12,7 3,18 0,2 12,7
SNGN 120304 0,4
1 SNGN 120308 0,8
SNGN 120312 1,2
SNGN 120316 1,6
12 SNGN 120402 12,7 4,76 0,2 12,7
SNGN 120404 0,4
SNGN 120408 0,8
SNGN 120412 1,2
SNGN 120416 1,6
SNGN 120424 2,4
15 SNGN 150408 15,87 4,76 0,8 15,87
SNGN 150412 1,2
SNGN 150416 1,6
SNGN 150612 15,87 6,35 1,2 15,87
19 SNGN 190402 19,05 4,76 0,2 19,05
SNGN 190404 0,4
SNGN 190408 0,8
SNGN 190412 1,2
SNGN 190416 1,6
SNGN 190432 3,2
SNGN 190624 19,05 6,35 2,4 19,05
25 SNGN 250716 25,4 7,93 1,6 25,4
SNUN 09 SNUN 090304 9,52 3,18 0,4 9,52
SNUN 090308 0,8
S 12 SNUN 120304 12,7 3,18 0,4 12,7
SNUN 120308 0,8
SNUN 120312 1,2
SNUN 120316 1,6
-I— РЦ SNUN 120404 12,7 4,76 0,4 12,7
/ _ J-vL SNUN 120408 0,8
SNUN 120412 1,2
SNUN 120416 1,6
SNUN 120424 2,4
15 SNUN 150408 15,87 4,76 0,8 15,87
SNUN 150412 1,2
SNUN 150416 1,6
SNUN 150424 2,4
SNUN 150612 15,87 6,35 1,2 15,87
SNUN 150616 1,6
19 SNUN 190408 19,05 4,76 0,8 19,05
SNUN 190412 1,2
SNUN 190416 1,6
SNUN 190424 2,4
25 SNUN 250716 25,4 7,94 1,6 25,4
Продолжение табл. 4.40
Форма Ряд I Обозначение по ИСО Основные размеры, мм
/ 5 d a b
SPAN 12 SPAN 1203 EDL 12,7 3,18 12,7 1,4 1
SPCN SPAN 1203 EDR
SPKN 15 SPAN 1504 EDL 15,87 4,76 15,87 1,4 1
SPAN 1504 EDR
12 SPCN 1203 EFL 12,7 3,18 12,7
15 SPCN 1504 EDL 15,87 4,76 15,87
• 1 ' 12 SPKN 1203 EDL 12,7 3,18 12,7 1,4 1
.. 15 SPKN 1504 EDL 15,87 4,76 15,87 1,4 1
d г ’ Ц.
SPAX / s b A
SPEX 12 SPAX 1203 EDL 12,7 3,18 15 10
SPAX 1203 EDR
, 11° 15 SPAX 1504 EDL 15,87 4,76 18,2 10
SPAX 1504 EDR
/ / / 12 SPEX 1203 EDL 12,7 3,18 15 10
45 / / у SPEX 1203 EDR
/ / /к75° у м 15 SPEX 1504 EDL 15,87 4,76 18,2 10
Пр 15ш SPEX 1504 EDR
SPGN / 5 r d
09 SPGN 090302 9,52 3,18 0,2 9,52
SPGN 090304 0,4
/ SPGN 090308 0,8
SPGN 090312 1,2
К ) 11°2 SPGN 090316 1,6
12 SPGN 120302 12,7 3,18 0,2 12,7
/—z7 Т с SPGN 120304 0,4
SPGN 120308 0,8
SPGN 120312 1,2
SPGN 120316 1,6
SPGN 120332 3,2
SPGN 120402 12,7 4,76 0,2 12,7
SPGN 120404 0,4
SPGN 120408 0,8
SPGN 120412 1,2
SPGN 120416 1,6
15 SPGN 150408 15,87 4,76 0,8 15,87
SPGN 150412 1,2
SPGN 150416 1,6
19 SPGN 190402 19,06 4,76 0,2 19,05
SPGN 190408 0,8
SPGN 190412 1,2
SPGN 190416 1,6
SPGN 190448 4,8
SPGN 190612 19,05 6,35 1,2 19,05
Продолжение табл. 4.40
Форма Ряд I Обозначение по ИСО Основные размеры, мм
I 5 r d
SPUN 09 SPUN 090304 9,52 3,18 0,4 9,52
SPUN 090308 0,8
12 SPUN 120304 12,7 3,18 0,4 12,7
< ) 110/
SPUN 120308 0,8
SPUN 120312 1,2
SPUN 120408 12,7 4,76 0,8 12,7
15 SPUN 150408 15,87 4,76 0,8 15,87
1 t, SPUN 150412 1,2
SPUN 150416 1,6
19 SPUN 190408 19,05 4,76 0,8 19,05
SPUN 190412 1,2
SPUN 190416 1,6
25 SPUN 250616 25,4 6,35 1,6 25,4
SPUN 250620 2
SEHN / 5 d a, град
12 SEHN 1203 AFSN 12,7 3,18 n,i 1,4
SEHN 1203 AFTN 3,18
/\А/\ 20°lQr * «и SEHN 1204 AFSN 4,76
SEHN 1204 AFTN 4,76
15 SEHN 1504 AFTN 15,87 4,76 15,87 1,4
SDCW SPCW SPHW I s d d\ 7, град.
06 SDCW 0602 APTN 6,35 2,38 6,35 2,8 15
09 SDCW 0903 APTN 9,52 3,18 9,52 4,4 15
1 12 SPCW 1204 APTN 12,7 4,76 12,7 5,5 11
А__.! -Л । :
09 SPHW 0903 APTN 9,52 3,18 9,52 4,4 11
1 /лТ \\ i -)]— 1 хГ 12 SPHW 1204 APTN 12,7 4,76 12,7 5,5 11
90°^ 1 \К1 15 SPHW 1504 APTN 15,87 4,76 15,87 5,5 11
_ l=d . л
SDGW SPEW г l = d 5 r d\ 7, град.
09 SDGW 090304 9,52 3,18 0,4 4,4 15
SDGW 090308 0,8
1 к — 09 SPEW 090304 9,52 3,18 0,4 4,4 11
90^
SPEW 090308 0,8
+
SPEW 090312 1,2
12 SPEW 120404 12,7 4,76 0,4 5,5 И
S
7±= t SPEW 120408 0,8
/=</ _
SPEW 120412 1,2
15 SPEW 150408 15,87 4,76 0,8 5,5 11
SPEW 150412 1,2
SEHW 1 l = d 5 r d d\
Г ш ЙЬ l=d _ % 12 SEHW 1204 AFTN 12,7 4,76 0,4 2,3 5,45
хГ +
25°р
Продолжение табл. 4.40
Форма Ряд I Обозначение no ИСО Основные размеры, мм
I 5 r d d\
SPGA 09 SPGA 090308 9,525 3,18 0,8 9,526 3,85
r
C°j 110*—- 1 El i: V П u %
/ * t 1 S
TDGN TEGN J>0° I 5 r d A град.
11 TDGN 110304 11,0 3,18 0,4 6,35 15
TDGN 110308 0,8
11 TEGN 110304 11,0 3,18 0,4 6,35 20
/ \ TEGN 110308 0,8
7 »• / -У □ У'*'"' 16 TEGN 160304 16,5 3,18 0,4 9,525 20
TEGN 160308 0,8
TEGN 160312 1,2
22 TEGN 220404 22,0 4,76 0,4 12,7 20
/ J s 27 TEGN 270412 27,5 4,76 1,2 15,87 20
TFAN 22 TFAN 2203 PFL 22 3,18 12,7 2,5 0,7
—У ) 25°_ TFAN 2203 PFR
i . ’v; s
TN AN TNKN I 5 d a
22 TNAN 2204 ENN 22 4,76 12,7 2,56
\ax ^1\ А К TNKN 2204 ENN
У L i s
TNAF TNKF 22 TNAF 2204 AN 22 4,76 12,7 2,56
22 TNKF 2204 AN
\ftX а*\х\^У4/ \n< =
У 1. /j s
Продолжение табл. 4.40
Форма Ряд I Обозначение по ИСО Основные размеры, мм
I 5 r d
TNGN 11 TNGN 110302 11 3,18 0,2 6,35
TNGN 110304 0,4
5 TNGN 110308 0,8
TNGN 110312 1,2
TNGN 110316 1,6
16 TNGN 160302 16,5 3,18 0,2 9,52
TNGN 160304 0,4
i TNGN 160308 0,8
TNGN 160312 1,2
TNGN 160316 1,6
TNGN 160402 16,5 4,76 0,2 9,52
TNGN 160404 0,4
TNGN 160408 0,8
TNGN 160412 1,2
TNGN 160416 1,6
22 TNGN 220402 22 4,76 0,2 12,7
TNGN 220404 0,4
TNGN 220408 0,8
TNGN 220412 1,2
TNGN 220416 1,6
TNGN 220432 3,2
TNGN 220612 22 6,35 1,2 12,7
TNGN 220616 1,6
27 TNGN 270616 27,5 6,35 1,6 15,87
33 TNGN 330402 33 4,76 0,2 19,05
TNUN I 5 r d d\
11 TNUN 110304 11 3,18 0,4 6,35
TNUN 110308 0,8
TNUN 110312 1,2
16 TNUN 160304 16,5 3,18 0,4 9,52
TNUN 160308 0,8
TNUN 160312 1,2
TNUN 160404 16,5 4,76 0,4 9,52
/ 5 TNUN 160408 0,8
TNUN 160412 1,2
TNUN 160416 1,6
22 TNUN 220404 22 4,76 0,4 12,7
TNUN 220408 0,8
TNUN 220412 1,2
TNUN 220416 1,6
TNUN 220432 3,2
27 TNUN 270616 27,5 6,35 1,6 15,87
TNUN 270624 2,4
33 TNUN 330948 33 9,52 4,8 19,05
Форма Ряд I Обозначение no ИСО Основные размеры, мм
/ 5 d a d\
TPAN TPCN TPKN 11 TPAN 1103 PP 11 3,18 6,35 0,7
16 TPAN 1603 PP 16,5 3,18 9,52 1,2
TPAN 1603 PPTN 16,5 3,18 9,52 1,2
TPAN 1603 PDL 16,5 3,18 9,52 1,2 1
TPAN 1603 PDR 16,5 3,18 9,52 1,2 1
у VA "pL । П°-С .9 22 TPAN 2204 PDL 22 4,76 12,7 1,4 0,7
TPAN 2204 PDR 22 4,76 12,7 1,4 0,7
11 TPCN 1103 PPTN 11 3,18 6,35 0,7
TPCN 1103 PZN 11 3,18 6,35 0,7
i i^600 F” 16 TPCN 1603 PPTN 16,5 3,18 9,52 1,2
22 TPCN 2204 PDL 22 4,76 12,7 1,4 0,7
TPCN 2204 PDR 22 4,76 12,7 1,4 0,7
11 TPKN 1103PP 11 3,18 6,35 0,7
At n°F. 5 16 TPKN 1603 PDL 16,5 3,18 9,52 1,2 1
TPKN 1603 PDR 16,5 3,18 9,52 1,2 1
TPKN 1603 PP 16,5 3,18 9,52 1,2
22 TPKN 2204 PDL 22 4,76 12,57 1,4 0,7
| i J^600 r- TPKN 2204 PDR 22 4,76 12,57 1,4 0,7
TPGN / 5 г d
09 TPGN 090204 9,63 2,38 0,4 5,56
TPGN 090208
11 TPGN 110202 11 2,38 0,2 6,35
7 zA s TPGN 110204 0,4
TPGN 110208 0,8
TPGN 110302 11 3,18 0,2 6,35
TPGN 110304 0,4
p_ .r -1 ц I -1 * - TPGN 110308 0,8
TPGN 110312 1,2
,60° TPGN 110316 1,6
16 TPGN 160302 16,5 3,18 0,2 9,52
TPGN 160304 0,4
Fjf^4 1 » . TPGN 160308 0,8
TPGN 160312 1,2
TPGN 160316 1,6
TPGN 160402 16,5 4,76 0,2 9,52
TPGN 160404 0,4
H—j ,v TPGN 160408 0,8
TPGN 160412 1,2
TPGN 160416 1,6
22 TPGN 220402 22 4,76 0,2 12,7
TPGN 220404 0,4
TPGN 220408 0,8
TPGN 220412 1,2
TPGN 220416 1,6
27 TPGN 270602 27,5 6,35 0,2 15,87
TPUN 11 TPUN 110304 11 3,18 0,4 6,35
TPUN 110308 0,8
s 16 TPUN 160302 16 3,18 0,2 9,52
TPUN 160304 0,4
TPUN 160308 0,8
TPUN 160312 1,2
TPUN 160408 16 4,76 0,8 9,52
Г ** i— / t r
22 TPUN 220404 22 4,76 0,4 12,7
TPUN 220408 0,8
Продолжение табл. 4.40
Форма Ряд I Обозначение по ИСО Основные размеры, мм
/- 5 г d
TPUN 22 TPUN 220412 1,2
TPUN 220416 1,6
TPUN 220430 3
27 TPUN 270618 27,5 6,35 1,6 15,87
В настоящее время освоен массовый выпуск СМП большого числа форм и размеров,
а также различных степеней точности, шлифованных по всем поверхностям или только
по опорной поверхности, но изготовленных прессованием с достаточно высокой точно-
стью формы и размеров. Увеличение числа и изменение форм СМП являются результа-
том непрерывного их совершенствования в целях осуществления различных видов об-
работки резанием, обеспечения устойчивого стружколомания при обработке стали и
сплавов и разработки более компактных методов крепления пластин в инструменте.
Все это позволило существенно расширить области применения СМП: сборный
многолезвийный инструмент, расточные головки и резцы, фрезы, инструмент для об-
работки отверстий и т.д.
Благодаря преимуществам инструмента с СМП его широко используют на станках
с ЧПУ, автоматических линиях, многоцелевых станках, т.е. там, где требуются высо-
кая надежность, быстрая сменяемость и взаимозаменяемость инструмента.
Классификация, система обозначений и формы сменных многогранных пластин
приведены в ГОСТ 19042-80, ГОСТ 19043-80, ГОСТ 24257-80. В ГОСТ 19042-80
приняты две системы обозначений пластин: цифровая и буквенно-цифровая.
Таблица 4.41. Характеристика пластин для сверл
Форма Ряд I Обозначение по ИСО Основные размеры, мм
I 5 г d
WCGX _84° 05 WCGX 050304 5,29 3 0,4 8 2,76
WCGX 050308 0,8
06 WCGX 060304 6,62 3 0,4 10 3,75
л ш
WCGX 060308 0,8
j”53 Г ПО 07 WCGX 070304 7,94 3,8 0,4 12 4,75
% WCGX 070308 0,8
'/ ‘ 4 TL
WOMX 84° 03 WOMX 030204 3,97 2,5 0,4 6 2,2
WOMX 030208 0,8
(У/’ я п ш 'Л В
WCMX 80° 06 WCMX 06T308 6,62 3,97 0,8 9,525 3,75
08 WCMX 080404 8,14 4,76 0,4 12,7 4,3
WCMX 080408 0,8
7°г^= WCMX 080412 1,2
Я ш % Й
Таблица 4.42. Характеристика пластин для обработки железнодорожных колесных пар
Форма Ряд I Обозначение по ИСО Основные размеры, мм Марка твердого сплава
/ S г Ь d\ ВТ120 (Т14К8) ВМ316 (Т8К7) ВТ223 (Т1) ВТ224 (Т5)
BNUX 20 Токарные пл< BNUX 20154023 ъстинь 20 15 4 12 + + + +
О
/
LNUX 25 LNUX 25124043 25,4 12 4 15 6,35 + + + +
LNUX 25154043 15 + + + +
7///////
Г/ —@— "ХЗ J "°
\7/////Л
i L -у - J
LNMX 19 LNMX 191940SN' 19,05 19,05 4 10 6,35 + + +
30 LNMX 301940SN-01 30 19,05 4 12 6,35 + + +
-о LNMX 301940SN-02 + + +
LNMX 301940SN-03 + + +
S
—oJ г
-о
Металлические порошки и порошковые материаль
Продолжение табл. 4.42
Форма Ряд 1 Обозначение по ИСО Основные размеры, мм Марка твердого сплава
d s d\ a di ВТ 120 (Т14К8) ВМ316 (Т8К7) ВТ223 (Т1) ВТ224 (Тб)
RPUX d 22 RPUX 2209MOSN-1 22 9,52 15,1 11 8 + + +
25 RPUX 2509МО24 25,4 9,52 16 11 10 + + +
RPUX 2509MOSN-1 + + +
цт \\7K7/77/ - 27 RPUX 2709МО24 27,8 9,52 18,4 11 10 + + +
RPUX 2709MOSN-1 + + +
... S///J 30 RPUX 3009M024 30,8 9,52 21,4 11 10 + + +
S | RPUX 3009MOSN-1 + + +
32 RPUX 3209MOSN-1 32 9,52 24,7 11 10 + + +
Тип 16 ГОСТ 25405-90 / s b r a, град.
24 16370 24 7 20 12 20 ВК8 +
32 16390 32 8 25 16 20 ВК8
<> i —j.— а^.
i .
Фрезерные пластины
RNGX RNHX а I / d s d\ — ВТ 120 ВМ316 ВТ223 ВТ224
12 RNGX 1212MO13 12 12 12 4,4 + + + +
RNGX 1212MO05 + + + +
RNHX 1212MO13 + + + +
ИИ
RNHX 1212MO05 + + + +
ZB
Раздел 4. Порошковые материалы 337
Таблица 4.43. Геометрия передней поверхности пластин для обработки железнодорожных
колесных пар
Форма пластины Применяемость для групп колесных пар
1 2 3 4
Д' J) 0,2-0,5 + +
( у 15°т
4 L_\S| 0,2-0,5 + + +
Ч— 15Т
+ +
— 15Т
П 7 + + +
t 1
1 . 15°т — *2^^^
,0,4 + + + +
[ 1 15°^
,,,Л2 _ 20°Ц — J7 + +
0,5 |5°Ц' 'J7 + + + +
0,1-0,2г 412° +
г 0,05-0,06 + +
СМП классифицируют по назначению (режущие, опорные и стружколомы) и сле-
дующим признакам: режущие - по форме, наличию заднего угла, классу допуска, на-
личию отверстия и стружколомающих канавок; опорные - по форме и наличию зад-
него угла; стружколомы - по форме.
Обозначение и характеристика пластин приведены в табл. 4.37^4.43.
4.1.2.8. Твердосплавные заготовки для монолитного инструмента
Мелкоразмерный концевой инструмент (сверла, развертки, фрезы), расточные рез-
цы, дисковые фрезы шириной до 5 мм изготовляют в основном из монолитных твер-
досплавных заготовок с использованием алмазного шлифования.
Заготовки дисковых крупнозубых фрез, сверл глубокого сверления, некоторые ти-
пы коронок концевых фрез можно изготовлять путем прессования в пресс-формах, по-
лучая нужную конфигурацию с припуском на последующую заточку. Режущий инст-
румент малых габаритов сложной конструкции (угловые фрезы, трехсторонние фрезы
и т.п.) изготовляют путем механической обработки пластифицированных твердо-
сплавных заготовок.
Для изготовления концевого инструмента методом глубокого шлифования выпус-
кают твердосплавные заготовки стержней цилиндрической по ОСТ 48-97-80 и бочко-
образной по ОСТ 48-98-80 форм (табл. 4.44).
Таблица 4.44. Размеры стержней для изготовления инструмента (мм)
d L
Цилиндрические стержни (рис. 4.21)
1,5 31; 33; 35
1,8 31; 33; 35; 38
2,1 33; 35; 38
2,4 36; 38; 41
2,7 26; 31; 36; 39; 41; 43
3,1 36; 41; 43; 45
3,5 30; 32; 36; 44; 48
3,9 30; 32; 36; 48; 51; 53; 56
4,3 27; 32; 38; 51; 55; 59
4,7 34; 38; 40; 51; 58; 60
5,1 29; 36; 42; 56; 58; 64
5,7 42; 57; 68
Бочкообразные стержни (рис. 4.22)
4,0 31; 35; 48
4,5 32; 36; 48; 54
5,0 36; 42; 56; 59
5,5 36; 41
6,0 37; 43; 60
6,5 41; 68
7,0 43; 45; 48; 71
7,5 38; 46; 52; 71; 76
8,0 38; 46; 53; 76
8,5 38; 46; 53; 58; 76; 82
9,0 41; 49; 58; 63; 82; 87
9,5 41; 56; 64; 87
10,0 41; 59; 64; 69; 87; 93
10,5 41; 69; 70; 93
11,0 41; 60; 65; 70; 75; 93; 98
11,5 43; 65; 76; 98
12,0 43; 66; 76; 99
12,5 43; 66; 71; 76; 79; 104
12,5 43
13,5 44; 72; 77; 82; 87; 104; 110
Рис. 4.21. Цилиндрический стержень
Таблица 4.45. Основные размеры (мм) заго-
товок спиральных сверл по ОСТ 48-95-80
(рис. 4.23)
D*' L*2
2,3 20
3,2; 3,4; 3,6; 3,8; 4,0 30
4,2; 4,4; 4,6; 4,8; 5,0; 5,2 35
5,4; 5,6; 5,8; 6,0; 6,2; 6,5; 6,8 40
*'Предельное отклонение +0,2 мм. *2Предельное отклонение ±1,0 мм.
Цилиндрические стержни диамет-
ром до 4 мм и стержни бочкообразной
формы выпускают из сплавов ВКб,
ВК6М, ВК8, ВК10, ВК15, ВК6-ОМ,
ВКЮ-ОМ, ВК10-М по ГОСТ 3882-82,
ВК15М по ТУ 48-19-178-84, цилиндри-
ческие стержни диаметром 4,0-5,5 мм -
из среднезернистых сплавов ВКб, ВК8,
ВК10 и ВК15 по ГОСТ 3882-74.
Для изготовления сверл с монолит-
ной твердосплавной рабочей частью и
стальным хвостовиком по ОСТ 48-95-80 выпускают заготовки двух типов: с утолщен-
ной и нормальной сердцевиной (табл. 4.45). Заготовки изготовляют из сплавов ВК8 и
ВК10 по ГОСТ 3882-74 и ВК15-М по ТУ 48-15-178-75.
По ОСТ 48-34-74 выпускают заготовки цельных твердосплавных расточных рез-
цов (ГОСТ 18062-72, ГОСТ 18063-72). Основные размеры заготовок резцов приведе-
ны в табл. 4.46. Заготовки изготовляют из твердых сплавов ВКб, ВК6М и ВК8 по
ГОСТ 3882-74. Пример условного обозначения заготовки резца размерами Н = 4,0 мм,
/ = 30 мм из твердого сплава марки ВК8: заготовка ЗР-5 ВК8 ОСТ 48-34-74.
Для изготовления многолезвийного инструмента - концевых фрез, разверток, зен-
ковок - выпускают твердосплавные заготовки, полученные методом обработки пла-
стифицированных или полу спеченных заготовок. Для изготовления концевых трех- и
пятизубых фрез (ГОСТ 18372-73Е) диаметром 5,5-12,0 мм по ОСТ 48-124-76 выпус-
кают заготовки с нарезанным зубом (табл. 4.47). Материал заготовок фрез: твердые
сплавы ВК6-М, ВК8 и ВК10-М по ГОСТ 3882-82. Центровые отверстия - по ГОСТ
14034-74, форма А. При длине заготовки до 40 мм ее биение не более 0,40 мм; при
длине свыше 50 мм - не более 0,50 мм.
Для изготовления машинных разверток (ГОСТ 16086-70, ГОСТ 16087-70, ГОСТ
16088-70) диаметром 5,5-12 мм по ОСТ 48-96-80 выпускают твердосплавные заго-
товки с прямым и спиральным зубом из твердых сплавов ВКб, ВК6-М, ВК8 и ВК10-
М (табл. 4.48). Центровые отверстия - по ГОСТ 14034-74, форма А.
При длине заготовки до 30 мм ее биение не должно превышать 0,3 мм, а при дли-
не более 30 мм - не должно превышать 0,44 мм.
Для изготовления нестандартного металлорежущего фасонного инструмента, штам-
пов и быстроизнашивающихся деталей могут быть использованы заготовки цилиндров,
дисков и прямоугольных пластин. Широкий ассортимент пресс-оснастки позволяет при
одинаковых наружных размерах изготовлять заготовки различной высоты.
Рис. 4.23. Заготовка спиральных сверл
Рис. 4.22. Бочкообразный стержень
Таблица 4.46. Основные размеры (мм) заготовок расточных резцов по ОСТ 48-34-84
(рис. 4.24)
Обозначение заго- товок резцов н L d /?! /?2 Яз /?4 1 с h h\
правых левых
ЗР-1 ЗР-З 3,0 20 1,9 1,3 4,0 8 10 10 3,5 1,6 0,6 0,4
ЗР-2 30
ЗР-4 ЗР-6 4,0 20 2,6 1,8 4,5 2,1 0,9 0,6
ЗР-5 30
ЗР-7 - 4,9 25 3,3 2,3 4,5 12 16 5,0 2,5 1,3 0,8
ЗР-8 40
ЗР-9 ЗР-11 5,7 25 3,8 2,6 14 5,5 2,8 1,5 0,9
ЗР-10 45
ЗР-12 - 6,7 25 4,5 3,1 5,0 16 20 6,5 3,3 1,9 1,0
3P-13 45
ЗР-14 ЗР-16 7,7 30 5,2 3,6 20 7,0 3,6 2,2 1,3
ЗР-15 50
Рис. 4.24. Заготовки расточных резцов
Таблица 4.47. Исполнительные размеры заготовок концевых фрез по ОСТ 48-124-76
(рис. 4.25)
D L / * Л, f У, град. Число
мм зубьев z
6,0 36 1,5 1,2 0,5 0,4 0,2 90 80 3 5
6,6 1 1,9 1,5 0,6 0,5 90 80 3 5
7,1 16 1,9 1,5 0,6 0,5 0,3 90 80 3 5
.7,6 4U 1,9 1,5 0,6 0,5 90 80 3 5
8,1 1,9 1,5 0,6 0,5 90 80 3 5
8,6 2,5 1,8 0,9 0,7 90 80 3 5
9,1 45 2,5 1,8 0,9 0,7 90 80 3 5
9,6 2,5 1,8 0,9 0,7 0,4 90 80 3 5
10,1 20 2,5 1,8 0,9 0,7 90 80 3 5
10,6 3,0 2,1 1,1 0,9 90 80 3 5
П,1 3,0 2,1 1,1 0,9 90 80 3 5
11,6 50 3,0 2,1 1,1 0,9 90 80 3 5
12,1 3,0 1,1 0,6 90 3
12,6 60 25 2,1 3,4 2,3 0,9 1,3 1,1 80 90 80 5 3 5
Рис. 4.25. Заготовки концевых фрез
20
Таблица 4.48. Исполнительные размеры заготовок твердосплавных разверток
по ОСТ 48-96-80 (рис. 4.26)
D L 1 8, f г D / 8, f z
мм град. мм мм град. мм
5,9 100 1,1 4 9,1 90 1,7 4
5,9 80 0,8 6 80 1,2 6
6,6 30 16 90 1,2 4 9,6 90 1,8 46
80 0,8 6 80 1,3
34 20 90 1,8 4
6,9 90 1,2 4 10,1 80 1,4 6
80 0,8 6 90 1,8 4
90 1,2 4 10,6 80 1,5 6
7,1
80 0,9 6 ИЛ 90 2,0 4
90 1,5 4 80 1,6
7,6 32 18 80 1,0 6 11,6 90 2,0 4
8,1 90 1,5 4 36 22 1,7
12,1 90 2,0 4
80 1,8 6
8,6 34 20 90 1,7 46 12,6 90 2,0 4
80 1,2 80 1,8 6
Тип А
Для заготовок с D=6,6 мм и более
Для заготовок с D=5,9 мм 4-А
Тип В
Для заготовок с D=5,9 мм
Для заготовок с D=6,6 мм и более
Рис. 4.26. Заготовки твердосплавных разверток
4.1.2.9. Сплавы для горно-бурового инструмента и дорожных машин
Наиболее эффективными марками для оснащения горного инструмента являются
сплавы группы ВК-КС (табл. 4.49; 4.50) которые выпускаются по техническим условиям.
Изделия из твердого сплава ВК6-КС выпускаются по ТУ 48-19-466-89, из ВК8-КС - по
ТУ 48-19-423-87, из ВК10-КС - по ТУ 48-19-367-83, из ВК12-КС - по ТУ 48-19-424-87.
Таблица 4.49. Состав и свойства сплавов группы КС
Марка сплава Содержание основных компонентов, % Физико-механические свойства
WC Со ои, МПа плотность, г/см3 HRA
ВК6-КС 94 6 2200 14,8-15,0 88,0-91,0
ВК8-КС 92 8 2300 14,6-14,8 87,0-88,5
ВК10-КС 90 10 2400 14,4-14,6 86,5-88,0
ВК12-КС 88 12 2500 14,2-14,4 86,5-88,0
Таблица 4.50. Микроструктура сплавов группы КС
Марка Объемное содержание, % Средний размер зерна, мкм
пор свободного углерода зерен WC, бо- лее
ВК6-КС 0,1 0,2 60 3,0-4,5
ВК8-КС 0,1 0,2 60 3,5-4,5
ВК10-КС 0,1 0,1 60 3,0-4,0
ВК12-КС 0,1 0,1 60 3,5-4,5
Прочность сплавов WC-Co группы КС в среднем на 31-47 % выше, чем у обыч-
ных сплавов WC-Co; на 32-42 %, чем у сплавов WC-Co группы В; на 31-33 %, чем у
сплавов WC-Co группы ВК. Эксплуатационная стойкость бурового инструмента, ос-
нащенного сплавами группы ВК-КС, на 30-50 % выше стойкости инструмента, осна-
щенного сплавами других групп.
Для тяжелых условий бурения во ФГУП ВНИИТС разработано новое поколение спла-
вов группы БС. Для примера приведены свойства сплава марки БС-071, который выпус-
кается по ТУ 48-4206-364—89 и имеет состав: 87 % WC; 1 % TiC; 12 % Со. Физико-меха-
нические свойства этого сплава следующие: сти = 2850 МПа; плотность 14,2-14,4 г/см3;
HRJ 87,5-89,0; средний размер зерен основной карбидной фазы 2,5-3,5 мкм.
В табл. 4.51-4.67 приведены основные (габаритные) размеры и массы (Р) загото-
вок различных форм изделий, применяемых для оснащения горно-бурового инстру-
мента, методы бурения, а на рис. 4.27-4.41 - эскизы изделий различных форм.
Таблица 4.51. Номенклатура и основные параметры изделий формы ГП (рис. 4.27)
Номер изделия /, мм h, мм S, мм Р, г (ВК8-В)
Г1101 28 16 7,5 45,5
Г1102 32 16 7,5 53,5
Г1103 36 16 7,5 60,0
Г1104 46 16 9,5 73,5
Г1105 40 16 7,5 61,5
Г1106 40 18 9,5 86,5
Г1107 43 18 9,5 93,5
Г1108 46 18 9,5 102,0
Г1109 52 18 9,5 111,5
ГИЮ 49 18 9,5 110,5
Таблица 4.52. Номенклатура и основные параметры изделий формы Г12 (рис. 4.28)
Номер изделия /, мм h, мм S, мм Р, г (ВК8-В)
Г1201 12 13 7,5 19,5
Г1202 13 16 7,5 21,0
Г1203 14 16 9,5 28,0
Г1204 15 16 7,5 24,5
Г1205 15 16 9,5 30,5
Г1206 16 18 9,5 36,5
Г1207 17 18 7,5 32,0
Г1208 18 18 9,5 41,5
Рис. 4.27. Пластина формы ГН
Рис. 4.28. Пластина формы Г12
Таблица 4.53. Номенклатура и основные параметры изделий формы Г13 (рис. 4.29)
Номер изделия /, мм г, мм Р, г (ВК8-В)
Г1301 28 52 57,5
Г1302 32 78 67,5
Г1303 49 73 108,5
Г1304 36 78 76,5
Таблица 4.54. Номенклатура и основные параметры изделий формы Г4 (рис. 4.30)
Номер изделия d, мм h, мм Р, г(ВКП-ВК)
Г1401 8 16 10,5
Г1402 10 16 15,5
Г1403 12 16 22,5
Г1404 14 20 40,5
Г1405 15 20 43,5
Г1406 16 20 49,0
Г1407 16 22 56,5
Г1408 17 20 49,5
Таблица 4.55. Номенклатура и основные параметры изделий формы Г24 (рис. 4.32)
Номер изделия h, мм /, мм .У, мм Р, г (ВК8-В)
Г2401 15 12 4,0 9,0
Г2402 15 12 5,5 12,0
Г2403 21 18 7,0 25,0
Примечание. Здесь и далее Р - ориентировочная масса изделия из сплава ВК8-В.
Рис. 4.30. Зубок формы
Г14
Рис. 4.29. Пластина формы Г13
Рис. 4.31. Зубок
формы Г15
Таблица 4.56. Номенклатура и основные параметры изделий формы Г24а (рис. 4.32)
Номер изделия /, мм S, мм Р, г (ВК8-В)
Г24а-02 16 4 9,0
Г24а-03 22 7 26,0
Г24а-04 22 5 19,0
Г24а-05 27 8 47,0
Г24а-06 27 6 35,5
Г24а-07 20 7 28,0
Г24а-08 20 5 20,5
Рис. 4.32. Пластины форм Г24 (/) н Г24а (//)
Таблица 4.57. Номенклатура и основные параметры изделий формы Г66 (рис. 4.33)
Номер изделия /, мм S, мм г, мм Р, г (ВК8-В)
Г6601 16 6 30 21
Г6602 20 6 40 23
Г6603 25 8 50 39
Г6604 30 8 50 46
Таблица 4.58. Номенклатура и основные параметры изделий формы Г23 (рис. 4.34)
Номер изделия d, мм h, мм Р, г(ВК-ПВК)
Г2301 8,2 14 9,0
Г2302 8,2 12 7,5
Г2303 10,0 16 15,5
Г2304 10,2 16 13,5
Г2305 10,2 14 11,0
Г2306 10,2 12 28,0
Г2307 12,2 20 25,0
Г2308 12,2 18 39,0
Г2309 14,2 22 47,0
Рис. 4.33. Пластина формы Г66
Рис. 4.34. Зубок формы Г23
Таблица 4.59. Номенклатура и основные параметры изделий формы Г25 (рис. 4.35)
Номер изделия d, мм h, мм Р, г (ВК11-ВК) Номер изделия d, мм h, мм Р, г (ВК11-ВК)
Г2501 3,2 5 0,6 Г2529 11,2 12 12,7
Г2502 4,2 7 1,2 Г2530 11,2 11 11,6
Г2503 4,2 6 1,0 Г2531 11,2 10 10,5
Г2504 5,2 9 2,4 Г2532 12,3 18 24,8
Г2505 5,2 8 2,1 Г2533 12,3 17 24,6
Г2506 5,2 7 1,8 Г2534 12,3 16 23,0
Г2507 6,2 10 3,8 Г2535 12,3 15 19,8
Г2508 6,2 9 3,1 Г2536 12,3 14 18,2
Г2509 6,2 8 2,9 Г2537 13,3 19 30,5
Г2510 7,2 12 6,7 Г2538 13,3 18 27,7
Г2511 7,2 10 4,4 Г2539 13,3 17 26,2
Продолжение табл. 4.59
Номер изделия d, мм h, мм Р, г (ВК11-ВК) Номер изделия d, мм h, мм Р, г (ВК11-ВК)
Г2512 8,2 13 9,0 Г2540 13,3 16 24,6
Г2513 8,2 12 7,7 Г2541 13,3 15 23,1
Г2514 8,2 11 7,0 Г2542 14,3 21 39,2
Г2515 8,2 10 6,2 Г2543 14,3 20 38,9
Г2516 9,2 14 11,0 Г2544 14,3 18 33,9
Г2517 9,2 13 10,0 Г2545 14,3 17 30,2
Г2518 9,2 12 9,0 Г2546 14,3 16 26,9
Г2519 9,2 11 8,1 Г2547 15,3 22 46,8
Г2520 10,2 16 16,2 Г2548 15,3 21 44,2
Г2521 10,2 15 15,0 Г2549 15,3 20 41,6
Г2522 10,2 14 13,9 Г2550 15,3 19 39,1
Г2523 10,2 13 12,8 Г2551 15,3 18 36,5
Г2524 10,2 12 11,6 Г2552 16,3 24 58,2
Г2525 11,2 16 17,7 Г2553 16,3 22 52,4
Г2526 11,2 15 16,4 Г2554 16,3 20 46,5
Г2527 11,2 14 15,5 Г2555 16,3 19 43,6
Г2528 11,2 13 14,0 Г2556 16,3 18 40,7
Таблица 4.60. Номенклатура и основные параметры изделий формы Г26 (рис. 4.36)
Номер изделия d, мм h, мм Л г (ВК8-ВК) Номер изделия d, мм h, мм Л г (ВК8-ВК)
Г2601 3,2 5 0,5 Г2643 11,2 12 К7
Г2602 4,2 6 1,0 Г2644 11,2 11 13,3
Г2603 4,2 5 0,8 Г2645 П,2 10 11,8
Г2604 5,2 8 2,2 Г2646 12,3 18 27,8
Г2605 5,2 7 1,9 Г2647 12,3 17 26,1
Г2606 5,2 6 1,7 Г2648 12,3 16 24,2
Г2607 6,2 9 4,1 Г2649 12,3 15 22,5
Г2608 6,2 8 3,0 Г2650 12,3 14 20,7
Г2609 6,2 7 2,5 Г2651 12,3 13 18,9
Г2610 6,2 6 2,2 Г2652 12,3 12 17,2
Г2611 7,2 11 5,9 Г2653 12,3 11 15,5
Г2612 7,2 10 5,3 Г2654 13,3 19 34,1
Г2613 7,2 9 4,7 Г2655 13,3 18 32,0
Г2614 7,2 8 4,1 Г2656 13,3 17 29,9
Г2615 7,2 7 3,5 Г2657 13,3 16 27,9
Г2616 7,2 6 2,9 Г2658 13,3 15 25,9
Г2617 8,2 13 9,1 Г2659 13,3 14 23,8
Г2618 8,2 12 8,4 Г2660 13,3 13 21,8
Г2619 8,2 11 7,6 Г2661 13,3 12 19,7
Г2620 8,2 10 6,8 Г2662 14,3 21 43,7
Г2621 8,2 9 6,0 Г2663 14,3 20 41,3
Г2622 8,2 8 5,2 Г2664 14,3 18 36,5
Г2623 8,2 7 4,4 Г2665 14,3 17 34,2
Г2624 9,2 14 12,3 Г2666 14,3 16 31,8
Г2625 9,2 13 11,3 Г2667 14,3 15 29,4
Г2626 9,2 12 10,3 Г2668 14,3 14 27,0
Г2627 9,2 11 9,3 Г2669 14,3 13 24,7
Г2628 9,2 10 8,4 Г2670 15,3 22 52,1
Г2629 9,2 9 7,4 Г2671 15,3 21 49,4
Г2630 9,2 8 6,4 Г2672 15,3 20 46,7
Г2631 10,2 16 17,3 Г2673 15,3 19 44,0
Г2632 10,2 15 16,0 Г2674 15,3 18 41,2
Продолжение табл. 4.60
Номер изделия d, мм h, мм Р, г (ВК8- ВК) Номер изделия d, мм h, мм Р, г (ВК8- ВК)
Г2633 10,2 14 14,9 Г2675 15,3 17 38,5
Г2634 10,2 13 13,7 Г2676 15,3 16 36,8
Г2635 10,2 12 13,2 Г2677 15,3 15 35,8
Г2636 10,2 11 11,2 Г2678 16,3 24 64,7
Г2637 10,2 10 10,0 Г2679 16,3 22 58,5
Г2638 10,2 9 8,8 Г2680 16,3 20 52,3
Г2639 11,2 16 20,5 Г2681 16,3 19 49,2
Г2640 11,2 15 19,1 Г2682 16,3 18 46,1
Г2641 11,2 14 17,6 Г2883 18,3 17 43,0
Г2642 11,2 13 16,2 Г2684 16,3 16 40,0
Таблица 4.61. Номенклатура н основные параметры изделий формы Г54 (рис. 4.37)
Номер изделия d, мм h, мм Р, г (ВК4-В) Номер изделия d, мм h, мм Л г (ВК4-В)
Г5401 3,2 3 0,3 Г5408 7,2 5 3
Г5402 4,2 4 0,8 Г5409 8,2 8 6,5
Г5403 5,2 5 1,6 Г5410 8,2 7 5,5
Г5404 5,2 4 1,3 Г5411 8,2 6 4,8
Г5405 6,2 6 2,7 Г5412 10,0 8 10,0
Г5406 6,2 5 2,3 Г5413 12,0 10 17,5
Г5407 7,2 6 3,7 Г5414 12,0 8 14,0
Рис. 4.35. Зубок формы Г25
Рис. 4.36. Зубок формы
Рис. 4.37. Зубок
Г26
формы Г54
Таблица 4.62. Номенклатура и основные параметры изделий формы М (рис. 4.38)
Номер изделия d, мм h, мм P, г(ВКП-ВК)
MD10X15 10,2 15 12,5
MD10X14 10,2 14 11,5
MD11X17 11,2 17 16,0
MD11X16 П,2 16 14,5
MD11X15 11,2 15 13,5
MD12X18 12,3 18 21,0
MD12X17 12,3 17 19,5
MD13x20 13,3 20 27,5
MD13xl9 13,3 19 25,5
MD14x21 14,3 21 32,5
MD14x20 14,3 20 30,0
Таблица 4.63. Номенклатура и основные параметры изделий формы С (рис. 4.39)
Номер изделия d, мм Н, мм h, мм Р, г(ВКП-ВК)
С 8x11 8,2 И 4,0 6,4
С 8x12 8,2 12 4,0 7,9
С 10x12 10,2 12 5,0 11,8
С 10x14 10,2 14 5,0 14,2
С 10x15 10,2 15 5,0 15,4
С 11x13 11,2 13 6,0 15,0
С 11x14 11,2 14 6,0 16,4
С 11x15 11,2 15 6,0 17,8
С 11x16 11,2 16 6,0 19,3
С 11x17 11,2 17 6,0 20,6
С 12x15 12,3 15 6,5 21,2
С 12x17 12,3 17 6,5 24,6
С 12x18 12,3 18 6,6 28,3
С 13x16 13,3 16 7,0 28,3
С 13x17 13,3 17 7,0 28,4
С 13x18 13,3 18 7,0 30,4
С 13x19 13,3 19 7,0 32,4
С 13x20 13,3 20 7,0 34,4
С 14x20 14,3 20 7,9 38,6
С 14x21 14,3 21 7,9 40,9
Рис. 4.39. Изделие формы С
(ТУ 48-19-306-79)
d
Рис. 4.38. Изделие формы М
(ТУ 48-19-243-76)
Таблица 4.64. Номенклатура и основные параметры изделий формы Т (рис. 4.40)
Номер изделия d, мм Н, мм Р, г(ВКП-ВК)
Т8х13 8,2 13 8,5
Т8х12 8,2 12 7,7
Т 8x11 8,2 11 6,9
Т8хЮ 8,2 10 6,2
Т 8x9 8,2 9 5,4
Т 8x8 8,2 8 4,7
Т 8x7 8,2 7 3,9
Т 10x16 10,2 16 15,9
Т10x15 10,2 15 14,8
Т 10x14 10,2 14 13,6
Т10x13 10,2 13 12,4
Т10x12 10,2 12 11,3
Т 10x11 10,2 11 10,1
Т 10x10 10,2 10 8,9
Т 10x9 10,2 9 6,6
Продолжение табл. 4.64
Номер изделия d, мм И, мм Р, г(ВКП-ВК)
Т11x17 11,2 17 20,2
Т 11x16 11,2 16 18,8
Т 11x15 11,2 15 17,5
Т 11x14 11,2 14 15,9
Т11x13 11,2 13 14,5
Т11x12 11,2 12 13,1
Т11x11 11,2 11 11J
Т11x10 11,2 10 10,3
Т12x18 12,3 18 23,0
Т12x17 12,3 17 23,8
Т12x16 12,3 16 22,2
Т 12x15 12,3 15 20,4
Т12x14 12,3 14 18,7
Т12x13 12,3 13 17,0
Т12x12 12,3 12 15,4
Т 12x11 12,3 11 13,6
Т13x20 13,3 20 33,6
Т13x19 13,3 19 31,5
Т 13x18 13,3 18 29,7
Т13x17 13,3 17 27,7
Т13x16 13,3 16 25,7
Т 13x15 13,3 15 23,7
Т 13x14 13,3 14 21,7
Т 18x13 18,3 13 19,7
Т13x12 13,3 12 17,7
Т14x21 14,3 21 40,6
Т14x20 14,3 20 38,3
Т14x19 14,3 19 36,0
Т14x18 14,3 18 33,7
Т 14x17 14,3 17 31,4
Т14x16 14,3 16 29,1
Т14x15 14,3 15 26,8
Т14x14 14,3 14 24,5
Т14x13 14,3 13 22,2
Т16x24 16,3 24 60,6
Т16x23 16,3 23 57,6
Т16x22 16,3 22 54,6
Т16x20 16,3 20 48,6
Т16x19 16,3 19 45,6
Т16x18 16,3 18 42,6
Т16x17 16,3 17 39,7
Т16x16 16,3 16 36,7
Таблица 4.65. Номенклатура и основные параметры изделий формы К (рис. 4.41)
Номер изделия d, мм Н, мм Р, г(ВКП-ВК)
К 8x11 8,2 11 10,2
К 8x12 8,2 12 10,9
К 10x11 10,2 11 12,5
К 10x14 10,2 14 14,8
К 10x15 10,2 15 16,0
К 11x13 11,2 13 16,0
К 11x14 11,2 14 17,4
К 11x15 11,2 15 18,8
К 11x16 11,2 16 20,2
К 11x17 11,2 17 21,6
К 12x15 12,3 15 22,0
Продолжение табл. 4.65
Номер изделия d, мм Н, мм Лг(ВКП-ВК)
К 12x17 12,3 17 25,4
К 12x18 12,3 18 27,1
К 13x16 13,3 16 26,3
К 13x19 13,3 19 32,3
К 13x20 13,3 20 34,3
К 14x20 14,3 20 38,6
К 14x21 14,3 21 40,9
Рис. 4.40. Изделие формы Т (ТУ 48-19-359-82) Рис. 4.41. Изделие формы К (ТУ 48-19-306-79)
Таблица 4.66. Новое поколение буровых сплавов БС (ФГУП ВНИИТС)
Марка сплава Состав, мае. %
WC Со легирующие до- бавки
БС011 Остальное 6 +
БС 031 » 8 +
ВС 051 » 10 +
БС 071 » 12 +
Таблица 4.67. Процессы бурения горной породы
Воздействие на породу Метод бурения
Надрезание Надрезание - строгание Резание Абразивное Термическое Вибрационное Прерывистое и ударное бурение. Влажное бурение Барабанное; вращательно-ударное бурение Вращательное бурение Алмазное бурение. Бурение твердыми части- цами Плавление породы. Газопламенное бурение Вибрационное бурение
Для горного оборудования применяются разнообразные формы инструмента, изго-
товленного из твердых сплавов (табл. 4.68).
Таблица 4.68. Основные формы твердосплавных изделий различного применения
для горного инструмента по ГОСТ 880
Эскиз и обозначение формы
Область применения
Г24 а
Г22
Г34
Г34а
Г37
Г36
Г40
Г41
Долотчатые коронки перфораторного
бурения
Крестовые коронки перфораторного
бурения
Буровые коронки к погруженным пнев-
моударникам
Буровые коронки с прерывистым лезви-
ем
Армирование угольных резцов
Армирование зубков угольных комбай-
нов и одношарошечных долот
Армирование резцов врубовых машин и
угольных комбайнов
Армирование шарошечных долот
Армирование резцов вращательного
бурения
Армирование резцов вращательного
бурения по углю и мягким породам
Армирование резцов вращательного
бурения по углю
Армирование резцов вращательного
бурения по вязким горючим сланцам и
породам в сланцевых шахтах
Армирование коронок вращательного
бурения геологоразведочных скважин и
лопастных долот нефтяного бурения
12 - 1504
Продолжение табл. 4.68
Эскиз и обозначение формы Область применения
Г51 I 1 Г53 i Армирование коронок вращательного бурения геологоразведочных скважин Армирование шарошечных долот Армирование коронок гидроударного бурения геологоразведочных скважин Армирование буровых сверл Армирование тангенциальных резцов
Г54
гб1
с ^г“ Армирование резцов вращательного бурения по породам средней крепости и крепким Армирование резцов горнодобывающих комбайнов по углю Армирование резцов соледобывающих комбайнов Армирование строительных инструмен- тов Армирование породных и угольных резцов
D И 1'66
L=L Г67
4.1.2.10. Планирующее (плоское) резание (обработка дорожного полотна)
В зависимости от вида породы минерала и системы машины применяются либо вра-
щающиеся, либо фиксированные режущие инструменты, которые могут крепиться с по-
мощью пайки и оснащаться или цилиндрическими, или плоскими вставками с различ-
ной геометрией. Эти вставки изготавливают из твердых сплавов с крупным зерном WC-
фазы (6-20 мкм), содержащих
9—15 % Со. Последние достиже-
ния показывают возможность при-
менения твердых сплавов с очень
крупным зерном (20-40 мкм), по-
зволяющим увеличить долговеч-
ность инструмента до 3-5 раз.
Геометрия режущих элемен-
тов, закрепляемых в блоках, стан-
дартизована практически на всех
заводах и определяет геометриче-
скую форму всего блока и глуби-
ну среза. Однако методы крепле-
ния головки имеют различия и
часто запатентованы.
Крепление инструмента мо-
жет выполняться либо в радиаль-
Рис. 4.42. Способы крепления головок в радиаль-
ном (справа) и тангенциальном (слева) направле-
ниях для дорожных машин
ном, либо в тангенциальном направлении. В радиальном направлении крепятся пло-
ские головки, в тангенциальном - цилиндрические. На рис. 4.42 показаны способы
крепления головок в радиальном и тангенциальном направлениях.
Головки в радиальном исполнении имеют прямоугольную форму блока крепления.
В противоположность этому при тангенциальном способе крепления блок может быть
как прямоугольным, так и круглым. При необходимости смены головки нужен круг-
лый блок крепления. Стоимость такого блока намного ниже по сравнению с блоком,
используемым для радиальной головки.
Для сменного инструмента всегда используется тангенциальное исполнение. Име-
ется множество головок различных размеров и различной длины, выпускаемых в со-
ответствии со стандартами предприятия, в зависимости от вида крепления и типа ма-
шины. На рис. 4.42 показаны способы крепления формы головок для дорожных ма-
шин, а на рис. 4.43 и 4.44 - разные формы головок дорожных машин для различных
областей применения.
RM5
Рис. 4.43. Цилиндрические головки для обработки слабого грунта
4.1.2.11. Сплавы для обработки металлов давлением
Классификация сплавов
Твердосплавный инструмент при различных видах обработки металлов давле-
нием (прокатке, объемной штамповке, высадке, волочении, вырубке) обеспечивает
повышение производительности и качества изготовляемых деталей. Наиболее ши-
роко для оснащения инструмента при обработке металлов давлением применяют
вольфрамокобальтовые твердые сплавы, обладающие рядом преимуществ: повы-
шенным сопротивлением разрушению в сочетании с высокими прочностью и изно-
состойкостью.
В зависимости от напряженного состояния, возникающего в процессе нагружения,
твердые сплавы можно классифицировать по трем группам: двум основным и треть-
ей - дополнительной. Сплавы первой основной группы, предназначенные для осна-
щения инструмента, при эксплуатации которого преобладает износ, характеризуются
повышенным сопротивлением изнашиванию и умеренным сопротивлением разруше-
нию. Сплавы второй основной группы, используемые для изготовления инструмента,
воспринимающего при обработке металлов давлением в основном динамические на-
грузки, обладают повышенным сопротивлением разрушению и умеренной износо-
стойкостью. Сплавы этой группы имеют и более высокое сопротивление локальному
разрушению Л^1с (табл. 4.69). К третьей группе отнесены сплавы, применяемые в спе-
циальных условиях, например для изготовления деталей, работающих в агрессивных
коррозионно-активных средах, или формообразующего инструмента, работающего
при повышенных температурах. В каждой группе с увеличением содержания кобаль-
та в сплаве износостойкость уменьшается, а сопротивление как разрушению, так и
распространению трещины, увеличивается. Интенсивность изменения свойств на-
глядно показана в табл. 4.1.
В табл. 4.1 дана классификация отечественных твердых сплавов, выпускаемых для
обработки металлов давлением в зависимости от характера нагружения.
Таблица 4.69. Относительное сопротивление разрушению, распространению трещины
и абразивному изнашиванию твердых сплавов для обработки металлов давлением
Группа примене- ния Рекомендуемые условия эксплуата- ции Марка сплава Относительное сопротивление, %
разруше- нию распростра- нению тре- щины (ло- кальному разрушению) абразивному изнашива- нию
1 Преобладание из- ВК6-М — — 250
нашивания ВК6С 7 46 100
ВК1 ОС 25 50 56
ВК15С 50 59 49
2 Преобладание удара ВК20С 68 67 38
ВК25С 86 68 33
ВК10-КС 43 65 51
ВК15-КС 66 72 46
ВК20-КС 84 78 38
ВК20-К 100 100 33
В нашей стране сплавы для обработки металлов давлением начали выпускаться в
начале 50-х годов XX в. В настоящее время разработана технология изготовления
сплавов, характеризующихся повышенными сопротивлением разрушению и пластич-
ностью:
среднезернистые сплавы (группа С), имеющие размер основной массы зерен фазы
WC 2-2,5 мкм;
крупнозернистые сплавы (группа КС), имеющие размер основной массы зерен фа-
зы WC 3,7-4,5 мкм;
особокрупнозернистые сплавы, например сплав марки ВК20К, имеющий размер
основной массы зерен фазы WC 10 мкм.
Структурно-чувствительными механическими свойствами сплавов являются проч-
ность, сопротивление разрушению, пластичность, твердость, износостойкость; струк-
турно-нечувствительными - плотность, модуль упругости, коэффициент Пуассона.
Наиболее широко для характеристики сплавов, применяемых при обработке ме-
таллов давлением, используют показатели прочности при изгибе и сжатии, значения
предельной пластической деформации и удельной работы деформирования, опреде-
ляемые при одноосном сжатии, а также коэффициент вязкости разрушения, твердость
и износостойкость.
Прочность при изгибе отражает свойства твердого сплава при жестком способе на-
гружения, когда нормальные растягивающие напряжения превышают касательные.
Прочность при сжатии характеризует поведение твердого сплава при мягком способе
нагружения, когда преимущественное распространение имеют касательные напряже-
ния. Тот факт, что у твердых сплавов на основе WC-Co предел прочности при сжатии
значительно превышает предел прочности при изгибе, свидетельствует о более высо-
ком сопротивлении этих сплавов касательным напряжениям по сравнению с нормаль-
ными растягивающими напряжениями.
На рис. 2.1-2.5 (раздел 2) приведены зависимости структурно-чувствительных меха-
нических свойств твердых сплавов на основе WC-Co от двух основных факторов: c/wc -
среднего размера зерна карбида вольфрама и ИСо - содержания кобальта (мае. %).
Свойства твердых сплавов на основе WC-Co существенно меняются в зависимо-
сти от температуры испытаний, что обусловлено разупрочнением связки. Состав связ-
ки также определяет уровень сопротивления сплава коррозии в агрессивной среде.
Сплавы для различных видов формообразования
Волочение и прокатка металла:
матрицы для волочения проволоки и прутков изготовляют из различных сплавов в
зависимости от диаметра, мм: до 3 - ВКЗ-М, до 10 - ВК6-М, до 15 - ВКб, до 30 -
ВК6С, ВК8, до 60 - ВК10С, ВК10;
валки листовой прокатки - из сплавов ВК10С, ВК15С;
валки составные для профильной прокатки - из сплавов ВК6С, ВК8С.
Вытяжка, выдавливание и обрезка:
пуансоны и матрицы для вытяжки стальных деталей простой и сложной конфигу-
рации диаметром до 100 мм изготовляют из сплавов ВК10С, ВК10, ВК8;
пуансоны для выдавливания, рабочие элементы гибочных штампов - из ВК10С, ВК10;
матрицы для вытяжки стальных деталей простой и сложной конфигурации диа-
метром более 100 мм, а также для вытяжки с утонением и вытяжки деталей из труд-
нодеформируемых металлов - из сплавов ВК15С, ВК20;
пуансоны для ударного выдавливания, дорны для формирования отверстий в
стальных заготовках, обрезные ножи и отрезные матрицы для многопозиционных хо-
лодновысадочных автоматов - из сплавов ВК15С, ВК20.
Вырубка и листовая штамповка:
пуансоны и матрицы разделительных штампов для вырубки на быстроходных
прессах деталей толщиной 0,2-0,4 мм из коррозионностойкой стали изготовляют из
сплава ВКЮ-ХОМ;
пуансоны и матрицы разделительных штампов для вырубки электротехнических
сталей толщиной 0,5-0,6 мм - из сплавов ВК15С, ВК20;
пуансоны и матрицы разделительных штампов для вырубки материалов толщиной
1-2 мм - из сплавов ВК20С, ВК20; рабочие элементы тяжело нагруженных раздели-
тельных штампов - из сплавов ВК15-КС, ВК20-КС, ВК20.
Объемная штамповка, высадка и ковка:
пуансоны и матрицы для штамповки из стали ШХ15 шаров диаметром 6,4 мм, мат-
рицы для высадки деталей стержневой формы диаметром 6-8 мм, бойки для радиаль-
ной ковки изготовляют из сплава ВК10-КС;
пуансоны и матрицы для штамповки из стали ШХ15 шаров диаметром до 15,9 мм,
матрицы для штамповки роликов конической формы (для роликоподшипников), мат-
рицы для высадки гаек, деталей стержневой формы диаметром 10-12 мм с круглой го-
ловкой и 6-8 мм с шестигранной головкой - из сплава ВК20-КС;
матрицы для высадки деталей стержневой формы диаметром более 20 мм - из
сплава ВК20-К;
рабочие элементы ротационно-ковочных машин, бойки для радиальной ковки при
повышенной температуре - из сплава ВК25Хр.
Заготовки из твердых сплавов для армирования штампов
Формы и размеры заготовок
Во многих отраслях машиностроения массовое производство связано с большим
объемом штамповочных работ, автоматизация, высокие производительность и качест-
во которых немыслимы без применения штампов, оснащенных твердым сплавом. Ес-
ли стойкость стальных вырубных штампов 0,5-1,5 млн вырубок, то стойкость штам-
пов, оснащенных твердым сплавом, достигает 20-80 млн вырубок.
Твердосплавные заготовки для армирования штампов, оснащенных твердым спла-
вом, выпускаются по ГОСТ 19106-73 четырех форм (рис. 4.45) из твердых сплавов
Форма III
Рис. 4.45. Формы твердосплавных заготовок для изготовления штампов
ВК8, ВК15, ВК15С, ВК20 и ВК20-КС. Основные размеры выпускаемых заготовок
приведены в табл. 4.70-4.73.
Для изготовления штампов могут быть также использованы нестандартные заго-
товки, получаемые в пресс-формах, и заготовки, получаемые горячим или гидроста-
тическим прессованием. Применяется также разработанная в последние годы для из-
готовления инструмента технология гидростатической обработки полуспеченных за-
готовок высоким давлением.
Детали штампов, имеющих сложную геометрическую форму, а также резьбовые
отверстия изготовляют с использованием пластифицированных заготовок.
Таблица 4.70. Размеры (мм) заготовок вставок штампов формы I по ГОСТ 19106-73
L В Н L В Н
25 4 6 8 10 20 8; 10; 12 8; 10; 12; 16 8 10; 12; 16; 20; 25 12; 16; 20; 25; 32 90 8 12 16; 40; 50; 60 70; 80; 90 8 10; 12; 16; 20; 25; 32 20; 25; 32 20
32 8 12 16 8 10; 12: 16; 20; 25; 32 20; 25; 32 100 8 12 40; 50; 60; 70; 80; 100 8 10; 12; 16; 20; 25; 32 20
40 8 12 16; 20 25 8 10; 12; 16; 20; 25; 32 20; 32; 40 20; 25; 32; 40 ПО 10 12 40; 50; 60; 70; 80; 100; ПО 10 10; 12; 16; 20; 25; 32 20
50 8 12 16; 40; 50 8 10; 12; 16; 20; 25; 32 20; 25; 32 125 10 16 10 10; 12; 16; 20; 25; 32
60 8 12 40; 50; 60 8 10; 12; 16; 20; 25; 32 16; 20; 25; 32 140 10 16 40; 60; 80; 100; 125; 140 10 10; 12; 16; 20; 25; 32 25
70 8 12 16 40; 50; 60; 70 8 10; 12; 16; 20; 25; 32 20; 25; 32 20; 25; 32 160 10 120 10 25
80 8 12 16; 40; 50; 60 70; 80 8 10; 12; 16; 20; 25; 32 20; 25; 32 20
Таблица 4.71. Размеры (мм) заготовок вставок штампов формы II по ГОСТ 19106-73
D Н
6 10
8 10; 12; 16; 20
10; 12 10; 12; 16; 20; 25
14; 16; 18 10; 12; 16; 20; 25; 32
20 10; 12; 16; 20; 25; 32; 40
22 10; 12; 16; 20; 25; 32; 40; 50
25; 28; 32; 36; 40; 50 10; 12; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 60
50; 55; 60 12; 16: 20: 25; 32; 40; 50; 60
80; 90; 95; 100; 125 20; 25
Таблица 4.72. Размеры (мм) заготовок вставок штампов формы III по ГОСТ 19106-73
D d Н
8 1.6; 2,0 10; 12; 16
10 2,5; 3,0 10; 12; 16; 20
12 3,5; 4,0 10; 12; 16; 20
16 4,5; 5,0; 5,5; 6,0 10; 12; 16; 20
20 7,0; 8,0 10; 12; 16; 20
25 9,0; 10,0; 11,0 10; 12; 16; 20
32 12,0; 16,0 10; 12; 16; 20
40 16,0; 18,0; 20,0 10; 12; 16; 20
50 22,0; 25,0; 28,0 12; 16; 20; 25
60 32,0; 36,0 12; 16; 20; 25
70 25,0; 40,0; 12; 16; 20; 25
80 45,0; 50,0 16; 20; 25
90 55,0; 60,0 20; 25
100 65,0 20; 25
ПО 70,0; 75,0 20; 25
125 80,0; 85,0; 90,0 20; 25
Штамп, оснащенный твердым сплавом, рассчитан на длительный срок эксплуата-
ции, поэтому все его элементы должны обеспечивать требуемую работоспособность.
В связи с этим для изготовления деталей штампов, оснащенных твердым сплавом,
применяют стали с высокими механическими свойствами с последующей термообра-
боткой.
Таблица 4.73. Размеры (мм) заготовок вставок штампов формы IV по ГОСТ 19106-73
В = Н г L
1,0 0,6
1,6 1,0 25
2,0 1,2
2,5 1,5
3,0 1,8 20; 32
4,0 2,4 20; 40
5,0 3,0
6,0 3,6 25; 30
8,0 4,8
10,0 6,0
12,0 7,2 25; 60
14,0 8,4
16,0 9,6
18,0 11,0 25; 50; 70
20,0 12,0
Разделительные штампы
К операциям, выполняемым на разделительных штампах, относятся отрезка, выруб-
ка, пробивка, надрезка, обрезка, зачистка и просечка облоя. Наиболее часто твердым
сплавом оснащают вырубные штампы для вырубки деталей толщиной до 3,5-5,0 мм.
Заготовки из твердого сплава для оснащения штампов изготавливаются по ГОСТ
19106-73 (см. рис. 4.45).
Матрицы. Твердосплавные матрицы разделяют на цельные и составные (рис.
4.46). Матрицы с круглым режущим контуром, а также матрицы небольших размеров
(не более 100x100 мм), имеющие сложную конфигурацию с плавным сопряжением
контура, рекомендуется выполнять цельными. Матрицы, имеющие резкие переходы в
углах с небольшим радиусом сопряжения (менее 0,2 мм), выполняют составными. Со-
ставными рекомендуется также выполнять матрицы, имеющие несколько однотипных
отверстий, например матрицы штампов для вырубки роторного железа. В ряде случа-
ев матрицу делают составной, исходя из требуемой технологичности изготовления, в
основном, возможности обработки профильным шлифованием.
Цельные матрицы с обратным выталкиванием штампуемой заготовки выполняют
с буртиком или канавкой под стальной вкладыш. Матрицы, у которых штампуемая за-
готовка удаляется напровал, выполняют цилиндрическими или с канавкой для креп-
ления самотвердеющей пластмассой (рис. 4.47).
У прямоугольных матриц в целях сокращения расхода твердого сплава буртик ре-
комендуется располагать на короткой стороне (рис. 4.46, б).
При конструировании матриц для одновременной или последовательной вырубки
нескольких деталей каждое окно следует выполнять в отдельной вставке. Это упро-
щает получение нужного размера по шагу штампа.
Рекомендуемые основные размеры цельных твердосплавных круглых матриц при-
ведены в табл. 4.74, а размеры прямоугольных матриц - в табл. 4.75.
Примеры конструкций составных матриц приведены на рис. 4.48.
Пуансоны. Конструктивно пуансоны разделительных штампов могут быть цель-
ными (рис. 4.49, а) и составными (рис. 4.49, б). В составных пуансонах крепление
твердого сплава осуществляется пайкой, диффузионной сваркой в вакууме и механи-
ческим способом (рис. 4.49, в). Цельными в основном изготовляют пробивные пуан-
соны с диаметром рабочей части (или описанным диаметром) вырубаемого контура
не более 10-12 мм.
Рис. 4.46. Конструкции твердосплавных матриц:
а, б - цельные; в - составная
Рис. 4.47. Конструкции матриц для штампов с удалением штампуемой заготовки
напровал:
а - цилиндрические; б - с креплением самотвердеющей пластмассой
Рис. 4.48. Конструкция составных матриц:
а - односекционная; б - двухсекционная; в - матрицы с прямоугольным окном
Таблица 4.74. Основные размеры (мм) твердосплавных круглых матриц (рис. 4.46)
Толщина штам- пуемой заготов- ки d D Н h Толщина штам- пуемой заготов- ки d D H h
< 1,0 <3 3-4 4-6 6-8 8-11 11-15 15-20 20-25 25-28 28-32 32-35 35^40 40-45 45-50 50-70 >70 8 10 12 16 20 25 32 40 45 50 55 60 65 70 D!d= 1,4 D/d = 1,35 16 4 1-3 20-25 25-28 28-32 32-35 35^40 40-45 45-50 50-70 >70 45 50 55 60 65 70 75 D/d = 1,5 D/d= 1,45 18 4
3-5 <3 3-4 4-6 6-8 8-11 11-15 15-20 20-25 25-28 28-32 32-35 35^40 40-45 45-50 50-70 >70 10 12 16 20 25 32 40 50 55 60 65 70 75 80 D/d= 1,6 D/d = 1,5 20 5
1-3 <3 3^1 4-6 6-8 8-11 11-15 15-20 10 12 16 20 25 32 40 18 4
Таблица 4.75. Рекомендуемые размеры (мм) твердосплавных прямоугольных матриц
Толщина штам- пуемого мате- риала Наибольшая длина рабочего отверстия Толщина стенки матрицы Высота Высота калиб- рующего пояска
< 1,0 <30 30-60 60-90 90-120 8 10 12 16 16 4
1-3 <30 30-60 60-90 90-120 10 12 14 16 18 4
3-5 <30 30-60 60-90 90-120 12 16 18 20 5
Пуансоны сложной конфигурации, а также прямоугольные узкие пуансоны дела-
ют составными: твердосплавная часть припаивается или приваривается к стальной
державке.
В тех случаях, когда размеры пуансона позволяют разместить крепежные элемен-
ты, крепление твердого сплава осуществляют механическими способами: винтами че-
рез заготовку из твердого сплава (рис. 4.49, г); винтами и вкладышами, впаянными в
твердосплавную часть пуансона (рис. 4.49, д). При необходимости ловители устанав-
ливают в сборном пуансоне.
Закрепление матриц и пуансонов. Твердосплавные матрицы, пуансон-матрицы и
пуансоны закрепляют в обоймах и пуансонодержателях запрессовкой, механическим
способом или креплением пластмассой. Значения натягов для запрессовки круглых
цельных матриц приведены в табл. 4.76.
Рис. 4.49. Конструкции пуансонов
Вид К
Таблица 4.76. Натяги (мм) при запрессовке круглых цельных матриц
Наружный диаметр мат- рицы Натяг Наружный диаметр мат- рицы Натяг
наибольший наименьший наибольший наименьший
6-10 0,03 0,04 40-50 0,09 0,12
10-16 0,04 0,06 50-60 0,11 0,14
16-20 0,05 0,07 60-80 0,13 0,16
20-25 0,06 0,08 80-120 0,15 0,19
25-32 0,07 0,09 100-120 0,18 0,22
32-40 0,08 0,10 120-140 0,20 0,25
140-160 0,22 0,28
Рациональная эксплуатация штампов, оснащенных твердым сплавом
Общие требования к прессу. Качество изготовления разделительных штампов, ос-
нащенных твердым сплавом, наиболее полно может быть определено в процессе на-
ладки и испытания штампа в работе. Пресс, на который устанавливают штамп, по
нормам точности должен соответствовать ГОСТ 15474-79Е, 15475-79Е, 15476-79Е,
15477-79Е.
Перед установкой штампа должны быть проверены:
плоскостность поверхности стола; допуск 0,06 мм на длине 1000 мм; допускается
только вогнутость;
плоскостность нижней поверхности ползуна; допуск 0,06 мм на длине 1000 мм;
допускается только вогнутость;
параллельность нижней плоскости ползуна плоскости стола; допуск 0,1 мм на дли-
не 1000 мм;
перпендикулярность хода ползуна к плоскости стола; допуск 0,1 мм на длине 1000 мм;
параллельность оси отверстия ползуна ходу ползуна; допуск 0,2 мм на длине 1000 мм.
Вертикальный зазор ползуна пресса для эксплуатации разделительных твердо-
сплавных штампов не должен превышать следующих значений:
Толщина штампуемого материала, мм....0,5 0,5-1,5 1,5-3,0 > 3,0
Вертикальный зазор ползуна, мм.......0,3 0,5 0,7 0,8
Разделительные штампы, оснащенные твердым сплавом, рекомендуется устанав-
ливать на быстроходных прессах, усилием на 30-40 % больше расчетного усилия
штамповки.
Механизмы подачи должны быть надежны, тщательно налажены и должны обес-
печивать равномерную подачу материала или заготовки. Не допускается неполная вы-
рубка заготовки, вырубка или вытяжка двойной толщины.
Перечень нормативно-технической документации для изготовления загото-
вок вставок при бесстружковом формообразовании
Стандартная твердосплавная продукция:
ГОСТ 10284-84 «Вставки - заготовки для высадочного инструмента»;
ГОСТ 19106-73 «Вставки - заготовки для разделительных и гибочных штампов»;
ГОСТ 9453-75 «Волоки - заготовки из твердых сплавов для волочения проволоки
и прутков круглого сечения»;
ГОСТ 13833—77 «Пластины для дисковых пил»;
ГОСТ 13834-77 «Пластины для дереворежущих фрез и сверл»;
ГОСТ 25726-83 и ГОСТ 25727-83 «Клейма ручные буквенные и цифровые».
Нестандартная твердосплавная продукция
I. Технические условия на нестандартные изделия, изготавливаемые по чертежам
заказчика:
ТУ 48-19-161-90 «Заготовки матриц и волок специальных форм;
ТУ 48-19-165-84 «Заготовки изделий из твердых сплавов марок ВК»;
ТУ 48-19-183-76 «Заготовки концевых фрез и пластинки специальные из вольфра-
мокобальтовых сплавов»;
ТУ 48-19-126-74 «Заготовки изделий из твердых сплавов марок ВК20 и ВК25»;
ТУ 48-19-178-84 «Заготовки изделий из мелкозернистых твердых сплавов марок
ВКЗ-М, ВК6-М»;
ТУ 48-19-217-76 «Заготовки изделий из мелкозернистых твердых сплавов марок
ВК6-ОМ, ВКЮ-ОМ»;
ТУ 48-19-209-88 «Заготовки изделий из твердых сплавов марок ВКЮ-ХОМ»;
ТУ 48-19-231-76 «Заготовки изделий из твердых сплавов марок В»;
ТУ 48-19-232-91 «Заготовки изделий из крупнозернистых твердых сплавов марок
КС»;
ТУ 48-19-124-91 «Заготовки изделий из твердых сплавов марок ТК».
II. Технические условия на отдельные виды нестандартных изделий для специаль-
ных целей или конкретных потребителей:
ТУ 48-19-136-91 «Оправки плавающие»;
ТУ 48-19-97-92 «Пластины РПП2М-002»;
ТУ 48-19-180-76 «Заготовки вставок для штамповки стальных шариков (для ша-
рикоподшипников)» ;
ТУ 48-19-304-81 «Пластины фасонные для фрезерного дереворежущего инстру-
мента»;
ТУ 48-19-300-78 «Заготовки вставок к блок-матрицам и опорным плитам»;
ТУ 48-4207-7-96 «Заготовки гребенок из сплава ВК8»;
ТУ 48-19-107-91 «Пластины для резки ободковой бумаги»;
ТУ 48-19-428-87 «Заготовки мерительного штампового инструмента и станочных
приспособлений для КАМАЗа».
Твердые сплавы для оснащения высадочного инструмента
Форма и размеры заготовок для высадочного инструмента
Твердые сплавы широко применяют для армирования холодновысадочного инстру-
мента и объемной штамповки. Сведения о выпускаемых промышленностью заготовках
вставок и рекомендуемых твердых сплавах для их изготовления приведены в табл.
4.77. Высокая работоспособность инструмента обеспечивается благодаря обоснован-
ному выбору марки твердого сплава и, в значительной мере, благодаря созданию на-
дежной конструкции и соблюдению условий эксплуатации. Правильный выбор марки
твердого сплава, учитывающий конкретные условия эксплуатации инструмента (меха-
нические свойства материала, из которого штампуется деталь, усилие и температура
штамповки) обеспечивает резкое повышение стойкости инструмента (табл. 4.78).
Конструкция инструмента
Высадочные матрицы представляют собой составные цилиндры. Вставка из твердого
сплава запрессована в обойму из стали. При конструировании инструмента, оснащенно-
го твердым сплавом, необходимо учитывать специфические свойства последнего: повы-
шенное сопротивление касательным напряжениям и низкое сопротивление нормальным
растягивающим напряжениям. Поэтому, когда в твердом сплаве развиваются нормальные
Таблица 4.77. Характеристика заготовок вставок для оснащения высадочного
инструмента и марки твердых сплавов для их изготовления
Вставки, ГОСТ или ТУ Эскиз Основные размеры, мм Марка сплава
D d Н
Матрицы для вы- садки болтов и вин- тов под накатку и нарезку и для за- клепок, ГОСТ 10284-74 10 0,8; 1,0; 1,2; 1,4; 1,6; 1,8 10; 16 ВК15С или ВК10- КС
we
зз 12 2,1; 2,3 28
13 2,5 28
15 3,1; 3,3 36
17 3,8; 4,2; 4,8 40
н
20 5,1; 5,3; 5,8 40
22 4,2; 4,8; 5,1 40
28 2,8 3,8 4,8; 5,8 28 36 40
6,6; 6,9; 6,7; 8,7 40 ВК20С или ВК20- КС
30 8,7; 9,1; 9,7 60
35 10,4; 11,3; 11,7; 12,3; 12,8; 13,7 60
45 14,3; 14,8; 15,4; 16,5; 17,3; 17,7; 18,7; 19,5 60 ВК20-КС или ВК20К
50 20,5; 21,4 60
60 23,4; 26,4; 29,3 60
Матрицы для вы- садки винтов под накатку и нарезку и для заклепок с по- тайной головкой, ГОСТ 10284-74 10 12 15 20 22 0,8; 1,0; 1,2 1,4; 1,8 2,3; 2,5; 2,8 3,1; 3,3 3,8; 4,2 4,8; 5,1; 5,8 10 16 16 25 36 40 40 ВК15С или ВК20- КС
зг
н
28 32 36 6,9 7,3; 7,8; 8,7 9,7; 10,5 11,7; 13,7 40 50 50 50 ВК20С или ВК20- КС
Матрицы для вы- садки шурупов с полукруглой голов- кой, болтов и вин- тов под накатку, ГОСТ 10284-74 10 13 17 20 1,4; 1,8 2,4 2,8 3,3 3,8 4,8 5,6 12 16 18 20; 22 18; 20; 25; 35 18; 20 22; 25; 28; 30; 36 25; 30; 35; 40 ВК15С или ВК20- КС
ж»
н
Продолжение табл. 4.77
Вставки, ГОСТ или ТУ Эскиз Основные размеры, мм Марка сплава
D d Н
25 30 35 5,8 7,6 7,8 9,7 11,7 13,7 18; 22; 25; 30; 35; 36; 38; 40 30; 40 18; 22; 25; 30; 35; 38; 40; 45 20; 30; 35; 40; 45; 50 25; 30; 40; 50 25; 35; 45
1——-IE
L
н _
40 45 50 60 15,7 17,7 19,7 21,7 23,7; 26,7; 29,7 20; 30; 40; 50 25; 30; 35; 40; 45; 50 50 30 30 ВК20-КС или ВК20К
Матрицы для вы- садки шурупов под накатку с потайной головкой, ГОСТ 10284-74 12 15 20 22 1,4; 1,8 2,3; 2,8 3,3; 3,8 4,8; 5,8 15 15; 20; 15 15; 25; 35 15; 20; 25; 30; 35; 38; 40; 45 ВК15С или ВК20- КС
33
iSI
н
28 7,8; 9,7 30; 35; 38; 40; 45; 50 ВК20С или ВК20- КС
Матрицы для вы- садки болтов с под- головком, ГОСТ 10284-74 20 25 30 35 5,1 6,9; 8,7 10,5 12,3 36 36 36 36 ВК20-КС
"I!
в
45 14,3 40 ВК20-КС или ВК20К
н
Продолжение табл. 4.77
Вставки, ГОСТ или ТУ Эскиз Основные размеры, мм Марка сплава
D d Н
Пуансоны для пред- варительной высад- ки болтов, винтов, шурупов и закле- пок, ГОСТ 10284-74 Н "С 15 20 22 2,1; 2,7; 3,1 3,7; 4,7 5,1; 5,7 18 18 20 ВК15С или ВК20- КС
28 28 32 35 40 45 50 6,9 7,7; 8,7 9,5 10,5; 11,5 13,5 20 25 25 30 30 ВК20С или ВК20-КС
14,1 15,6; 17,7 19,5 21,4 23,4 26,4 29,4 32 32 40 40 45 50 60 ВК20-КС или ВК20К
Пуансоны для окончательной вы- садки болтов, вин- тов и заклепок с полукруглой голов- кой, ГОСТ 10284-74 10 12 14 16 3,5; 4,4 5,3 6,3; 7,1 8,8 10 16 16 20 ВК15С или ВК20- КС
3
20 24 10,5; 11,0 13,0 20 20 ВК20С или ВК20- КС
н ~
26 35 40 45 8 16 20; 26 30; 32 40 14,0; 15,0; 16,0 17,0; 18,0; 19,0; 20,0; 21,0 22,0; 23,0; 24,0; 25,0 28,0 32,0; 34,0; 35,0; 44,0 20 25 25 30 30 10 16 20 25 28 ВК20-КС или ВК20С
Пуансоны для окончательной вы- садки болтов с шес- тигранной головкой, ГОСТ 10284-74 16 22 25 6,0 8,9; 9,6 10,5; 11,5; 12,6 20 20 20 ВК20С или ВК20- КС
-
35 45 50 60 15,0; 16,8; 19,5 21,2; 24,0 26,8; 28,5 31,8; 36,4; 40,5 25 25 30 30; 35 35 ВК20-КС или ВК20К
н _
Продолжение табл. 4.77
Вставки, ГОСТ или ТУ Эскиз Основные размеры, мм Марка сплава
D d Н
Отрезные втулки, ГОСТ 10284-74 жж 8 10 14 18 22 24 27 30 32 36 40 44 48 0,8 1,0; 1,4; 1,6; 1,8; 2,3; 2,8 3,2; 3,6; 3,8; 4,2; 4,8 5,2; 5,7; 6,0 6,9; 7,7; 8,0 8,4 8,7; 9,0; 9,7 10,0; 10,5; н,1; п,7 12,3; 13,6 14,3; 15,6 17,6 19,5 21,4; 23,4 26,4; 29,3 10 12 14 16 16 18 20 22 25 28 30 32 36 40 ВК20С или ВК20-КС
— — Чз'
н
Матрицы (цельные) для высадки гаек (IV операция), ГОСТ 10284-74 . л D s Н ВК20-КС
22 36 40 5,1; 6,6; 7,6 6,6; 8,6; 9,6; 11,6 12,6; 13,6 22
-
ж
н t
Матрицы (состав- ные) для высадки гаек (IV операция), ГОСТ 10284-74 h\ Размер гайки под ключ Н ВК20-КС
-s:
ч н г 12 14 17,0; 19,0; 22,0 24; 27; 30 22 26; 36; 45
।
D d Н
Матрицы для вы- садки гаек, ГОСТ 10284-74 30 35 7,6; 10,6 14,4 20 25 ВК20-КС
40 45 50 55 15,6 19,9 23,9 30,0 25 30 40 ВК20К
н
Матрицы и пуансо- ны для объемной штамповки шаров (для шарикопод- шипников), ТУ 48-19-180-76 D * iXi * 8,3 12,3 15,3 20,3 20,3 25,4 27,4 2,1; 2,3; 3; 3,5; 3,9 4,4 5,2; 5,5; 6,0; 6,4; 6,8 7,5; 8,4 8,3 103 12,3 16,3 18,4 20,4 ВК10-КС
8,8; 9,5; 9,8 10,3; 11,4 11,8; 12,2; 12,6 13,0; 13,8; 14,6 ВК20-КС
Продолжение табл. 4.77
Вставки, ГОСТ или ТУ Эскиз Основные размеры, мм Марка сплава
D d Н
30,4 36,0 15,5; 16,3 17,1; 17,9; 18,7; 19,5 25,0 ВК20-КС
Оправки для фор- мирования внут- реннего отверстия d Н ВК15, ВК20 или ВК15С
— --з:
— 7-20 90-200
н
Бойки для ковки заготовок, ТУ 46-19-137-79 А А В Н L ВК25Хр
26- 35 32- 52 25- 45 60- 75
\\
1 в L
Бакены для ковки прутков диаметром 2,75-6,5 мм из ту- гоплавких металлов, ТУ 48-19-137-79 А В Н ВК25Хр
25,3- 30 14,5-16 15-19
ч А д
Бакены для ковки прутков диаметром 6—14 мм из туго- плавких металлов, ТУ 48-19-137-79 -I + у—г 13 25 23 ВК25Хр
t в г
Таблица 4.78. Сопоставление стойкости матриц, оснащенных твердыми сплавами
различных марок, при высадке деталей стержневой формы
Высаживаемое изделие Марка сплава Относительная стойкость
Болт диаметром 6 мм с круглой головкой ВК10 1,23
ВК10С 1,48
ВК10-КС 1,84
ВК15 1,0
ВК20 1,0
Болт диаметром 6 мм с шестигранной головкой ВК15 1,0
ВК15-КС 1,6
ВК20-КС 2,9
ВК20К 2,3
Болт диаметром 8 мм с круглой головкой ВК10 1,15
ВК10С 1,19
ВК10-КС 1,70
ВК15 1,0
ВК20 1,0
Болт диаметром 8 мм с шестигранной головкой ВК15 1,0
ВК15-КС 1,4
ВК20-КС 2,6
ВК20К 2,1
Болт диаметром 12 мм ВК15 1,0
ВК15С 1,64
ВК20 1,04
ВК20-КС 2,06
ВК20С 1,26
Болт диаметром 20 мм ВК20 1,0
ВК20С 1,54
Продолжение табл. 4.78
Высаживаемое изделие Марка сплава Относительная стойкость
ВК20-КС 2,43
ВК20К 2,05
ВК25 1,0
Болт диаметром 20 мм на многопозиционных автома-
тах:
осадка головки ВК20 1,0
ВК20-КС 1,50
ВК20К 1,70
редуцирование стержня ВК20 1,0
ВК20-КС 1,40
ВК20К 1,90
Бол диаметром 24 мм на многопозиционных автома-
тах:
осадка головки ВК20 1,0
ВК20-КС 1,30
ВК20К 1,60
редуцирование стержня ВК20 1,0
ВК20-КС 1,40
ВК20К 1,60
Болт диаметром 27 мм на многопозиционных автома-
тах:
осадка головки ВК20 1,0
ВК20-КС 1,40
ВК20К 1,70
редуцирование стержня ВК20 1,0
ВК20-КС 1,30
ВК20К 1,40
растягивающие напряжения, он неработоспособен. Вследствие этого вставки из твердого
сплава запрессовывают в стальные обоймы с определенным натягом, обеспечивающим
обжатие вставки с силой, компенсирующей радиальные растягивающие напряжения, воз-
никающие во вставке из твердого сплава в процессе эксплуатации. На рис. 4.50-4.58 при-
ведены примеры конструкций инструмента, оснащенного твердым сплавом, для обработ-
ки металлов давлением. При запрессовке вставок из твердого сплава в стальные обоймы
следует обратить внимание на то, что модуль упругости твердого сплава выбранной мар-
ки приблизительно в 2 раза больше модуля упругости стали. Поэтому обоймы должны из-
готовляться из специальных сталей, имеющих высокую температуру отпуска и опреде-
ленную твердость. Кроме того, следует выбрать соответствующий способ запрессовки.
Рис. 4.50. Составная матрица для высадки длинных
болтов с тонкой головкой:
1 — вставка из твердого сплава повышенной вязкости
(ВК20К); 2 — промежуточная обойма из стали ЗОХГСА,
HRC 38—40; 3 — крышка из стали XI2, HRC 38—40, с
винтовым креплением; 4 — стакан из ЗОХГСА, HRC 38—42;
5 — вставка из твердого сплава с повышенной
износостойкостью (ВК20 или ВК15С); 6 - корпус из стали
ЗОХГСА; 7 — гайка; 8 — опорная втулка из стали У7, HRC
38-42
(25 1П?
0 90
Рис. 4.51. Матрица для высадки с редуциро-
ванием башмачного болта из прочной стали
40Х:
1 - вставка из твердого сплава с высокими
вязкостью и износостойкостью (ВК20КС, ВК15С);
2 - крышка из стали 40Х (ЗОХГСА), HRC 38^42; 3 -
обойма из стали ЗОХГСА, HRC 38—42; 4 - стакан из
стали ЗОХГСА, HRC 38—40; 5 - опорная втулка из
стали У7, HRC 38—40; 6 - корпус из стали ЗОХГСА,
HRC 38-40
Рис. 4.52. Составная матрица для высадки
болтов:
1 - корпус из стали ЗОХГСА, HRC 38^42; 2 -
составная вставка из твердых сплавов двух
различных марок (верхняя - из вязкого ВК20К,
нижняя - из более износостойкого ВК20-КС или
ВК15С); 3 - опорная втулка из стали У7, HRC 38—42
Рис. 4.53. Составная матрица для высадки
длинных болтов без редуцирования:
1 - корпус из стали ЗОХГСА, HRC 38^42; 2 -
вставка из сплава ВК20К; 3 - вставки из сплавов
ВК20 или ВК15С; 4 - обойма из стали ЗОХГСА,
HRC 38—42; 5 - опорная втулка из стали У7, HRC
38—40
Наиболее надежный способ обжатия, обеспечивающий высокую работоспособ-
ность твердого сплава, может быть достигнут только при холодной запрессовке встав-
ки на конус с определенным «натягом». Запрессовка на «цилиндр» при нагреве сталь-
ной обоймы не обеспечивает достаточного обжатия твердого сплава. Рекомендуемые
натяги при холодной запрессовке вставок из твердого сплава в стальные обоймы в за-
висимости от диаметра штампуемого изделия приведены ниже:
Диаметр изделия, мм Натяг, мкм, на 1 мм наружного диаметра вставки Диаметр изделия, мм Натяг, мкм, на 1 мм наружного диаметра вставки
4 6,5-7 14 11-12
6 7,3-8 16 12-13
8 8,3-9 18 13-14
10 9,2-10 20 14-15,2
12 10,1-11
В некоторых случаях для компенсации больших нагрузок, возникающих в процес-
се высадки и выдавливания металла, применяют многослойные матрицы, состоящие
из двух или трех стальных обойм, запрессованных одна в другую. На рис. 4.50; 4.53;
4.54 и 4.57 приведены в качестве примера конструкции матриц с двойными обойма-
ми. В связи с тем, что усилие штамповки, которое воспринимает вставка из твердого
сплава, пропорционально диаметру штампуемой детали, для практических целей
удобно указать рекомендуемое значение натяга при запрессовке вставки на конус с уг-
лом 1,5-2° в зависимости от диаметра штампуемого изделия (см. выше).
При значительных напряжениях штамповки (более 1 ГПа) применяют двойные
обоймы. Оптимальное соотношение размеров вставки и обоймы следующее:
DH/DB = dH/dB = 2...3,
где DH > DB - наружный и внутренний диаметры стальной обоймы соответственно; dH
ndB- наружный и внутренний диаметры вставки из твердого сплава соответственно.
Учитывая, что напряжения вследствие запрессовки в обойму уменьшаются по экспо-
ненте от максимального значения на наружной поверхности до минимального на внут-
Рис. 4.54. Составная матрица для высадки длинных
болтов с подголовком:
1 - вставка из сплава ВК20-КС (ВК20К); 2; 3 - вставки
из сплава ВК15С; 4 - корпус из стали 30ХГСА, HRC
38-42; 5 - промежуточное кольцо из стали 30ХГСА,
HRC 38—40; 6 - опорная втулка из стали У7, HRC 38—40
0 90-о,об
0 15,71
Рис. 4.55. Составная матрица для высадки
длинных болтов с редуцированием:
1 - вставка из сплава ВК20-КС; 2 - корпус из
стали ЗОХГСА, HRC 38-42; 3 - вставка из
сплава ВК20 или ВК15С; 4 - опорная втулка из
стали У7, HRC 38-40; 5 - болтовое крепежное
соединение; б- крышка из стали У7, HRC 38-40
ренней рабочей поверхности вставки, с увеличением ее толщины необходимо значитель-
но увеличить натяги. Однако увеличение обжатия благодаря натягу ограничивается ме-
ханическими свойствами материала обоймы при использовании одинарной обоймы или
размерами посадочного места. Таким образом, увеличение толщины вставки из твердо-
го сплава сопряжено с большими техническими трудностями и нецелесообразно.
Поскольку сила деформирования при штамповке и высадке металла зависит также
от прочности металла, из которого штампуется деталь, натяг может быть уменьшен:
при штамповке деталей из сталей с ав = 0,34.. .0,42 ГПа и ат= = 0,24 ГПа - на 20-24 %;
из латуни - на 30-33 %; из меди - на 50-55 %; из алюминия -
на 80-82 %.
Для матриц, в которых в процессе работы развиваются ра-
диальные силы, меньшие, чем при холодной высадке, натяг
может быть равен 2,7-3 мкм на 1 мм наружного диаметра.
Для объемной штамповки или высадки изделий длиной более
50-60 мм целесообразно конструировать сборный инстру-
мент, состоящий из двух или трех вставок из твердого спла-
ва. При этом каждую из них целесообразно запрессовывать в
автономную обойму, поскольку применение одной общей
обоймы не обеспечивает гарантированного обжатия каждой
Рис. 4.56. Матрица для высадки гаек:
7 - составная вставка из сплава ВК20-КС; 2 - обойма из стали
ЗОХГСА, HRC 38—42
Рис. 4.57. Составная матрица для объемной штамповки
ролика (для роликоподшипника):
7 - корпус из стали 35ХГСА, HRC 38—42; 2 - винтовой
крепеж; 3 - промежуточное кольцо из стали 35ХГСА, HRC
38-42; 4 - вставка из сплава ВК20-КС; 5 - опорное кольцо
из сплава ВК20-КС или ВК15С; б - корпус из стали ШХ15,
HRC 35-40; 7 - пружинная шайба
1 2
Рис. 4.58. Матрица (пуансон) для объемной штамповки шариков
(для шарикоподшипников):
1 - вставка из сплава ВК10-КС или ВК20-КС; 2 - обойма из стали
ШХ15, HRC 38-42
0 60
вставки. Наряду с этим составная конструкция позволяет использовать твердые спла-
вы разных марок, более точно соответствующие характеру нагружения, например, в
верхней части - из более вязкого сплава, в нижней - из более износостойкого. Такая
конструкция матриц необходима при высадке стержневых деталей с редуцированием
(см. рис. 4.55 ). В некоторых конструкциях матриц для высадки болтов с тонкими го-
ловками применение вставок из твердого сплава затруднено. В этих случаях исполь-
зуют составные матрицы из стали и твердого сплава: высадка головки выполняется в
стальной вставке, а штамповка стержня - в твердосплавной вставке (см. рис. 4.50, 4.54).
Необходимо уменьшать также по возможности локальную концентрацию напряжений
в твердом сплаве при конструировании инструмента. Это вызвано более низким у
сплава сопротивлением разрушению при распространении трещины, чем у стали.
Так, для самого пластичного твердого сплава ВК20К значение К\с = 27 МПа м1/2, в то
время так для высокопрочной стали этот коэффициент в 6,5-7 раз больше.
Уменьшение возможности возникновения локальной концентрации напряжений
во вставке твердого сплава достигается исключением резких переходов, консольных
выступов, острых углов. При конусной запрессовке длинных вставок или же при ис-
пользовании сборной матрицы необходимо обеспечить отсутствие распрессовки вста-
вок из обойм, что наблюдается при перемещении вставок вдоль оси. Для предотвра-
щения осевого перемещения вставок целесообразно нерабочий торец матрицы шли-
фовать в форме сферы с большим радиусом. Эта поверхность должна опираться на
плоское основание из стали с высокой твердостью или из твердого сплава с более вы-
соким модулем упругости. В этом случае обеспечивается поджатие вставки в сталь-
ной обойме в процессе удара, а также исключается возможность деформирования
подложки и возникновения изгибающих напряжений во вставке.
Твердосплавные заготовки для волочильного инструмента
Холодное волочение широко применяют в промышленности при производстве прово-
локи, труб и проката из черных и цветных металлов. В процессе волочения в зоне дефор-
мирования металла в инструменте создается сложное объемно-напряженное состояние,
которое характеризуется высокими контактными нагрузками, растягивающими напряже-
ниями и силами трения. В связи с высокими скоростями волочения, часто в условиях су-
хого трения и активного адгезионно-диффузионного взаимодействия, к износостойкости
инструмента предъявляют высокие требования. Поэтому интенсивность волочения и ка-
чество проволоки, прутков и труб во многом зависят от волочильного инструмента.
Р
Рис. 4.59. Конструкция заго-
товки твердосплавной во-
локи:
dK - диаметр калибрующей
части; /к - длина кали-
брующей части
Основным материалом, используемым для изготов-
ления волок, являются вольфрамокобальтовые твердые
сплавы, иногда применяются керметы, и только для во-
лочения тонкой нитевой проволоки применяют алмаз-
ные волоки.
На рис. 4.59 приведена конструкция заготовки твер-
досплавной волоки. Калибрующая часть волоки в боль-
шинстве случаев выполняется цилиндрической, так как
это упрощает ее обработку и контроль. Для калибрую-
щей зоны рекомендуется следующая длина пояска:
при волочении проволоки из меди, серебра и алюми-
ния /к = (0,2...0,4)<Ук;
при волочении из титановых, никелевых сплавов и
высокоуглеродистой стали /к = (O,3...O,8)tZK;
при волочении из бронзы и низкоуглеродистой стали
/к = (0,2... 0,5)<УК.
Для волочения проволоки и прутков круглого сече-
ния твердосплавной промышленностью по ГОСТ
9453-75 выпускаются заготовки 20 форм (табл. 4.79).
Таблица 4.79. Размеры (мм) заготовок твердосплавных волок для волочения проволоки и
прутков круглого сечения по ГОСТ 9453-75
Номер формы D Н d Марка твердого сплава
1 6; 8 4; 5 — ВКЗ, ВКЗ-М
2 6; 8 4; 5 0,1; 0,2; 0,4 ВКЗ, ВКЗ-М
3 6; 8 4; 5 0,1; 0,2; 0,4 ВКЗ, ВКЗ-М
4 8 5 0,6; 0,8; 1,0; 1,3 ВКЗ, ВКЗ-М, ВК4
5 8,5 7 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0; 1,3; 1,5 ВКЗ, ВКЗ-М, ВК4
6 И 10 0,5; 0,8; 1,3; 1,8; 2,3 ВКЗ, ВКЗ-М, ВК4
7 13 10 0,3; 0,5 ВКЗ-М, ВК4, ВК6, ВК6-М
8 16 14 0,8; 1,3; 1,5; 1,8; 2,0; 2,3; 2,5; 2,8; 3,2; 3,4; 3,8 ВКЗ-М, ВК6-М, ВК4, ВК6
9 16 14 0,8; 1,0; 1,3; 1,5; 1,8; 2,0; 2,3; 2,5; 2,8; 3,0; 3,3; 3,5; 3,8; 4,2; 4,7 ВКЗ-М, ВК4, ВК6, ВК6-М
10 22 18 1,5; 1,8; 2,3; 2,7; 3,2; 3,8; 4,0; 4,2; 4,5; 4,7; 5,2; 5,5; 5,7; 6,2 ВКЗ-М, ВК4, ВК6, ВК6-М
11 22 18 2,3; 2,8; 3,2; 3,5; 3,8; 4,2; 4,5; 4,7; 5,2; 5,4; 5,7; 6,2 ВКЗ-М, ВК4, ВК6, ВК6-М
12 30 20 4,2; 4,7; 5,2; 5,4; 5,7; 6,0; 6,2; 6,7; 7,0; 7,7; 8,0; 8,6; 9,0; 9,6; 10,0; 10,5; 11,5; 12,5 ВК4, ВК6, ВК6-М, ВК8
13 30 21 5,7; 6,2; 6,7; 7,0; 7,7; 8,6; 9,6; 10,5; 11,5; 12,5 ВК4, ВК6, ВК6-М, ВК8
14 34 24 9,6; 10,5; 11,5; 12,5; 13,5; 14,5; 15,5; 16,5 ВК4, ВК6, ВК6-М, ВК8
15 35 25 14,5; 15,0; 15,5 ВК6, ВК6-М, ВК8
16 50 28 14,5; 15,5; 16,5; 17,5; 18,0; 18,5; 19,5; 20,5; 21,5; 22,5; 23,5; 24,5; 25,5 ВК6, ВК6-М, ВК8
17 50 28 14,5; 15,5; 16,5; 17,5; 18,0; 18,5; 19,5; 21,5; 23,5; 24,5 ВК8, ВК10
18 60 34 24,5; 25,5; 26,5; 27,5; 28,5; 29,5; 30,5; 31,5; 32,5; 34,5 ВК8, ВК10
19 75 34 33,5; 34,5; 35,5; 36,5; 37,5; 38,5; 39,5; 40,5; 41,5; 42,5; 43,5 ВК8, ВК10
20 90 34 44,5; 45,5; 46,5; 47,5; 48,5; 49,5; 52,5; 54,5 ВК8, ВК10
Волоки-заготовки изготавливаются из сплавов ВЗ,
ВКЗ-М, ВК4, ВКб, ВК6-М, ВК8 и ВК10. При этом, чем
крупнее волока, тем более вязким должен быть твердый
сплав, из которого ее изготовляют.
Выкрашивания на рабочих поверхностях заготовок в
отверстии канала не допускаются. Глубина выкрашивания
на нерабочих поверхностях не должна превышать 1 мм для
заготовок волок с наружным диаметром до 30 мм и 2 мм
для заготовок волок с наружным диаметром до 100 мм. Во-
локи-заготовки для волочения труб (рис. 4.60) изготовляют
по ГОСТ 2330-76. Основные размеры заготовок приведе-
ны в табл. 4.80.
Для волочения шестигранных профилей выпускаются
волоки-заготовки (рис. 4.61) по ГОСТ 5426-76 (табл. 4.81).
Рис. 4.60. Конструкция
заготовки волоки для
волочения труб
Таблица 4.80. Основные размеры (мм) заготовок волок для волочения труб
Номинальные значения Предельные отклонения Номи- нальные значения Пре- дельные отклоне- ния Номи- нальные значения Пре- дельные отклоне- ния h
d D Н
0,2; 0,4 0,8 1,2; 1,8 2,3; 2,8 +0,05 -0,10 -0,10 -0,30 -0,20 -0,40 16 ±0,6 8 ±0,5 1
3,3; 3,8; 4,5; 5,0; 5,5 -0,20 20 — 13 — 1,5
5,5; 6,0 6,5; 7,60; 8,60; 9,0; 10,0 11,0; 12,0; 13,0; 14,0 -0,50 -0,30 -0,70 -0,40 -0,90 30 ±0,7 18 ±0,6 1,8
6,0 7,0; 8,0; 9,0; 10,0 11,0; 12,0; 13,0; 14,0 -0,20 -0,50 -0,30 -0,70 -0,40 -0,90 35 ±1,0 35 ±1,0 2,2
10,0 11,0; 12,0; 13,0; 14,0; 15,0; 16,0; 17,0; 18,0 -0,30 -0,70 45 ±1,0 40 ±1,0 2,5
14,0; 15,0; 16,0; 17,0; 18,0; 19,0; 20,0; 21,0; 22,0; 23,0; 24,0; 25,0; 26,0 19,0; 20,0; 21,0; 22,0; 23,0; 24,0; 25,0 -0,40 -0,90 45 ±1,0 20 45 ±0,6 ±1,0 2,2 2,7
26,0; 27,0; 28,0 26,0; 27,0; 28,0; 29,0; 30,0 31,0; 32,0; 33,0; 34,0; 35,0; 36,0 60 ±1,2 45 20 ±1,0 ±0,7 2,2 2,5
29,0; 30,0; 31,0; 32,0; 33,0; 34,0 70 ±1,2 50 ±2,0
Продолжение табл. 4.80
Номинальные значения Предельные отклонения Номи- нальные значения Пре- дельные отклоне- ния Номи- нальные значения Пре- дельные отклоне- ния h
d D Н
34,0; 35,0; 36,0; 37,0; 38,0; 39,0; 40,0; 41,0 -0,5 -1,2 75 ±1,2 25 45 ±1,2 ±1,5 2,4
35,0; 36,0; 37,0; 38,0; 40,0; 41,0; 42,0 42,0; 43,0; 44,0; 45,0; 46,0; 47,0; 48,0; 49,0; 50,0 51,0 52,0; 53,0; 54,0; 55,0; 56,0; 57,0 58,0; 59,0; 60,0 62,0 -1,0 -2,3 85 90 100 ±1,5 60 45 ±2,0 ±1,5 3,0
43,0; 44,0; 45,0; 46,0; 47,0; 48,0; 49,0; 50,0 -0,5 -1,2 100 60 ±2,0
63,0; 64,0; 65,0; 66,0; 67,0; 68,0; 69,0 72,0; 73,0 -1,0 -2,3 110 ±1,5 4,0
75,0; 76,0; 77,0; 78,0; 80,0; 82,0; 83,0; 84,0; 85,0 86,0; 87,0; 90,0; 92,0 94,0; 96,0; 98,0; 100,0; 102,0 104,0; 106,0; 107,0; 108,0; 110,0; 111,0; 112,0 -1,3 -2,8 120 130 140 150 45 ±1,5 4,6
114,0; 115,0; 116,0; 118,0; 120,0 122,0 124,0; 130,0; 133,0; 135,0; 138,0 140,0; 142,0; 146,0; 150,0 160 -1,3 -3,5 180 190 ±2,0 55 ±2,0 5,0
154,0; 157,0; 160,0 164,0; 167,0; 169,0; 173,0; 175,0; 178,0 180,0; 185,0 -2,0 -4,5 200 220 230
В ГОСТ 2330-76 и ГОСТ 5426-76 рекомендуется заготовки волоки изготовлять из
твердых сплавов ВКб, ВК8, ВК10 и ВК15. Учитывая, что наибольшие силы в инстру-
менте возникают при волочении крупных профилей, инструмент для них следует из-
готовлять из высококобальтовых твердых сплавов ВК10 и ВК15.
Овальность наружного и рабочего диаметров допускается в пределах половины
допуска на размер. Выкрашивания на рабочих поверхностях заготовок волок с наруж-
ным диаметром до 70 мм не допускаются. Для волок с наружным диаметром свыше
70 мм, изготавливаемых горячим прессованием, допускаются:
заусенцы по кромкам высотой до 1,5 мм;
следы пористости графитовых пресс-форм в виде шероховатости;
выкрашивания на рабочих поверхностях глубиной не более половины допуска;
сколы и выбоины на нерабочих поверхностях глубиной до 1,2 мм.
Для заготовок волок по ГОСТ 5426-76 допускаются в местах перехода выходного
Таблица 4.81. Основные размеры (мм) заготовок волок для волочения шестигранных
прутков
Номинальные значения Предельные отклонения Номи- нальные значе- ния Пре- дельные откло- нения Номи- нальные значе- ния Пре- дельные откло- нения h а, град.
5 D Н
2,9; 3,9; 4,4; 4,9; 5,4 -0,35 30 ±0,7 21 ±0,7 1,5 2,0 16
5.9
6,9; 7,9; 8,9; 9,9 -0,45 3,0
10,9 -0,50
11,9; 12,9; 13,9; 14,9 35 ±1,0 25 ±0,7 3,5
15,9; 16,9; 17,9; 18,9 45 4,0
19,9; 20,9; 21,9; 23,9; 24,9; 25,9 -0,80 50 28 5,0 18
26,9; 27,9; 29,8 60 ±1,2 30 ±1,0 6,0
31,8 -0,90
33,8; 35,8; 37,6 65 35 ±1,5
39,6; 40,6; 41,6 -1,50 80 7,0
44,6; 45,6; 47,6; 49,6 90 ±1,5 40 ±2,0
52,6; 54,6; 55,6; 59,6; 62,6; 64,6 110 ±2,0
конуса на торец скручивание радиусом, равным линей-
ному размеру фаски, и радиус скругления ребер шести-
гранника не более 1,5 мм.
4.1. 2.12. Специальные твердые сплавы
В противоположность обычным маркам твердых
сплавов специальные марки были разработаны для уз-
ких областей применения в условиях особых требова-
ний к износу. Их состав и свойства приведены в табл.
4.82. В этих сплавах кобальт частично или полностью
заменен никелем для создания более высоких свойств, в
том числе высокого сопротивления коррозии. Никельсо-
держащая связующая фаза обладает парамагнитными
свойствами и поэтому рекомендуется применять ее в
инструменте, работающем в магнитном поле, например
для прессования магнитных порошков. Однако величи-
ны прочности этих сплавов меньше, чем сплавов WC-
Co такого же состава. Для дальнейшего повышения кор-
розионной стойкости в состав сплава вводят хром.
Прочность при растяжении и, особенно, прочность при
изгибе таких сплавов весьма высоки.
Рис. 4.61. Конструкция заго-
товки волоки для волочения
шестигранных прутков
Введение хрома в связующую фазу сплавов так же, как и карбида ванадия, чрезвы-
чайно повышает сопротивление коррозии в большинстве органических и минеральных
кислот. Сплавы состава Cr3C2-Ni имеют преимущество в трибо-системе в результате
наивысшей коррозионной стойкости, но вследствие повышенной пористости обладают
низкой прочностью и поэтому имеют ограниченную область применения.
Таблица 4.82. Характеристика сплавов специального назначения
Свойство 90,5 % WC - 9,5% Ni, Сг 85 % WC - 15 %Ni, Сг 88%Сг3С2- 12 %Ni
Плотность, г/см2 (ИСО 3369) Твердость, HV30 (ИСО 3878) Прочность при сжатии, Н/мм2 (цилиндриче- ский образец) (ИСО 4506) Предел прочности при изгибе, Н/мм2 (ИСО 3327) Модуль упругости, кН/мм (ИСО 3312) Коэффициент вязкости разрушения, АГ1С, МПа-м1/2 Коэффициент Пуассона Теплопроводность, Вт/(м К) Коэффициент термического расширения (293-1073 К), a/(10s- К) Удельное электросопротивление, мкмОМ/см 14,5 1590 5600 2600 570 10,0 0,22 35 6,6 27 14,0 1280 4500 2900 530 11,2 0,22 16 7,4 31 7,0 1350 3400 800 360 14 11,1 70
4.2. Конструкционные порошковые материалы на основе железа
Конструкционные порошковые материалы на основе железа (порошковые стали),
предназначенные для замены компактных материалов (литых, катаных, штампован-
ных) и используемые для изготовления разнообразных деталей машин, по маркам, хи-
мическому составу и физико-механическим свойствам регламентируются ГОСТ
28378-89 с последующими изменениями и дополнениями (табл. 4.83-4.84). Порошко-
вые стали подразделяются на несколько классов:
- малоуглеродистые, углеродистые и медистые;
- никельмолибденовые, медьникелевые и медьникельмолибденовые;
- хромистые, марганцовистые и хромоникельмарганцовистые;
- нержавеющие.
Микроструктура конструкционных порошковых материалов может формиро-
ваться в зависимости от химического состава и вида дополнительной термообработ-
ки и охватывает весь известный спектр микроструктур традиционных сталей.
Микроструктура конструкционных порошковых материалов описана в табл. 4.85.
Соответствие новых обозначений конструкционных порошковых материалов ра-
нее применявшимся в нормативно-конструкторской документации приведено в табл.
4.86.
Условное обозначение марок состоит из букв и цифр. Буквы указывают: П - на
принадлежность материала к порошковым, К - на назначение материала - конструк-
ционный, остальные буквы - на содержание легирующих компонентов (Д - медь, X -
хром, Ф - фосфор, К - сера, М - молибден, Г - марганец, Т - титан, Н - никель). Ос-
нову материала в обозначении марок не указывают.
Цифры, стоящие после букв ПК, указывают на среднюю массовую долю углерода
в сотых долях процента. Массовую долю углерода, равную 1 %, в обозначении марки
материала не указывают.
Цифры, стоящие после букв, указывают на массовую долю в материале легирую-
щих компонентов в процентах; отсутствие цифры означает, что массовая доля компо-
нента меньше или равна единице.
Условное обозначение конструкционного порошкового материала состоит из обо-
значения его марки и через дефис - минимальной плотности (г/см3).
Таблица 4.83. Химический состав конструкционных порошковых материалов на основе железа
Марка Массовая доля элемента, %
С Си Ni Мо Сг Мп Р S
ПК 10’ Стали маяв' Не более 0,30 углеродист ые, углеродис тг ые и медисгг ые
ПК40* 0,31-0,60 — — — — — — —
ПК70’ 0,61-0,90 — — — — — — —
ПК10Ф Не более 0,30 — — — — — 0,8-1,2 —
ПК10Д2Ф Не более 0,30 1-3 — — — — 0,8-1,2 —
ПК10ДЗ Не более 0,30 1-4 — — — — — —
ПК10ДЗК Не более 0,30 1-4 — — — — — 0,15-0,40
ПК10Д5’ Не более 0,30 4-6 — — — — — —
ПК40ДЗ 0,31-0,60 1-4 — — — — — —
ПК40ДЗК 0,31-0,60 1-4 — — — — — 0,15-0,40
ПК40ДЗКФ 0,31-0,60 1-4 — — — — 0,15-0,45 0,15-0,40
ПК70ДЗ* 0,61-0,90 1-4 — — — — — —
ПК10Н2М Стали никельмолибс Не более 0,30 еновые, ме дышкелевые, 1-3' иедьникельмо 0,3-0,7 либденовые
ПК10Н2Д2 Не более 0,30 1-3 1-3 — — — — —
ПК10Н4Д4 Не более 0,30 2-6 2-6 — — — — —
ПК10Н2Д6М Не более 0,30 4-8 1-3 0,3-0,7 — — — —
ПК40НМ 0,31-0,60 — 0,5-1,0 0,3-0,7 — — — —
ПК40Н2М 0,31-0,60 — 1-3 0,3-0,7 — — — —
ПК40Н2Д2 0,31-0,60 1-3 1-3 — — — — —
ПК40НЗД2Х 0,31-0,60 1-3 2-4 — 0,5-1,15 — — —
ПК40Н2Д2М 0,31-0,60 1-3 1-3 0,3-0,7 — — — —
ПК40Н4Д2М 0,31-0,60 1-3 3-5 0,3-0,7 — — — —
ПК70Н2Д2 0,61-0,90 1-3 1-3 - - - - -
ПК70ХЗ Стали хромистые 0,61-0,90 , марганца/ зистые, хром/ еикельмаргат ^овистые 2,0-4,0
ПКХ6 0,91-1,20 — — — 5,0-7,0 — — —
ПК40Х2 0,31-0,60 — — — 1,0-3,0 — — —
ПК40Г2 0,31-0,60 — — — — 1,0-3,0 — —
ПК40ХН2Г 0,31-0,60 — 1,0-3,0 — 0,5-1,5 0,5-1,5 — —
ПКПЗ 0,91-1,20 - - - - 12,0-14,0 - -
Раздел 4. Порошковые материалы
Продолжение табл. 4.83
Марка Массовая доля элемента, %
С Си Ni Мо Сг Мп Р S
Стали нержавеющие
ПК10Х13М2 Не более 0,10 — — 1,0-3,0 12,0-14,0 — — —
ПК 10X25 Не более 0,10 — — 24,0-26,0 — — —
ПК20Х13 0,10-0,30 — — — 12,0-14,0 — — —
ПК40Х13М2 0,30-0,50 — — 1,0-3,0 12,0-14,0 — — —
ПК10Х17Н2 Не более 0,15 — 1,0-3,0 — 16,0-18,0 — — —
ПК10Х18Н9Т* Не более 0,10 — 8,0-10,0 — 17,0-19,0 — — —
ПК10Х18Н15 Не более 0,10 - 14,0-16,0 17,0-19,0 - - -
Примечания:
1. Сумма других элементов во всех марках не превышает 2 мае. %.
2. При необходимости легирования серой массовую долю серы указывают в нормативно-технической документации на конкретное изделие
или на чертеже конструкторской документации.
3. Необходимость контроля химического состава материалов должна быть указана в нормативно-технической документации или на-чертеже
на конкретное изделие.
‘Кроме указанных элементов содержится титан в количестве 0,5-0,8 мае. %.
Металлические порошки и порошковые материал
Таблица 4.84. Физико-механические свойства конструкционных порошковых материалов
на основе железа
Марка у, г/см3 НВ, МПа ств, МПа 8, %
не менее
Стали малоуглеродистые, углеродистые и медистые
ПК10 6,0 400 100 2
6,4 500 140 3
6,8 650 180 4
7,2 800 220 6
7,6 900 260 20
ПК40 6,0 550 140 —
6,4 750 190 1
6,8 900 240 2
7,2 1000 290 4
7,6 1100 400 10
ПК70 6,0 800 200 —
6,4 1000 250 1
6,8 1200 300 1
7,4 1450 600 4
ПК10Ф 6,8 650 200 3
ПК10Д2Ф 6,0 600 200 1
ПК10ДЗ 6,0 550 160 1
6,4 650 200 2
6,8 750 240 3
7,4 900 500 15
ПК10ДЗК 6,0 550 160 1
6,4 650 200 2
ПК10Д5 6,0 750 200 —
6,4 850 240 1
6,8 950 280 2
7,4 1100 600 10
ПК40ДЗ 6,0 800 220 —
6,4 1000 280 —
ПК40ДЗК 6,0 800 220 —
6,4 1000 280 —
ПК40ДЗКФ 6,0 850 240 —
6,4 1050 300 —
ПК70ДЗ 6,0 1000 270 —
6,4 1200 340 —
6,8 1400 420 —
7,4 1600 700 3
Стали молибденовые, медьникелевые, медьникельмолибденовые
ПК10Н2М 6,8 700 240 8
7,2 850 270 12
7,6 1000 450 18
ПК10Н2Д2 6,4 700 240 3
6,8 900 270 4
7,2 1100 300 6
7,6 1300 500 15
ПК10Н4Д4 6,4 900 300 2
6,8 1200 500 3
ПК10Н2Д6М 7,4 1800 800 3
ПК40НМ* 6,8 900 300 4
7,2 1100 340 6
7,6 1300 600 10
ПК40Н2М* 6,4 800 260 2
6,8 1000 320 4
7,2 1200 380 5
7,6 1400 700 7
Продолжение табл. 4.84
Марка у, г/см3 НВ, МПа ств, МПа 8, %
не менее
ПК40Н2Д2* 6,4 1000 300 1
6,8 1200 360 2
7,4 1500 700 5
ПК40НЗД2Х* 6,4 1200 350 1
6,8 1500 500 2
ПК40Н2Д2М* 6,8 1500 440 3
7,4 1800 780 6
ПК40Н4Д2М* 6,8 1800 600 1
7,4 2200 880 4
ПК70Н2Д2* 6,4 1200 330 —
6,8 1500 440 —
7,4 2000 800 3
Стали хромистые, марганцовистые, хромоникельмарганцовистые
ПК70ХЗ* 6,4 1100 350 —
6,8 1400 450 —
ПК6Х‘ 7,4 1800 800 —
ПК40Х2* 6,4 900 300 1
6,8 1100 400 2
7,4 1400 700 4 .
ПК40Г2* 7,4 1400 700 5
ПК40ХН2Г* 6,4 1000 320 1
6,8 1200 450 2
7,4 1500 850 6
ПКГ13* 7,4 2400 - -
Стали нержавеющие
ПК10Х13М2* 7,4 1000 400 12
ПК 10X25 7,4 1600 400 15
ПК20Х13* 6,4 1800 320 1
6,8 2100 420 2
7,4 2500 480 6
ПК40Х13М2* 7,4 2800 550 4
ПК10Х17Н2* 6,8 2300 400 2
7,4 2700 500 8
ПК10Х18Н9Т 6,4 850 320 3
6,8 950 380 4
7,2 1050 400 5
7,6 1300 550 15
ПК10Х18Н15 6,4 800 300 4
6,8 900 380 5
7,2 1000 400 6
7,6 1250 550 20
Примечания:
1. Механические свойства материалов соответствуют средним массовым долям углерода,
легирующих элементов и минимальному значению плотности, указанным в обозначении
марок сталей.
2. Нормы временного сопротивления при растяжении, относительного удлинения и твер-
дости материалов являются справочными и приведены для выбора марок материалов.
3. Для марок материалов с плотностью 7,4 г/см3 и более, а также для самозакаливающих-
ся материалов свойства приведены для отожженного состояния.
4. Необходимость контроля физико-механических свойств материалов должна быть ука-
зана в нормативно-технической документации на конкретное изделие или на чертеже конст-
рукторскои документации.
‘Самозакаливающиеся материалы (стали).
Таблица 4.85. Микроструктура конструкционных порошковых материалов
Марка Микроструктура
основа другие составляющие
Стали малоуглеродистые, углеродистые и медистые
ПК 10‘ ПК40* ПК70* Феррит Феррито-перлит Перлит Включения перлита Включения феррита
ПК10Ф ПК10Д2Ф ПК10ДЗ ПК10ДЗК ПК10Д5* Феррит легированный Включения перлита и фосфидов Включения перлита и фосфидов Включения перлита Включения перлита и сульфидов Включения перлита
ПК40ДЗ ПК40ДЗК ПК40ДЗКФ Феррито-перлит легирован- ный Включения сульфидов Включения сульфидов и фосфидов
ПК70ДЗ* Перлит легированный Включения феррита
Стали никельмолибденовые, медьникелевые, медьникельмолибденовые
ПК10Н2М ПК10Н2Д2 ПК10Н4Д4 ПК10Н2Д6М Феррит легированный Включения перлита
ПК40НМ” ПК40Н2М" ПК40Н2Д2" ПК40НЗД2Х" ПК40Н4Д2М** ПК40Н2Д2М" Феррито-перлит легирован- ный -
ПК70Н2Д2*’ Перлит легированный Включения феррита
Стали хромистые, марганцовистые, хромникельмарганцовистые
ПК70ХЗ" ПКХ6" Перлит легированный Включения феррита Включения карбидов
ПК40Х2" ПК40Г2" ПК40ХН2Г* Феррито-перлит легирован- ный -
ПКГ13” Аустенит -
Стали нержавеющие
ПК ЮХ 13 М2" ПК 10X25 Феррит хромистый Отдельные включения зернистого перлита и сорбита
ПК20Х13" ПК40Х13М2" Перлит высоколегирован- ный зернистый Включения карбидов
ПК10Х17Н2* ПК10Х18Н9Т Аустенито-феррит Отдельные включения зернистого перлита и сорбита
ПК10Х18Н15 Аустенит -
Продолжение табл. 4.85
ПК10Х18Н15 | Аустенит | -
Примечания:
1. Для марок материалов с плотностью 7,4 г/см3 и более, а также для самозакаливающих-
ся материалов микроструктура приведена для отожженного состояния.
2. В структуре материала имеются поры.
3. В структуре материалов не допускаются в свободном состоянии легирующие элементы.
4. В структуре высокоуглеродистых материалов марок ПК70, ПК70ДЗ допустимы изоли-
рованные включения цементита.
*При наличии серы в графу «другие составляющие» добавляются «включения сульфи-
дов».
“Самозакаливающиеся материалы (стали).
Примеры условных обозначений материала'.
ПК40-68 ГОСТ 28378-89 - сталь порошковая конструкционная малоуглеродистая
со средней массовой долей углерода 0,4 % и минимальной плотностью 6,8 г/см3;
ПК40НМ-72 ГОСТ 28378-89 - сталь порошковая конструкционная никельмолиб-
деновая со средней массовой долей углерода 0,4 %, никеля 2 %, меди 2 % и минималь-
ной плотностью 7,2 г/см3;
ПК40ХН2Г-74 ГОСТ 28378-89 - сталь порошковая конструкционная хромони-
кельмарганцовистая со средней массовой долей углерода 0,4 %, хрома 1 %, никеля 2
%, марганца 1 % и минимальной плотностью 7,4 г/см3.
Таблица 4.86. Соответствие обозначений конструкционных порошковых материалов по
ГОСТ 28378-89 и ранее применявшейся нормативно-технической документации
Марка Обозначения по ГОСТ 28378-89 Ранее применявшиеся обозначения
Стали малоуглеродистые, углеродистые и медистые
ПК10 ПК 10-6,0 Ж-6,0; СП 10-60; ПЖ10-60; ЖК0,3-6,1; ПК ЮК-62; Ж-6,2; Ж-62; Ж10-63; Ж20-62; Ж-6,3; ПЖ10-63; ПЖ; Ж
ПК 10-6,4 ЖГрО,2-6,5; Ж-6,5; Ж10-66; СП10-66; ПЖ10-66; ЖК0,3-6,7; Ж-00-1; ЖГрО,2-1; Ж-6,8; ПК10К-68; Ж- 7,0; ЖГрО,2-7,0; СП 10-70; Ж10-70; ПЖ 10-70; ЖГрО,2-2
ПК 10-6,8 Ж10-72; Ж10-74; СП10-74; П10; П20; ПЖ10-74
ПК 10-7,2 ПК 10-7,6 Ж10-76; СП20-76; Ж20-76; ПЖ10-77; Ж20-77; П-10; Ж10-77
ПК40 ПК40-6,0 Ж60-57; Ж50-58; СП40-60; Ж50-60; ПЖ50-60; ПЖ50-63; Ж50-63
ПК40-6,4 ЖГрО,5-6,5; Ж50-66; ПЖ50-66; ЖГр0,5-1
ПК40-6,8 Ж50-70; ЖГрО,5-7,0; СП40-70; ПЖ50-70; ЖГрО,5-2; Ж50-72; П-50
ПК40-7,2, ПК40-7,6 СП40-76; Ж50-76; ПЖ50-77; ПЖ-50; П-50; П50; ПЖ50; ПЖ30
ПК70 ПК70-6,0 ЖГр1,2-5,7; ЖГр 1-6,0; ПЖ70-60; ПЖ 100-60; ЖГр1- 60; ЖГр1-6,2; ЖГр1-6,3; Ж80-63
ПК70-6,4 ЖГр-6,4; ЖГр1-6,5; Ж70-66; ПЖ70-67; ЖГр1,2-6,4; ЖГр1-1
ПК70-6,8 ПЖ10Ч30-69; ПЖ10Ч20-69; ЖГр1-7,0; ЖЧЗО-7,1; ЖЧ-72; ЖГр1-2; ЖЧ20-7,!; ЖГр1,2-6,8
ПК70-7,4 СП90-76; Ж90-76; ПЖ70-77; Ж70-77; ЖЧ20; ЖЧ30; ЖЧ-20; П-120; П-80; ПЖ90
ПК! ОФ ПК 1 ОФ-6,8 ЖФ1-6,5;ЖФ1-6,8
ПК10Д2Ф ПК10Д2Ф-6,0 ЖФ1Д2-6,!; Ж10Ф1Д2-61; Ж10Ф1Д2-63; ЖФ1Д2
Продлжение табл. 4.86
Марка Обозначения по ГОСТ 28378-89 Ранее применявшиеся обозначения
ПК10ДЗ ПКЮДЗ-6,0 ЖДЗ-60; СП10ДЗ-60; ПЖ10ДЗ-60; Ж10ДЗ-60; ПЖ15Д2-60; ПЖ15ДЗ-60; ЖД(2,5-3,0)-61; ЖДЗ-6,1; ЖДЗ-62; ЖДЗ-63; ЖД10ДЗ-63; ЖДЗ,5-63; ЖДЗ; ПЖДЗ; ПКД2-6,0
ПКЮДЗ-6,4 ЖДЗ-65; ЖГрО,2ДЗ-6,5; Пж15Д2; ЖГрО,1Д2-66; Ж10ДЗ-66; ЖдЗ-66; ПЖ15Д2-66; ПЖ15ДЗ-66; ПК- ЮДЗ-6,7; ПЖ10ДЗ-67; ЖГрО,2ДЗ-2
ПКЮДЗ-6,8 ЖГр0,2ДЗ-7,0; Ж10ДЗ-70; СПДЗ-70; СП10ДЗ-70; ПЖ10-70; ЖГрО,2ДЗ-2
ПКЮДЗ-7,4 ПЖ10ДЗ-77; ПК10Д2-7,7; П10Д; П-10Д; П-10Д2; П- 10ДЗ
ПК10ДЗК ПК 1ОДЗ К-6,0 ПЖ20Д2К-60; ПЖ20ДЗК-60; ЖД/2,5-3,0/К0,5-6,1; ПЖ20Д2К-62; ПЖ20ДЗК-62; ПЖ10ДЗК0,4-63
ПК 1ОДЗ К-6,4 ЖДЗК0,3-65; ПЖ20Д2К-66; ПЖ20ДЗК-66; ПЖ10ДЗК0,5; ЖД/2,4-3,0/К0,4
ПК10Д5 ПК10Д5-6,0 ЖГр0,25Д5-60; ЖД5,0-6,2; ПЖ15Д5-62; ЖД5-62; ЖД5-6,3; ЖД5-1
ПК10Д5-6,4 ПК10Д5-6,8 ПК10Д5-7,4 ЖД5-64; ЖГрО,25Д5-66; ПЖ15Д5-66 СП10Д5-76; ПК-10Д5-77; П-10Д4
ПК40ДЗ ПК40ДЗ-6,0 Ж40ДЗ-58; Ж50ДЗ-60; ПЖ50ДЗ-60; ЖГр0,5Д2,5- 6,0; ПЖ50Д1,5-6,1; ЖГр0,8ДЗ-6,1; ПЖ50ДЗ-63; ПЖ50Д1,5-63; ЖГр0,5ДЗ-1
ПК40ДЗ-6,4 Ж50ДЗ-66; ПЖ50ДЗ-66; ЖГр0,5ДЗ-2; ЖГр0,5Д1,5- 6,4; ЖГрО,5Д2,5-6,7
ПК40ДЗК ПК40ДЗ К-6,0 ЖЗОДЗКО,4-6О; ПЖ35Д2К-60; ПЖ35ДЗК-60; ПЖ40Д2К-60; ПЖ40ДЗК-60; ЖГр0,5Д2,5К0,3
ПК40ДЗ К-6,4 ПЖ35Д2К-66; ПЖ35ДЗК-66; ПЖ40Д2К-66; ПЖ40ДЗК-66; ЖГр0,5Д2,5К0,3
ПК40ДЗКФ ПК40ДЗ КФ-6,0 ПК40ДЗ КФ-6,4 ПЖ40Д2КФ-60; ПЖ40ДЗКФ-60 ПЖ40Д2КФ-66; ПЖ40ДЗКФ-66
ПК70ДЗ ПК70ДЗ-6,0 ПЖ70ДЗ-60; ЖГр1ДЗ-6,3; Ж80ДЗ-63; ПЖГр1ДЗ-1; ЖГр1,5Д2,5К0,5; ЖГр1,5Д2,5; ЖГр1ДЗ-1; ЖГр1,2Д2,5-6,1; ЖГр1,2Д2,5К0,8
ПК70ДЗ-6,4 ЖГр1ДЗ-64; ЖГр1ДЗ-6,5; СП100ДЗ-65; Ж70ДЗ-66; Ж70ДЗ-67; ПЖ100ДЗ-67; ЖГр1ДЗ-2; ЖГр1,2Д2,5- 6,4
ПК70ДЗ-6,8 Ж70ДЗ-69; ЖГр1ДЗ-7,0; СП100ДЗ-7,0; ЖГр1,2Д2,5- 6,8;ЖГр1ДЗ-2
ПК70ДЗ-7,4 ПК-60ДЗ-75
Стали никельмолибденовые, медьникелевые, медьникельмолибденовые
ПК10Н2М ПК10Н2М-6,8 ПК10Н2М-7,2 ПК10Н2М-7,6 10Н0,5М-1; 10Н2М-1 10Н0,5М-2; 10НМ-2; 10Н2М-2
ПК10Н2Д2 ПК10Н2Д2-6,4 ЖДЗН2-6,0; ЖДЗН2-6,3; ЖДЗН2-6,6; ПК- 10Н2Д2М-6,7
ПК10Н2Д2-6,8 ПК10Н2Д2-7,2 ПК10Н2Д2-7,6 Ж10ДЗН2-70 ЖД2НЗМ-7,0-7,4; П-20Д2Н2 П20Д2Н2; ПК-10НЗД2; П-20НЗД1,5М; П-Д1,5Н2М
ПК10Н4Д4 ПК10Н4Д4-6,4 ЖД5Н5-6,0; ПК10Н4Д2-60; ЖД2Н5-6,0; ЖД5Н5- 6,3; ЖГрО,4Д4НЗ-6,3; ЖД5Н5-6,6; СП10Н4Д5-66; Ж10Н4Д2-66
ПК10Н4Д4-6,8 ПК10Н5Д2-67; ПК10Д6Н4-69; ЖД2Н1,5-6,8; ЖН4Д2-70; СП10Н4Д5-70; ЖГр0,4Д4НЗ-7,0; ПК10Д6Н4-73; Ж10Н4Д2-70; ПК10Н4Д2-69
Продлжение табл. 4.86
Марка Обозначения по ГОСТ 28378-89 Ранее применявшиеся обозначения
ПК10Н2Д6М ПК10Н2Д6М-7,4 П-Д5НЗМ; П-Д6Н2,5М; ПД5НЗМ
ПК40НМ ПК40НМ-6,8 ПК40НМ-7,2 ПК40НМ-7,6 30НМ-1; 40Н0,5М-1 40Н0,5М-2; 30НМ-2
ПК40Н2М ПК40Н2М-6,4 ПК40Н2М-6,8 ПК40Н2М-7,2 ПК40Н2М-7,6 СП50Н2М0,2-65; МГрО,5Н2М-65 ЖГр0,5Н2М-7,0; СП50Н2М0,2-70; 30Н2М-1; 50Н2М-1 50Н2М-2; 30Н2М-2; 30Н2МА-2 ЖЗОНЗМ-76; ПК-35Н2М-76; СП40Н2; 5М0,5-76; Ж60НЗМ-76
ПК40Н2Д2 ПК40Н2Д2-6,4 ПЖ30Н4Д2-60; ЖДЗН2-6,0; ПЖ50Н4ДЗ-6,3; Ж50ДЗН2-63; ЖГр1Д2,5НЗ-6,3; ЖГр1Д1,5НЗ-6,3; Ж50Н4Д2-66; ПЖ50НЗД2-66; ЖГрО,6Н2Д 1,5-66; ПК30Н4Д2-67
ПК40Н2Д2-6.8 ПК-50НЗД2-6,8; СП40Н2Д2-70; Ж50НЗД2-70; Ж50ДЗН2-70; ЖГрО,6Н2Д 1,5-70
ПК40Н2Д2-7,4 П-45Д2Н2-7,55; ПК-35НЗД2-7,6; СП40Н2Д2-76; СП40Н2Д0,5-76; ПЖ30Н2Д2-77; ПЖ50Н4ДЗ-7,82; П-ЗОД2НЗ; П-ЗОДЗН2; П-30Д2Н2
ПК40НЗД2Х ПК40НЗД2Х-6,4 ПК40НЗД2Х-6,8 Ж40НЗД2Х-66; ПК-35ХНЗД2-6,7
ПК40Н2Д2М ПК40Н2Д2М-6,8 ПК40Н2Д2М-7,4 ПК-45Н2Д2М-6,8; ЖД2НЗМ-7,0 П-ЗОНЗД1,5М; П-45НЗД1,5М
ПК40Н4Д2М ПК40Н4Д2М-6,8 ПК40Н4Д2М-7,4 ПК-35Н5Д2М; ПК-45Н4Д2М-6,8 П-Д2Н4М
ПК70Н2Д2 Стал ПК70ХЗ ПК70Н2Д2-6,4 ПК70Н2Д2-6,8 ПК-60НЗД2-7,4 и хромистые, марганг ПК70ХЗ-6,4 ПК70ХЗ-6,8 ПЖ60Н2Д2-60; ПЖ60Н2Д2-67 ПК-60Н2Д2-6,8; ПК60Н2Д2-68 ПК-60НЗД2-7,5 {овистые, хромоникельмарганцовистые Ж70Х2-61; Ж80Х4-62; ЖГр1ХЗ-6,5 ЖГр 1X3-7,0
ПКХ6 ПКХ6-7,4 ПК90Х7-7,4; Ж90Х7-76
ПК40Х2 ПК40Х2-6,4 ЖГр0,5Х-6,5; ПК-60Х2-6,6; ПК-35Х2-6,7
ПК40Х2-6,8 ПК40Х2-7,4 ЖГр0,5Х-7,0 ПК-60Х2-7,5; Ж40Х-76; ПК-35X2-7,6
ПК40Г2 ПК40Г2-7,4 ПК-60Г2-7,5; Ж40Г2-76; П30Г2; ПЗОГЗ
ПК40ХН2Г ПК40ХН2Г-6,4 ПК40ХН2Г-6,8 ПК40ХН2Г-7,4 —
ПКГ13 ПК10Х13М2 ПКП 3-7,4 Ста ПК10Х13М2-7,4 П-110Г13 ли нержавеющие ПХ13М2
ПК 10X25 ПК10Х25-7,4 ЖХ25-73; ЖХ25-75
ПК20Х13 ПК20Х 13-6,4 ПК20Х 13-6,8 ПК20Х 13-7,4 Ж20Х13-64; Ж15X14-66 Ж20Х13-69 Ж20Х13-74
ПК40Х13М2 ПК40Х13М2-7,4 ПК-40Х13М2-74
ПК10Х17Н2 ПК10Х17Н2-6,8 Ж1 ОХ 17Н2-6,9; Ж1 ОХ 17Н2-70
ПК10Х17Н2-7,4 Ж10Х17Н2-7,3; Ж10Х17Н2-74; Ж10Х17Н2-7,5; Ж10Х17Н2-76
ПК10Х18Н9Т ПК10Х18Н9Т-6,4 ПК10Х18Н9Т-6,8 ПК10Х18Н9Т-7,2 ПК10Х18Н9Т-7,6 ПХ18Н9-6,4 ПХ18Н9Т-6,8 Ж10Х18Н9Т-73 ПХ18Н9Т-7,7
Продлжение табл. 4.86
Марка Обозначения по ГОСТ 28378-89 Ранее применявшиеся обозначения
ПК10Х18Н15 ПК 1 OX 18Н 15-6,4 ПК 1 OX 18Н 15-6,8 ПК 1 OX 18Н 15-7,2 ПК 1 OX 18Н 15-7,6 ПХ18Н15-6,4; ЖХ18Н15-6,7 ПХ18Н15-70; ЖХ 18Н15-70 ПХ18Н 15-7,8
Таблица 4.87. Свойства и области применения конструкционных порошковых материалов
Марка по ГОСТ 28378-89 Обозначение мате- риалов по ГОСТ Основная область применения Вид дополнительной обработки*
ПК10 ПК 10-6,0 ПК 10-6,4 ПК 10-6,8 Изделия пористые ненагр уженные 1: 7.1
ПК40 ПК40-6,0 ПК40-6,4 ПК40-6,8 1;4
ПК10ДЗ ПКЮДЗ-6,0 ПКЮДЗ-6,4 1; 2; 7.1
ПК10ДЗК ПК 10ДЗ К-6,0 ПКЮДЗК-6,4 1; 2; 3; 7.1
ПК10Д5 ПК10Д5-6,0 ПК10Д5-6,4 1; 7.2
ПК10Ф ПК 1 ОФ-6,8 1;6
ПК10Д2Ф ПК10Д2Ф-6,0 1
ПК10Н2М ПК10Н2М-6,8 1; 5; 7.1
ПК10Н2Д2 ПК10Н2Д2-6,4 ПК10Н2Д2-6,8 Изделия пористые малонагруженные 1; 7.1
ПК40ДЗ ПК40ДЗ-6,0 ПК40ДЗ-6,4 1; 2; 4
ПК40ДЗК ПК40ДЗКФ ПК40ДЗ К-6,0 ПК40ДЗК-6,4 ПК40ДЗ КФ-6,0 1; 2; 3;4
ПК40ДЗКФ ПК40ДЗ КФ-6,4 1; 3; 4
ПК40Н2Д2 ПК40НЗД2Х ПК40Н2Д2-6,4 ПК40НЗД2Х-6,4 4; 5
ПК10ДЗ ПК10Д5 ПКЮДЗ-6,8 ПК10Д5-6,8 1;2; 7.1 1; 7.2
ПК10Н4Д4 ПК10Н4Д4-6,4 ПК10Н4Д4-6,8 Изделия пористые средненагр уженные 1; 2.4; 7.1
ПК40Н2Д2 ПК40ХН2Г ПК40Н2Д2-6,8 ПК40ХН2Г-6,8 4; 5; 7.3
ПК40Х2 ПК40НМ ПК40Н2М ПК40Х2-6,8 ПК40НМ-6,8 ПК40Н2М-6,8 4; 7.3 1; 4; 7.3 1; 4; 5; 7.3
ПК40Н2Д2М ПК40Н4Д2М ПК40НЗД2Х ПК40Н2Д2М-6,8 ПК40Н4Д2М-6,8 ПК40НЗД2Х-6,8 Изделия пористые нагруженные 4; 5; 7.3
1; 4; 7.3 1; 4; 5; 7.3
ПК40НМ ПК40Н2М ПК40НМ-7,2 ПК40Н2М-7,2
ПК70 ПК70-6,0 ПК70-6,4 ПК70-6,8 Изделия пористые износостойкие 7.3
ПК70ДЗ ПК70ДЗ-6,0 ПК70ДЗ-6,4 ПК70ДЗ-6,8
ПК70Н2Д2 ПК70Н2Д2-6,4 ПК70Н2Д2-6,8
Продолжение табл. 4.87
Марка по ГОСТ 28378-89 Обозначение мате- риалов по ГОСТ Основная область применения Вид дополнительной обработки*
ПК70ХЗ ПК70ХЗ-6,4 ПК70ХЗ-6,8 Изделия пористые высокоизностойкие 7.3
пкю ПК 10-7,2 ПКЮ-7,6 Изделия плотные малонагруженные 1; 7.1
ПК40 ПК40-7,2 ПК40-7,6 Изделия плотные средненагр уженные 1;4; 7.3 1; 7.1; 7.2
пкюдз ПКЮДЗ-7,4
пкюдз ПКЮДЗ-7,4 То же 1; 7.1; 7.2
ПК10Н2Д2 ПКЮН2Д2-7,2 ПКЮН2Д2-7,6 1; 7.1
ПК10Н2М ПКЮН2М-7,2 ПКЮН2М-7,6 1; 5; 7.1
ПК40Н2Д2 ПК40Н2Д2М ПК40Н2Д2-7,4 ПК40Н2Д2М-7,4 Изделия плотные тяжелонагруженные 4; 5; 7.3 7.4
ПК40НМ ПК40Н2М ПК40НМ-7,6 ПК40Н2М-7,6 1; 4; 5; 7.3 7.4
ПК10Д5 ПК10Н2Д6М ПКЮД5-7,4 ПКЮН2Д6М-7,4 7.2
ПК70 ПК70ДЗ ПК70-7,4 ПК70ДЗ-7,4 Изделия плотные износостойкие 7.3
ПК70Н2Д2 ПК70Н2Д207,4 7.3; 7.4
ПК40Х2 ПК40Г2 ПК40ХН2Г ПК40Н4Д2М ПК40Х2-7,4 ПК40Г2-7,4 ПК40ХН2Г-7,4 ПК40Н4Д2М-7,4 Изделия плотные износостойкие, под- вергающиеся боль- шим ударным нагруз- кам
ПКХ6 ПКГ13 ПКХ6-7,4 ПКПЗ-7,4 Изделия плотные высокоизносостойкие 7.3; 7.4
ПК20Х13 ПКЮХ17Н2 ПК20Х 13-6,4 ПКЮХ17Н2-6,8 Изделия износостой- кие и коррозионно- стойкие 8.1; 7.4
8.2; 7.4
ПКЮХ18Н9Т ПКЮХ18Н9Т-6,4 ПКЮХ18Н9Т-6,8 Изделия пористые коррозионностойкие 1; 3; 7.1; 8.3 1; 3; 7.1; 8.3;9; 10
ПК10Х18Н15 ПК 1 OX 18Н 15-6,4 ПКЮХ18Н15-6,8
ПК10Х18Н15 ПКЮХ18Н9Т ПК ЮХ 18Н 15-7,2 ПКЮХ18Н9Т-7,2
ПК20Х13 ПК40Х13М2 ПК20Х 13-7,4 ПК40Х13М2-7,4 Изделия плотные износостойкие и кор- розионностойкие 8.1; 7.4
ПКЮХ17Н2 ПКЮХ17Н2-7,4 8.2; 7.4
ПК10Х18Н9Т ПКЮХ18Н15 ПК 10X25 ПКЮХ18Н9Т-7,6 ПК 1 OX 18Н 15-7,6 ПК 10X25-7,6 Изделия плотные высококоррозионно- стойкие 1; 3; 7.1; 8.4; 8.5
5; 8; 9; 10
1; 7.4; 8.4; 9; 11
’Условное обозначение характеристики свойств и видов дополнительной обработки: 1 - изделия, подвергающиеся калиброванию для получения точных размеров; 2 - изделия с незначительным изменением размеров при спекании; 3 - изделия, хорошо обрабатываемые резанием; 4 - изделия с умеренной износостойкостью; 5 - изделия с повышенной ударной вязкостью; 6 - изделия магнитомягкие; 7 - изделия, подвергаемые термической обработке по действующим НТД: 7.1. - химико-термической, 7.2 - старению, 7.3 - закалке и отпуску, 7.4 - отжигу для улучшения обрабатываемости резанием; 8 - изделия коррозионностойкие: 8.1 - в атмосферных условиях, 8.2 - в слабоагрессивных средах, 8.3 - в агрессивных средах, 8.4 - в агрессивных средах, в том числе в кипящих растворах солей и кислот, 8.5 - стойкие к меж- кристаллитной коррозии; 9 - изделия жаростойкие; 10 - изделия жаропрочные; 11 - изделия со стабильным коэффициентом теплового расширения.
4.3. Пористые проницаемые материалы
4.3.1. Свойства материалов
Важным направлением порошковой металлургии, представляющим специфиче-
скую ее часть, является создание пористых проницаемых материалов, работоспособ-
ность и области применения которых определяются наличием взаимосвязанной систе-
мы пор. Эта система обеспечивает им такие свойства, как проницаемость для газов и
жидкостей, способность задерживать инородные включения, транспортировать жид-
кость по капиллярам и удерживать ее в порах, способность поглощать энергию одиноч-
ных ударов и вибрации в широком диапазоне частот, рассеивать открытое пламя и др.
По сравнению с аналогичными войлочными, бумажными, тканевыми материалами
порошковые материалы, изготовленные из металлов, сплавов, металлоподобных со-
единений и оксидов, характеризуются большей проницаемостью, устойчивостью к те-
пловым ударам, возможностью полностью или частично восстанавливать фильтро-
вальные свойства, и самое главное, возможностью управлять их свойствами в широ-
ких пределах.
Свойства пористых проницаемых материалов разделяют на две большие группы:
структурные и каркасные, причем в каждой из этих групп выделяется основная под-
группа (собственно структурные и каркасные свойства), а также несколько подгрупп
свойств, зависящих соответственно от структурных и каркасных.
Структурные свойства включают в себя пористость (и ее распределение), размер пор
(и их распределение), форму пор и степень их извилистости. К структурно-зависимым
свойствам относятся свойства проницаемости (собственно проницаемость и распреде-
ление локальной проницаемости), фильтрующие свойства (тонкость очистки и грязеем-
кость) и капиллярные свойства (капиллярное давление и капиллярный потенциал).
К каркасным свойствам относятся плотность (и ее распределение) и характеристи-
ки межчастичных контактов. От каркасных свойств зависят свойства проводимости
(электро- и теплопроводность), механические свойства (предел прочности, предел те-
кучести, предел упругости, относительное удлинение) и свойства, определяющие кор-
розионную стойкость материала.
Методы определения свойств пористых материалов изложены в ГОСТах, перечис-
ленных в табл. 4.88
Таблица 4.88. Стандарты на методы определения свойств пористых порошковых
материалов
Свойство1 Отечественный стан- дарт Международный стан- дарт
Пористость ГОСТ 18898-89 2738:1987
Величина пор ГОСТ 26849-86 4003:1977
Проницаемость2 ГОСТ 25283-93 4022:1987
Теплопроводность и удельное электросо- ТУ 16-685.020-85 —
противление
Коэффициент звукопоглощения ГОСТ 16297-80 —
Механические характеристики: —
при растяжении ГОСТ 18227-85
при изгибе ГОСТ 18228-94 —
при радиальном сжатии ГОСТ 26529-85 —
*В некоторых технических условиях на фильтры указывается разрушающее давление
и/или деформация при заданных усилии и виде нагружения.
В ряде случаев в технических условиях на пористый проницаемый материал указывается
номинальная пропускная способность по воздуху или воде при определенном давлении.
Ряд характеристик пористых порошковых материалов определяется по методикам,
на которые стандарты не разработаны.
Форма и состояние поверхности пор определяются по микрофотографиям, дающим
представление о строении порового пространства и шероховатости его поверхности.
В ряде случаев достаточно эффективной может быть методика, позволяющая по-
лучить объемную модель порового пространства. Эта методика предусматривает за-
полнение пор текучим веществом, которое после своего затвердевания и удаления ос-
новного материала (например, травлением) образует губчатую структуру, достаточно
точно воспроизводящую форму, размеры, пространственное расположение поровых
каналов.
Коэффициент извилистости пор представляет собой отношение длины пор к тол-
щине пористого тела:
аизв 4/^’
(1)
где /п - длина поры в направлении фильтрации; I - толщина пористого материала.
Для тела, сформированного из сферических частиц одинакового диаметра, аизв ме-
няется от 1,065 до 1,0 при изменении пористости от 25,9 до 47,6 %.
У реальных пористых сред коэффициент извилистости всегда больше, чем у иде-
альных построений. Это объясняется гранулометрическим составом порошка (кото-
рый всегда имеет определенный диапазон размеров), отклонением формы частиц в
той или иной мере от сферической, а также наличием макрошероховатостей на по-
верхности пор. Уменьшение пористости, усложнение формы и уменьшение размеров
частиц порошка приводит к увеличению аизв. Диапазону пористости от 26 до 84 % со-
ответствуют значения коэффициента извилистости 1,5-1,0, причем для пористости от
30 до 40 % аизв обычно равен 1,3-1,2.
Коэффициент извилистости определяют либо из геометрических построений (для
относительно несложных поровых структур), либо по результатам измерения электро-
сопротивления проводящей жидкости, заполняющей поры непроводящего материала.
Равномерность распределения проницаемости по площади фильтрации материалов
определяют различными способами. Простейший способ предусматривает вырезку
контрольных образцов из отдельных участков пористого образца и их продувку или
проливку при одинаковых перепадах давления. Данный метод имеет ограниченное при-
менение, поскольку он нарушает целостность изделия и не обладает высокой точностью
из-за возможного нарушения свойств материала во время резания. Второй способ пре-
дусматривает проливку или продувку пористых образцов в специальных приспособле-
ниях, позволяющих измерять расход жидкостей или газов на отдельных участках образ-
цов. Третий способ основан на непосредственном измерении с помощью термоанемо-
метра локальной скорости фильтрации на выходе из пористого образца. Этот способ
требует внимательного изучения структуры пористого тела и правильного выбора раз-
меров и места расположения датчика, измеряющего скорость потока газа.
Все эти способы не обладают высокой точностью и дают лишь приближенные
представления о возможных различиях проницаемости по площади фильтрации жид-
кости или газа.
Для пористых порошковых материалов, используемых в качестве фильтров, при-
нято выделять общую т|2 и фракционную г|; эффективность очистки, а также абсо-
лютную аабс, номинальную аном и медианную ам тонкость очистки.
Фракционная эффективность очистки определяется по формуле
где Су - массовая концентрация частиц примесей данной фракции в среде до вхо-
да в фильтр, г/м3; c2i- массовая концентрация частиц примесей этой же фракции
в среде после выхода из фильтра, г/м3.
Вместо массовых концентраций для расчета Г|; можно использовать соответствую-
щие количественные (счетные) концентрации и N2i (шт/м3).
Общую эффективность очистки рассчитывают по формуле
Пе = 011% + П2% +---+ пл%) / ('у + c2i +...+ %). (3)
Абсолютная тонкость очистки определяется максимальным размером частиц,
прошедших через фильтрующий материал.
Номинальная тонкость очистки соответствует такому размеру частиц, которые
материал задерживает с эффективностью очистки Г|; = 0,95...0,97; медианная тон-
кость очистки — соответственно с эффективностью 0,5.
В качестве жидкостей для определения фильтровальных свойств порошковых ма-
териалов используют различные масла и их смеси, авиационные топлива, гидравличе-
ские жидкости с загрязнителями.
Для ожидаемой аном = 1... 5 мкм в качестве загрязнителя используется карбониль-
ное железо с размером частиц 1-10 мкм; для аном = 5... 10 мкм - цинковый порошок
с размером частиц 1-30 мкм; для аном = 10...20 и 20...40 мкм - частицы стиракрила,
проходящие через сита с отверстиями соответственно 50 и 71 мкм.
Обычно абсолютная, номинальная и медианная тонкости очистки соотносятся сле-
дующим образом: аабс > аном > ам. Однако возможны ситуации, когда аабс « аном, что
обусловлено структурой и толщиной материала, режимами фильтрования и другими
факторами.
Капиллярный потенциал - потенциальная энергия поля капиллярных сил, отнесен-
ная к единице массы жидкости. Эта величина определяется следующим выражением:
, 2а f I 'I (..
v|/ = /jg = — — L (4)
Рж Vm7
где h - высота поднятия жидкости; g - ускорение свободного падения; ст - поверх-
ностное натяжение жидкости; рж - плотность жидкости; (7 /гм) - средняя кривиз-
на менисков.
По формуле (4) капиллярный потенциал рассчитать достаточно сложно, поэтому
его определяют экспериментальным образом.
4.3.2. Способы производства и области применения
пористых проницаемых материалов
Производство пористых материалов методами порошковой металлургии включает
в себя две основные технологические операции, которые определяют весь комплекс
эксплуатационных свойств получаемых материалов: формование и спекание.
Для формования пористых порошковых материалов применяют следующие ме-
тоды:
свободную насыпку порошка в формы;
прессование в пресс-формах при относительно небольших давлениях;
гидростатическое формование в эластичных оболочках;
прокатку порошков;
вибро прессование;
шликерное формование;
мундштучное формование;
гидродинамическое формование;
магнитно-импульсное формование;
осаждение порошка из суспензии на органический или неорганический носитель.
Спекание пористых проницаемых материалов, изготовленных из металлов, спла-
вов или металлоподобных соединений, осуществляется в вакууме или в защитной ат-
мосфере водорода, диссоциированного аммиака, конвертированного природного газа,
эндогаза. Спекание материалов из оксидов может осуществляться в воздушной атмо-
сфере.
Необходимость сохранения высокой пористости предопределяет преимуществен-
ное использование твердофазного спекания при сравнительно невысоких температу-
рах: 0,6-0,75 7ПП. Особенностью жидкофазного спекания пористых проницаемых по-
рошковых изделий является объем жидкой фазы, значительно меньший по сравне-
нию, например, с объемом жидкой фазы при изготовлении конструкционных материа-
лов или твердых сплавов.
Особенностью спекания заготовок, содержащих пластификатор или искусствен-
ный порообразователь, является невысокая скорость подъема температуры во избежа-
ние коробления или растрескивания изделий.
Дополнительная обработка пористых изделий, как правило, включает в себя ка-
либровку, обработку резанием, сварку.
Механическая обработка требует подборки специальных режимов, которые позво-
лили бы избежать разрушения или уплотнения поверхностных слоев.
Для изготовления длинномерных изделий можно использовать дуговую или диф-
фузионную сварку, а также пайку. Если температуры эксплуатации изделий не превы-
шают 100-150 °C, то их части можно соединять с помощью клеев.
Из проницаемых порошковых материалов изготавливают следующие изделия и
материалы:
фильтры для очистки воздуха и других газов от пыли, водяного, масляного ту-
мана;
фильтры для очистки воды, медицинских препаратов, пищевых продуктов;
фильтры для очистки горюче-смазочных материалов;
фильтры для очистки агрессивных жидкостей (растворов кислот, щелочей);
фильтры для очистки расплавов металлов и полимеров;
распылительные диспергаторы;
пародроницаемые материалы для влажно-тепловой обработки;
огнепреградители;
теплообменники;
газопоглотители (геттеры);
катализаторы;
основы электродов химических источников тока;
материалы для поглощения энергии вибрации и одиночных ударов.
4.3.3. Бронзовые пористые проницаемые материалы
Исходный материал - порошки оловянистых (ПРБ) и свинцовистых (ПРБС) бронз
(ТУ 26-130-76, ТУ 02118451-96).
Способ изготовления - спекание порошка в состоянии свободной насыпки в атмо-
сфере водорода при температуре 800±20 °C.
4.3.4. Пористые проницаемые материалы из коррозионностойкой стали
Исходный материал - порошок коррозионностойкой стали Х18Н9 (ПРХ18Н9)
(ГОСТ 14086-79).
Способ изготовления - прессование порошка при давлении 5 тс/см2, спекание за-
готовок в атмосфере водорода при температуре 1300 °C.
Свойства порошковых материалов из коррозионностойкой стали представлены в
табл. 4.92.
Таблица 4.92. Свойства пористых фильтрующих изделий из порошка коррозионно-
стойкой стали (ОСТ 26-2088-81, ТУ 26-60-73)
Марка изделия Средний размер пор, мкм Тонкость фильтрации, мкм Минимальная пропуск- ная способность, м3/с Внутреннее разрушающее давление, (не менее), МПа Допустимое усилие при осевом сжа- тии, Н
^абс ^ном по возду- ху* по жидко- сти**
06.4 40 25 16 2,67-10’3 0,40103 1,5 2452
10.4 70 32 25 4,16103 0,66-10“3 1,5 2452
20.4 90 36 32 5,30-10“3 1,50-Ю-3 1,0 1472
30.4 100 40 36 8,30-10“3 1,83-10’3 1,0 1472
40.4 120 63 50 13,ЗО-1О3 2,00-103 1,0 1472
60.4 180 80 63 6,00 Ю-3 2,50-10’3 0,7 1177
80.4 230 100 80 7,00-10-3 2,50-10“3 0,7 1177
‘При перепаде давления 5880 Па, кроме двух последних марок; для них - при перепаде
давления 980 Па.
“При перепаде давления 0,1 МПа, при температуре 20±5 °C для дизельного топлива
(ГОСТ 305-73) с вязкостью 1,15-10-6 м2/с.
Масса фильтрующих элементов 0,2-0,7 кг. Габариты фильтрующих элементов ти-
па втулки: диаметр - от 12 до 102 мм, длина - до 800 мм.
Габариты и области применения фильтрующих элементов представлены в табл.
4.93.
Таблица 4.93. Характеристика никелевых пористых фильтрующих изделий
(ОСТ 26-2088-81, ТУ 26-60-73)
Тип фильтрующего элемента Габариты, мм Область применения
диаметр длина
«Втулка» «Диск» 12-102 10-90 До 800 Фильтрация жидкостей и газов от механических примесей (в том числе и дизельного топлива) Подавление шума в пневматических устройствах Защита от пламени и удара в газовых средах
Производитель - ОАО «КИМПОР» Краснопахорский завод композиционных изде-
лий из металлических порошков.
4.3.5. Никелевые пористые проницаемые материалы
Исходный материал - порошок никелевый карбонильный ПНК-0Т2 (ГОСТ
9722-97).
Способ изготовления - прессование порошков при давлении 3-4 тс/см2, формова-
ние в гидростате при давлении 1-1,5 тс/см2, спекание заготовок в атмосфере водоро-
да при температуре 1000-1050 °C.
Свойства и области применения никелевых проницаемых порошковых материалов
представлены в табл. 4.93.
Характеристика никелевых проницаемых порошковых изделий
(ТУ 26-1153-116-76, ТУ 0220167-301-86)
Марка изде- ЛИЯ Пропускная способ- ность по воздуху при АР = 25,5 кПа, Средний размер пор, Внутреннее разрушающее Область применения
дм3/мин мм давление, МПа
Д40х34х100 >9
< 12
> 1,96
Очистка сжатого воздуха
в компрессорных уста-
новках типа УКС-008.
Фильтрация азота и ки-
слорода в блоках сушки
Исходный материал - порошки никелевые электролитические.
Свойства порошков, используемых для производства фильтрующих элементов,
представлены в табл. 4.94.
Таблица 4.94. Характеристика электролитических никелевых порошков производства УЭХК
Марка порошка Средний диаметр*1 частиц, мкм Удельная поверх- ность*2, м2/г Насыпная плотность, г/см3
АПН*3 А-1 А-2 *'Определен седимент ‘Определена методом ‘’Содержит NiO (10 % 12,5 17,5 19,6 ационным методом. БЭТ. в пересчете на кислоро/ 1,0-3,2 0,5-0,6 0,5-0,6 0- 1,2-1,4 1,4-1,6 1,4
Способ изготовления фильтрующих элементов - прокатка порошков в пористую
ленту (в непрерывном режиме) с последующим спеканием (табл. 4.95).
Таблица 4.95. Характеристика пористых никелевых лент производства УЭХК
Параметр Тип ленты
1 2 3 4 5 6’
Толщина, мкм Ширина, не более, мм Пористость, % Предел прочности при растяжении, МПа ‘Прокатная никелевая типа 1 или 2 дополнителы 40-80 100 5-15 90 лента типа 1ых пориста 50-60 100 20-30 65 6 изготавл >ix никелевь 85-100 100 30-36 65 ивается на! IX слоев. 110-140 300 33-40 50 1есением с 200-400 200 40-50 50 двух сторо 250-800 100 68-72 н на ленту
Свойства и области применения бронзовых проницаемых порошковых материалов
представлены в табл. 4.89-4.91.
Таблица 4.89. Характеристика пористых фильтрующих изделий серии ЭФ (ТУ 26-35-78)
Марка изделия Номинальная пропускная способность по воздуху при ДР = 5880 Па, м3/с (дмУмин) Изменение высоты при осевом сжа- тии, мм, не более Область применения
ЭФ-1 ЭФ-2 ЭФ-3 ЭФ-4 ЭФ-5 ЭФ-6 ЭФ 13x19x28 (ТУ 26-58-90) ‘Для издели 5880 Н. “При натру: 1,75-10"3 (105) 0,42 10“3 (25) 0,083-10’* (5) 0,83-10”3 (50) 0,83-10’3 (50) 0,92-10’3 (55) 2,0-10“3 (105) з ЭФ-1...ЭФ-4 - при нагрузке 1 ке 784 Н, перепад давления не 1 0,58‘ 0,15“ 176 Н, для изделий 3 более 600 Па. Очистка различных сжа- тых газов в редукторах Очистка атмосферного воздуха от механических примесей )Ф-5, ЭФ-6 - при нагрузке
Таблица 4.90. Характеристика пористых фильтрующих изделий серии ЭФ дисковой
формы (ТУ 5440-001-00218454-2001)
Марка изделия Номинальная пропускная спо- собность по воздуху при АР - = 5880 Па, м3/с (дм3/мин), при давлении Размер пор, мкм Номи- нальное усилие среза, кН* Область применения
880 Па 2,94 кПа средний макси- мальный, не более
не менее не более
ЭФДБ 40 — 2,3 10“3 (138) 20 40 80 4,3 Фильтрация
ЭФДБ 60 — 3,6-10’3 (216) 30 60 ПО 4,4 расплавов
ЭФДБ 80 — 12,5-10"3 (750) 40 80 200 4,4 полимеров
ЭФДБ 200 11,5-10’3 (690) - 90 180 270 3,1 при произ- водстве пленок
‘Эквивалентно пределу прочности спеченного материала соответственно 4,5; 3,5 и
3,1 кгс/мм2.
Таблица 4.91. Характеристика пористых фильтрующих изделий серии ЭПВ
(ТУ 0220167-298-86)
Марка изделия Номинальная пропускная способность по воздуху при АР = 5880 Па, м3/с (дм3/мин) Область применения
ЭПВ-52 ЭПВ-36 4,2-10’3 (252) 4,0-10’3 (240) Очистка сжатого воздуха в фильтрах-влагоотделителях
Производитель - ОАО «КИМПОР» Кпаснопахорский завод композиционных
изделий из металлических порошков.
Свойства фильтрующих элементов, изготовленных из никелевых пористых лент
УЭХК, представлены в табл. 4.96, свойства фильтров - в табл. 4.97.
Все фильтрующие элементы можно регенерировать.
Возможно изготовление фильтрующих трубок, состоящих из нескольких (до 7)
элементов, соединенных аргонодуговой сваркой.
Фильтры используются для фильтрования воздуха, водорода, кислорода, аргона,
гелия и других газов, химически инертных к материалам фильтрующего элемента и
корпуса фильтра; для подготовки технологических газов в производстве микросхем с
высокой степенью интеграции.
Производители - ОАО «КИМПОР» Краснопахорский завод композиционных из-
делий из металлических порошков; Уральский электрохимический комбинат (УЭХК).
4.3.6. Титановые пористые проницаемые материалы
Исходный материал - титановые порошки, восстановленные из TiO2 гидридом
кальция (ПТК, ПТС, ПТМ, ПТОМ), порошки сплавов Ti-Zr-Al.
Характеристики титановых проницаемых порошковых изделий материалов пред-
ставлены в табл. 4.98 и 4.99.
Титановые фильтры применяются для фильтрации питьевой воды, соков с тонко-
стью фильтрации от 3 до 10 мкм, для очистки воды от примесей железа, алюминия,
других металлов, нитратов, бактериологических загрязнений.
Титановые газопоглотители используются в радиоэлектронике, вакуумной тех-
нике, для оснащения термоизолированных труб, применяемых при добыче вязкой
нефти.
Расход газопоглотителя на свинчивающуюся термоизолированную трубу длиной
9 м составляет 0,9-1,1 кг (в зависимости от диаметра трубы).
Изготовитель - ОАО «Полема».
4.3.7. Высокопористые ячеистые материалы
Исходный материал - порошки К-монеля, никелевых, медных сплавов, нихромов,
керамические.
Способ изготовления - осаждение металлического порошка из шликера на по-
лимерную основу с последующим ее термическим разложением, удалением и спе-
канием металлических частиц при температурах, зависящих от используемого ма-
териала.
Размер ячеек фильтрующего элемента (макропор) - от 0,5 до 5,0 мм, пористость -
до 99 %.
Производители - ЗАО «Новомет-Пермь»; ОАО «Полема».
4.4. Тяжелые сплавы
Тяжелые сплавы - это сплавы с высокой удельной массой. Основу их составляет
вольфрам. Сплавы типа ВНЖ- (вольфрам-никель-железо) могут содержать 70-98 мае.
% W, а остальное - никель и железо, отношение которых может изменяться от 10/1 до
1/1. Сплавы ВНМ (вольфрам-никель-медь) могут содержать 76-90 мае. % W, от 1 до
16 мае. % Ni и от 3 до 20 мае. % Си. Среди других легирующих элементов наиболее
распространены Mo, Со, Re, Та, Мп, Cr, Na, Са, Al, Si, U.
Таблица 4.96. Характеристика фильтрующих элементов, изготовленных из пористых никелевых лент УЭХК
Параметр Марка фильтрующего элемента
ФЭ 0.30* ФЭ 0.75* eK7.062.709 eK7.062.715 еК7.062.715-01 еК7.062.715-02 еК7.062.715-03
Максимальный перепад давлений, атм Степень очистки, %, для частиц размером: > 3 мкм > 5 мкм > 0,5 мкм > 0,1 мкм > 0,01 мкм Средний размер пор, мкм Пористость, % Площадь фильтрующей поверхности, см2 Габариты Область применения Примечание. Для е выше 200 °C. *По ТУ 58.284-82. 15 >99 20 50 100 Внутренний де наружный диамс 80 мм Для очистки те? ных частиц, в то сех марок фильт 6 >99 30 60 100 (аметр 36 мм; гтр 40 мм; длина снологических га м числе и радиоа рующих элемент 9 >99 50 66 100 Внутренний диа зов от аэрозоль- ктивных ов температура е 9 >99 100 метр 34 мм; нару Для очистки те зольных частиц тронной и биолс шертных газов н 9 >99,9 100 жный диаметр 40 хнологических г в том числе гг >гической промьп е выше 700 °C, а 9 > 99,999 100 мм; длина 80 мм азов от высокод! нов, применяемь лленности кислородсодерж 9 > 99,99999 100 асперсных аэро- IX в микроэлек- ащих газов - не
Таблица 4.97. Свойства фильтров с фильтрующими элементами из пористых лент УЭХК
Марка фильт- ра Площадь фильт- рующей поверх- ности, см2 Давление газа на входе фильтра, атм Температура газа, °C Расход газа*, м3/ч Перепад давления в прямом и обратном направлениях, атм Степень очистки для частиц > 0,01 мкм, % Чистота газов после фильтрации
МКФ-10 МКФ-40' МКФ-140 МКФ-280 Примеча ‘При давле 10 40 140 280 ние. Условия рабе нии 1 атм и темпер Не более 10 >ты: температура от атуре 20 °C. 5-50 5 до 40 °C, относ ДоЗ 3-9 9-20 20-40 штельная влаж 6 ность до 90 %. 99,99999' 99,999999 Концентрация частиц > 0,01 мкм менее 0,03 г/л
Раздел 4. Порошковые материалы 399
Таблица 4.98. Характеристика титановых фильтров, изготавливаемых ОАО «Полема»
Параметр «Труба» «Стакан»
Диаметр, мм Длина, мм Размер пор, мкм Минимальное разрушающее давление, МПа Производительность по воде*, М7ч ‘При ДР = 0,3 МПа. 34-90 50-600 3-7; 5- 0 56/49 50-500 10; 8-18 1 ,3
Таблица 4.99. Характеристика титановых газопоглотителей,
изготавливаемых ОАО «Полема»
Марка Материал Рабочая темпера- тура, °C Пористость, % Сорбционная ем- кость по водороду*, Па-л/г
ГП-Т ГП-ТЦЮ ‘При темпе Ti Ti-Zr-Al эатуре 200±20 ° 25-350 С. Не менее 20 (обычно 25-32) Не менее 2 (обычно 5-9) Не менее 1,5- (обычно 5-9)
Одна из главных областей применения тяжелых сплавов - военная техника, где
они используются в основном в качестве сердечников кумулятивных бронебойных
снарядов. Главные свойства, необходимые для применения в этой области, - высокая
плотность, прочность, пластичность, в некоторых случаях - твердость.
Тяжелые сплавы характеризуются большим коэффициентом поглощения у-лучей:
при плотности сплава 16,5 г/см3 он в полтора раза выше, чем у свинца. Поэтому тя-
желые сплавы применяют в качестве защитных экранов от у-излучения или для хра-
нения радиоактивных препаратов.
Высокая плотность тяжелых сплавов позволяет применять их в качестве маховых
колес, противовесов, роторов гироскопов и гирокомпасов, регуляторов центрифуг,
противовесов для элеронов самолетов, в автоматических весах, в качестве мормышек
и т.д.
Производят тяжелые сплавы только методами порошковой металлургии, основны-
ми разновидностями которых являются: приготовление высокопористого вольфрамо-
вого каркаса со сквозными порами с последующим заполнением этих пор расплавлен-
ной металлической связкой; формование смесей порошков с последующим жидкофаз-
ным спеканием; горячее прессование, различные виды термической, механической и
термомеханической обработки.
Характеристика некоторых отечественных сплавов типа ВНЖ и ВНМ, усреднен-
ные по ТУ нескольких организаций, приведены в табл. 4.100. На эти данные можно
ориентироваться при составлении контрактов на изготовление отдельных партий
сплавов.
Характеристики заготовок из тяжелых сплавов приведены в табл. 4.101.
Произвоитель - ОАО «Победит».
Таблица 4.100. Состав и свойства сплавов типа ВНЖ и ВНМ'
Марка сплава Содержание элемента, мае. % Плотность, г/см3 Механические свойства
W Ni Си Fe ств, МПа 8, % ц/,%
ВНЖ 7-3 90 7 — 3,5 16,6 — — —
ВНЖ 7-3 90 7 — 3 17,0 1200 27 —
ВНЖ 5-5 (деформирован- ный)' 90 5 — 5 17,1 950 16 —
ВНЖ 3,5-1,5 95 3,5 — 1,5 17,7 800 7,2 5,3
ВНМ 2-1 97 2 1 — 18,1 — — —
ВНМ 3-2 95 3 2 — 17,3 530 0,1 1
ВНМ 5-3 92 5 3 — 16,8 — — —
ВНМ 6-4 90 6 4 - 17,1 640 4 —
'Конюхова Л.А., Эйдук Ю.В., Водопьянова Л.Г.//Цветные металлы, 1974, 10, с. 57-59.
Таблица 4.101. Характеристика заготовок из тяжелых сплавов
Марка сплава ТУ Твердость по Роквеллу Плотность, г/см3 Назначение Состав сплава, мае. %
ВНМ 5-3 ВНМ 5-3 ВНМ 3-2 Прим ны соотве! ванным с г ТУ 48-19-85-83 ТУ 48-19-95-92 ТУ 48-19-90-90 ечание. Форма гствовать требовс 1редприятием-изг От 92 до 100 HRC или от 24 HRC до 30 HRA От 93 до 100 HRC или от 25 до 29 HRA От 92 доЮО HRC или от 24 до 30 HRA размеры, дог шиям, указан! отовителем. Не менее 17 Не менее 17,1 Для изделий массой до 5 кг 17,9, для изделий мас- сой > 5 кг 17,6 1ускаемые откл( зым в чертежах Заготовки массой до 3 кг предназна- чаются для изго- товления приборов Заготовки массой свыше 3 кг для разного назначе- ния Предназначены для изготовления инерционных гру- зов, деталей гам- ма-аппаратов и других целей знения от размеров з предприятия-потре€ Ni 4,5-5,1, Си 2,7-3,1, ост. W Ni 4,5-5,1, Си 2,7-3,1, ост. W Ni 2,9-3,4, Си 1,6-2,1, ост. W аготовок долж- >ителя, согласо-
4.5. Дисперсноупрочненные сплавы
Назначение и области применения
Дисперсноупрочненные сплавы - порошковые композиты, упрочнителями и ста-
билизаторами структуры в которых являются равномерно распределенные в объеме
химически инертные к матрице (вплоть до температуры ее плавления) высокодис-
персные частицы тугоплавких соединений, вводимые в объем матрицы на стадии из-
готовления исходных порошков.
Максимальный эффект упрочнения достигается при среднем размере упрочняю-
щих частиц 10-30 нм. Объемное содержание упрочняющей фазы может колебаться от
долей процента до нескольких десятков процентов.
Дисперсноупрочненные сплавы можно подразделить на две группы: конструкци-
онные и сплавы специального назначения. К конструкционным относятся дисперсно-
упрочненный алюминий (САП - спеченный алюминиевый порошок) и высокожаро-
прочные дисперсноупрочненные сплавы (дисперсноупрочненный никель, дисперсно-
упрочненная ферритная сталь). К сплавам специального назначения относятся тари-
рованный вольфрам, некоторые контактные сплавы и др. В данном разделе рассмат-
риваются дисперсноупрочненные сплавы конструкционного назначения.
Сплавы типа САП используются в авиационной технике для изготовления проти-
вопожарных перегородок, экранов, элементов противооблединительных систем, ко-
жухов выхлопных труб и других малонагруженных деталей, работающих при темпе-
ратурах до 800 К.
Дисперсноупрочненные жаропрочные сплавы используются для изготовления на-
груженных деталей, работающих при температурах до 1500-1600 К: элементы конст-
рукции камер сгорания и сопловые лопатки газотурбинных двигателей и др. Дисперс-
ноупрочненная ферритная сталь благодаря высокому сопротивлению сульфидной кор-
розии и хорошей формоустойчивости эффективна для применения в устройствах для
сжигания твердого и жидкого топлива, а также для изготовления оснастки для высо-
котемпературной термообработки.
Высокая радиационная стойкость дисперсноупрочненных сплавов делает их эф-
фективными для применения в объектах ядерной техники.
При конструировании узлов и деталей следует учитывать, что к дисперсноупроч-
ненным сплавам, как правило, неприменима сварка плавлением, приводящая к агло-
мерации упрочняющей фазы и потере прочности в зоне шва. Для соединения деталей
рекомендуются диффузионная сварка и пайка высокотемпературными припоями. Ог-
раниченно может использоваться точечная сварка.
Отличие от традиционных продуктов
Общей отличительной чертой дисперсноупрочненных сплавов является чрезвы-
чайно высокая структурная стабильность. При механико-термической обработке по-
луфабрикатов в процессе их изготовления формируется устойчивая субзеренная
структура, стабилизатором которой служат закрепленные на стыках субграниц упроч-
няющие частицы размером 10-50 нм. После высокотемпературной собирательной
рекристаллизации, которая реализуется путем отрыва движущихся границ от частиц,
формируется направленная структура, характеризующаяся большими значениями ко-
эффициента неравноосности зерен (КНЗ = L/1, где Lwl- средние продольный и попе-
речный размеры соответственно).
Эти особенности структуры определяют высокую жаропрочность дисперсноу-
прочненных сплавов, миграция границ в которых возможна только совместно с
частицами и начинает проявляться лишь при напряжениях ползучести, достигаю-
щих 0,8-0,9 ст0 2- Движение комплексов частица - граница зерна характеризуется
высоким энергетическим барьером, а при сильной вытянутости зерен число бла-
гоприятно расположенных для развития зернограничного проскальзывания гра-
ниц невелико.
В результате дисперсноупрочненные сплавы обладают повышенным сопротивле-
нием высокотемпературной ползучести и могут длительно работать под нагрузкой
при температурах, достигающих 0,90-0,95 Гпл, т.е. в условиях, когда традиционные
сплавы становятся неработоспособными.
Стабильность структуры до предплавильных температур обеспечивает сохранение
механических свойств дисперсноупрочненных сплавов после длительных (сотни и
тысячи часов) нагревов при температурах вплоть до 0,95-0,98 Тпл. Этими же особен-
ностями структуры определяется хорошая формоустойчивость деталей из дисперсно-
упрочненных сплавов.
Получение порошков
Дисперсноупрочненные алюминиевые сплавы выпускаются под маркой САП. Алю-
миний эффективно упрочняется собственным оксидом, поэтому для регулирования со-
держания оксидной фазы в порошках, предназначенных для изготовления различных
марок САП, используется поверхностное окисление. Процесс основан на контролируе-
мом изменении удельной поверхности распыленных алюминиевых порошков в про-
цессе их размола, осуществляемого в шаровых мельницах. При этом первичная плен-
ка оксида легко разрывается, а обнажающаяся свежая поверхность вновь окисляется.
При обработке пульверизата в шаровой мельнице конкурируют два процесса - измель-
чение и комкование, что позволяет регулировать степень окисления введением поверх-
ностно-активных веществ, например высокомолекулярных жиров (стеариновая кисло-
та и т.п.). Преобладание измельчения над комкованием происходит до тех пор, пока
суммарная поверхность порошка не увеличится настолько, что введенной жировой до-
бавки станет недостаточно для полного ее покрытия. При обработке порошка темпера-
тура в шаровой мельнице повышается до 300-310 К, что приводит к испарению и вы-
носу жировой добавки. Это определяет связь конечного содержания оксидной фазы в
порошках с количеством вводимой жировой добавки и длительностью размола.
Характеристики стандартных порошков для производства САП приведены в табл.
4.102.
Для производства порошков дисперсноупрочненного никеля (сплав ВДУ-2Р) ис-
пользуется химическое соосаждение. В основе метода лежит процесс совместного
осаждения нерастворимых соединений никеля и образующего упрочняющую фазу
металла, обеспечивающий близкое к молекулярному распределение компонентов.
Термическое разложение осадка приводит к образованию тонкой смеси оксида мат-
ричного металла (в данном случае - закиси никеля) и упрочнителя, которая перево-
дится в порошок дисперсноупрочненного никеля селективным восстановлением заки-
си никеля водородом.
Для реализации процесса готовят два исходных раствора: разбавленный (обычно
0,5 моль/л) раствор азотнокислого никеля, дополнительно содержащий добавки азот-
нокислых солей упрочнителя (циркония, иттрия и т.п.), отвечающие количеству в го-
товом порошке упрочняющей фазы, и раствор углекислого аммония. Концентрация
последнего (обычно 0,3-0,4 моль/л) должна обеспечить максимальную полноту осаж-
дения никеля при эквиобъемном взаимодействии. Растворы с равной скоростью тон-
кими струями подают в реактор с лопастной мешалкой. По завершении осаждения
пульпу сбрасывают на нутч-фильтр, отфильтрованный осадок сушат и подвергают
термическому разложению до полного удаления летучих примесей. Для предотвраще-
ния нежелательного укрупнения упрочняющей фазы температура разложения не
должна превышать 1050-1100 К. Такая же температура применяется для селективно-
го восстановления водородом закиси никеля. Получающийся никелевый порошок с
Таблица 4.102. Порошки для производства САП по ГОСТ 10096-76
Марка порошка Химический состав, мае. % Максимально допус- тимый остаток на ситах, %, с ячейками, мкм Насыпная масса, г/см3
А12О3 Fe Влага Жир
1,6 0,9
АПС-1 6-8 <0,20 <0,1 <0,20 1,0 10,0 1,0
АПС-2 9,1-13,0 <0,20 <0,1 <0,25 0,5 6,0 1,0
АПС-3 13,1-18,0 <0,25 <0,1 <0,35 0,5 6,0 1,0
равномерно распределенными в объеме частицами упрочняющих оксидов размером
10-20 нм имеет относительную плотность насыпки около 0,15 и относительную плот-
ность утряски около 0,20.
Для приготовления порошков сплавов, содержащих легирующие добавки с высоким
сродством к кислороду, используется механическое легирование. Метод основан на дли-
тельной обработке смесей порошков компонентов сплава, лигатур и упрочняющих фаз в
заполненных стальными шарами высокоэнергетических аппаратах (аттриторы, шаровые
мельницы, вибромельницы и т.п.). Композиционные частицы при механическом легиро-
вании формируются путем расплющивания исходных пластичных порошинок в чешуйки
с одновременным захватом непластичных составляющих, послойного наваривания этих
чешуек на поверхность шаров, уменьшения толщины чешуек и повышения степени на-
клепа в них, скола предельно наклепанных многослойных образований и их хрупкого раз-
рушения с последующей сфероидизацией осколков. При этом в результате совместного
действия компрессионных и сдвиговых деформаций происходит не просто весьма тонкое
смешивание компонентов, но реальное сплавообразование, иными словами, продуктом
механического легирования является не тонкая механическая смесь компонентов, а поро-
шок сплава. Окончательная дисперсность получаемых механическим легированием по-
рошков не связана с дисперсностью вводимых в шихту компонентов, а определяется в ос-
новном химическим составом сплава и в меньшей степени условиями обработки.
Во избежание окисления обрабатываемой шихты процесс ведут в атмосфере арго-
на под избыточным давлением 0,1-0,5 атм. Длительность обработки (в зависимости
от типа применяемого аппарата и состава шихты) может составлять от нескольких ча-
сов до нескольких суток.
При изготовлении порошков жаропрочных сложнолегированных дисперсноупроч-
ненных сплавов элементы с большим сродством к кислороду (алюминий, титан и т.п.)
предпочтительно вводить в шихту в виде не склонных к сильному окислению лигатур.
Оксидные добавки вводят в виде заранее приготовленных ультрадисперсных по-
рошков. Например, порошок оксида иттрия с размером частиц до 10 нм для введения
в дисперсноупрочненные сплавы готовят прокаливанием при умеренных температу-
рах (до 850-900 К) карбоната иттрия.
Получение полуфабрикатов
Консолидацию порошков САП ведут горячим прессованием при температурах
750-850 К. Давление прессования составляет 350-700 МПа.
Из дисперсноупрочненных материалов САП горячей деформацией изготавливают-
ся листы толщиной 0,8-3 мм (в том числе плакированные алюминием), трубы диамет-
ром до 70 мм, прутки диаметром до 200 мм, полосы размером до 50x430 мм, штам-
повки массой до 60 кг.
Из порошков дисперсноупрочненного никеля предварительно изготавливают спе-
ченные заготовки. Прессование ведут в стальных пресс-формах под давлением
300-400 МПа. Спекание проводят в водороде. Во избежание укрупнения упрочняю-
щей фазы температуру спекания ограничивают 1050-1100 К.
Консолидацию порошков и спеченных заготовок жаропрочных дисперсноупроч-
ненных сплавов осуществляют горячей деформацией при температурах 1300-1400 К
с вытяжками в пределах 12:1-20:1. Давление прессования достигает 1-1,5 ГПа. Во из-
бежание окисления в процессе нагрева под деформацию порошки либо спеченные за-
готовки герметично зачехляют в стальные капсулы, внутренний объем которых вакуу-
мируют. Разработаны процессы консолидации спеченных заготовок дисперсноупроч-
ненного никеля без их герметизации. В этом случае нагрев заготовок под деформацию
ведут в водороде.
По достижении после консолидации практически беспористого состояния в полу-
фабрикатах жаропрочных дисперсноупрочненных сплавов специальной механико-
термической обработкой формируют ориентированную микроструктуру с крупным
зерном. Данная обработка сочетает в себе различные виды горячей и холодной дефор-
мации со степенями обжатия до 90-98 % (прокатка, волочение, раскатка и т.п.) и рек-
ристаллизационный отжиг (температуры отжига могут достигать 0,95-0,98 Тпл). Раз-
работаны процессы изготовления из жаропрочных дисперсноупрочненных сплавов
прутков диаметром до 100 мм, листов толщиной 0,5-2 мм, фольги толщиной 0,05-
0,1 мм, проволоки и др.
Свойства дисперсноупрочненных сплавов
Химический состав промышленных марок дисперсноупрочненных сплавов приве-
ден в табл. 4.103, а основные физические и механические свойства - в табл. 4.104 и
4.105.
Для определения большинства механических, технологических, теплофизических
и коррозионных характеристик дисперсноупрочненных сплавов используются стан-
дартные методы. Вместе с тем присущая дисперсноупрочненным сплавам чрезвычай-
но сильная зависимость долговечности от приложенной нагрузки в испытаниях на
ползучесть и длительную прочность при использовании стандартных испытательных
машин с рычажной системой нагружения образцов приводит к сильному искажению
результатов. Рекомендуется указанные высокотемпературные испытания проводить в
условиях прямого нагружения.
В связи с особенностями микроструктуры в полуфабрикатах, изготовленных с ис-
пользованием аксиальных схем деформации, возможна значительная анизотропия по-
казателей длительной прочности и ползучести.
Сводный перечень ТУ приведен ниже:
ТУ 6-09-4483-77. Никель (II) оксид ОЦ-0,75-ОИ-0,65 для сплава ВДУ-2Р.
ТУ 14-127-135-80. Заготовки спеченные из сплавов ВДУ-2 и ВДУ-2Р.
ТУ 14-1-3786-84. Лист-полуфабрикат из композиционного материала ВДУ-2Р.
ТУ 1-92-182-91. Пруток-полуфабрикат из стали ВПМ-2.
ОСТ 190048-77. Химический состав САП.
ТУ 1-9-71-73. Листы САП (плакированный и неплакированный).
ТУ 1-9-508-73. САП. Труба катаная.
Таблица 4.103. Химический состав дисперсноупрочненных сплавов
Марка сплава Содержание компонента, мае. %
А1 Ni Fe Сг Ti
САП-1 Основа — <0,2 — —
САП-2 » — <0,2 — —
САП-3 » — <0,25 — —
ВДУ-2Р — Основа <0,01 <0,05 — ♦
ВПМ-2 4,3-5 — Основа 19-21 0,4-0,6
Марка сплава А12О3 У2О3 ZrO2 С S р
САП-1 6-8 — —
САП-2 9,1-13 — — — — —
САП-3 13,1-18 — — — — —
ВДУ-2Р — 0,7-0,9 0,6-0,8 <0,02 < 0,005 < 0,005
ВПМ-2 — 0,4-0,5 — <0,04 — —
Таблица 4.104. Свойства САП
Свойство Температура, К САП-1 САП-2 САП-3
Плотность d, кг/м3 273 2750 2765 2775
Временное сопротивление ов, 273 280-310 300-350 370-390
МПа 523 170-180 170-190 220-230
623 115-125 120-130 150-160
773 60-70 70-80 80-100
Предел текучести 273 200-230 210-260 320-340
а0 2, МПа 523 130-150 130-150 160-180
623 100-160 100-110 120-130
773 50-55 60-70 50-60
Относительное удлинение 8|0, 273 10 7-8 3-6
% 523 7-8 5-6 3-5
623 4-13 3-9 5-8
773 2-3 2-3 2-3
Относительное сужение 273 20 10 —
ц/, % 523 28 15 —
623 45 17 —
773 — — —
Ударная вязкость 273 140 70 70
ан, кДж/м2 523 — 100 80
623 — 110 НО
773 — 120 120
Предел выносливости 273 80 115 115
a_i, МПа (2-107 циклов) 523 50 60 60
623 — 40 40
773 — 35 35
Длительная прочность 523 100/80 100/90 120/100
CTioc/CTiooo, МПа 623 70/60 75/65 90/70
773 40/35 45/40 50/45
Предел ползучести 523 90/70 90/80 110/90
<^о,2/100/^0,2/1000, МПа 623 60/50 60/50 80/65
773 30/40 30/40 40/30
Модуль упругости 273 72 73 77
Е, ГПа 523 56- 57 60
623 49 50 56
773 38 40 49
Удельное электросопротивле- 273 3,9 4 4,5
ние р-106, Ом см
Теплопроводность X, Вт/(м-К) 273 76 175 146
523 172 171 138
623 170 169 138
773 168 167 138
Теплоемкость С, кДж/(кг-К) 273 0,84 0,88 0,92
523 0,89 1,03 1,01
623 — — 1,07
773 — — 1,13
Коэффициент линейного 273-373 21,2 22 19,5
термического расширения 273—473 22 22,7 20,2
а !О6, К"1 273-573 23,9 23,3 20,9
273-673 25 24 21,7
273-773 26,3 - 22,7
Таблица 4.105. Свойства высокотемпературных дисперсноупрочненных сплавов
Свойство Температура, К ВДУ-2Р ВПМ-2
Плотность d, кг/м3 273 8920 7260
Твердость НВ, МПа 273 1550-1650 2500-2800
Предел текучести а0 2, МПа 273 350-450 550-650
1073 150-200 100-120
1273 100-140 80-90
1373 80-95 70-80
1473 65-75 55-65
Временное сопротивление ав, МПа 273 450-550 750-850
1073 180-220 120-140
1273 120-150 95-105
1373 95-110 90-100
1473 75-85 70-80
Относительное удлинение 35, % 273 15-25 10-15
1073 5-15 6-8
1273 8-13 5-15
1373 7-10 5-15
1473 5-8 4-8
Ударная вязкость а„, МДж/м2 273 1,6-1,7 0,3-0,35
1073 >2,8 >2,4
1273 >2,4 > 1,7
1373 >2,1 > 1,7
1473 — > 1,4
Предел выносливости а_ь МПа 273 200-240 350—400
(2-107 циклов) 1373 60-70 60-70
Предел ползучести а0 2/100/^0,2/1000, 1273 50-70/45-55 50-60/40-50
МПа 1373 40-50/35—45 30-40/20-30
1473 20-30/15-25 20-30/15-25
Модуль упругости Е, ГПа 273 142 221
1073 86 140
1273 77 105
1373 65 85
1473 55 70
Удельное электросопротивление 273 7,8 128
р-106, Ом см 1073 49,1 —
1273 54,5 —
1473 60,0 —
Теплопроводность X, Вт/(м-К) 273 77,4 18,1
1073 62,8 19,6
1273 66,2 19,1
1473 70,5 18,5
Теплоемкость С, кДж/(кг-К) 273 0,52 0,44
1073 0,53 0,78
1273 0,52 0,76
1473 0,51 0,75
Коэффициент линейного термиче- ского расширения а-106, К-’ 273-373 13,8 11,3
273-1073 15,6 13,4
273-1273 16,0 14,1
273-1473 16,5 14,8
Увеличение массы при 1273 70-80 5-6
окислении на воздухе, г/м2 за 100 ч 1373 100-120 8-10
1473 150-200 15-20
ТУ 1-4-396-76. САП. Пруток и полоса прессованные.
ТУ 1-4-16-73. САП-3. Пруток.
ГОСТ 10096-76. Пудра алюминиевая.
4.6. Магнитные материалы
4.6.1. Магнитотвердые материалы
Классификация магнитотвердых материалов, термины и определения соответству-
ют приведенным ниже государственным стандартам.
ГОСТ Наименование
ГОСТ 9867 ГОСТ 19693 ГОСТ 20906 ГОСТ 24063 ГОСТ 21559 Международная система единиц (СИ): магнитные и электрические единицы Материалы магнитные. Термины и определения Средства измерений магнитных величин. Термины и определения Ферриты магнитотвердые. Марки и основные параметры Материалы магнитотвердые спеченные. Марки, технические требо- вания и методы контроля
4.6.1.1. Основные величины и единицы измерения
Магнитное поле - силовое поле (одна из двух составляющих электромагнитного по-
ля), действующее на движущиеся электрические заряды и на тела, обладающие магнит-
ным моментом, независимо от состояния их движения. Источниками макроскопического
магнитного поля являются намагниченные тела, проводники с током и движущиеся элек-
трически заряженные частицы. Природа этих источников едина: магнитное поле возника-
ет в результате движения заряженных микрочастиц (электронов, протонов, ионов), а так-
же благодаря наличию у микрочастиц собственного (спинового) магнитного момента. Для
характеристики магнитного поля часто вводят силовые линии поля - линии магнитной
индукции. В каждой точке такой линии вектор индукции расположен вдоль касательной;
в местах повышенных значений индукции силовые линии сгущаются.
Магнитная индукция В - векторная величина, характеризующая магнитное поле и
определяющая силу, действующую на движущуюся заряженную частицу со стороны
магнитного поля. Магнитная индукция численно равна отношению силы, действую-
щей на заряженную частицу, к произведению заряда и скорости частицы, если направ-
ление скорости таково, что эта сила максимальна, и имеет направление, перпендику-
лярное к векторам силы и скорости, совпадающее с поступательным перемещением
правого винта при вращении его от направления силы к направлению скорости части-
цы с положительным зарядом.
Магнитный поток Ф - поток вектора магнитной индукции сквозь некоторую по-
верхность S.
Магнитный диполь - любой элементарный объект, создающий на больших по
сравнению с его размерами расстояниях магнитное поле, идентичное магнитному по-
лю элементарного электрического тока.
Магнитный момент тела Р - векторная величина, равная геометрической сумме маг-
нитных диполей в данном теле и равная произведению намагниченности на объем тела.
Намагниченность М - векторная величина, характеризующая магнитное состоя-
ние вещества, равная пределу отношения магнитного момента элемента объема веще-
ства к этому элементу объема, когда последний стремится к нулю.
Магнитная постоянная ц0 - коэффициент пропорциональности между В и Н в ва-
кууме.
Напряженность магнитного поля Н — векторная величина, равная геометрической
разности магнитной индукции, деленной на магнитную постоянную, и намагниченности.
Абсолютная магнитная проницаемость Ца - величина, характеризующая магнит-
ные свойства вещества, скалярная для изотропного вещества, равная отношению мо-
дуля магнитной индукции к модулю напряженности магнитного поля, и тензорная для
анизотропного вещества.
Относительная магнитная проницаемость Цг - отношение абсолютной магнит-
ной проницаемости к магнитной постоянной.
Определение основных магнитных величин представлено в табл. 4.106.
Таблица 4.106. Основные величины и единицы магнетизма
Наименование величины Обозначение Определение Единица измерения
Магнитная индукция В В = Цо (Н + М) Т
Напряженность магнитного поля Н Н~ В/цоцг А/м
Магнитная проницаемость абсолютная Ца Ца = ЦоЦг , Гн/м
Магнитная постоянная Цо Цо - 4л-10 7 Гн/м
Намагниченность М M=P/V А/м
Магнитный момент Р P = MV А • м2
Магнитный поток Ф Ф = В8 Вб
Удельная магнитная энергия W W= ВНП Дж/м3
Энергетическое произведение ВН BH=2W Дж/м3
Удельная энергия (плотность) магнитного поля IV - величина, равная половине
скалярного произведения вектора магнитной индукции на вектор напряженности маг-
нитного поля в какой-либо точке поля.
Энергетическое произведение ВН - величина, равная скалярному произведению
вектора магнитной индукции на вектор напряженности магнитного поля в какой-либо
точке поля.
4.6.1.2. Технические определения и термины
Магнитотвердые материалы (магнитожесткие или высококоэрцитивные мате-
риалы) - магнитные материалы (ферро- и ферримагнетики), которые намагничивают-
ся до насыщения и перемагничиваются в сравнительно сильных магнитных полях (на-
пряженностью в тысячи и десятки тысяч А/м) и характеризуются значениями коэрци-
тивной силы по намагниченности Нсм > 1000 А/м.
Магнит постоянный - изделие (тело) определенной формы из предварительно на-
магниченного магнитотвердого материала, способное сохранять остаточную намагни-
ченность после устранения намагничивающего поля и служащее источником магнит-
ного поля.
Заготовка постоянного магнита - заготовка (брусок, пруток, полоса, лист и т.д.),
из которой нарезают, штампуют, профилируют отдельные постоянные магниты.
Остаточная намагниченность Мг - намагниченность, которую имеет предваритель-
но намагниченный до насыщения материал после снятия внешнего магнитного поля.
Остаточная магнитная индукция Вг - магнитная индукция, которую имеет предвари-
тельно намагниченный до насыщения материал после снятия внешнего магнитного поля.
Коэрцитивная сила по индукции Нсъ - величина, равная напряженности магнитно-
го поля, необходимого для уменьшения магнитной индукции от значения остаточной
магнитной индукции до нуля.
Коэрцитивная сила по намагниченности Нсм - величина, равная напряженности
магнитного поля, необходимого для уменьшения намагниченности от значения оста-
точной намагниченности до нуля.
Максимальное энергетическое произведение (BH)msK - максимальное значение
произведения магнитной индукции на напряженность магнитного поля на кривой раз-
магничивания материала.
Магнитный полюс - участок поверхности постоянного магнита с наибольшим зна-
чением нормальной составляющей намагниченности.
Полярность постоянного магнита. Северным полюсом магнита является полюс,
испытывающий притяжение к северному географическому полюсу Земли. Следова-
тельно, северный полюс магнита должен отталкиваться от северного полюса стрелки
магнитного компаса.
Петля магнитного гистерезиса - зависимость магнитной индукции (намагничен-
ности) магнитного материала от напряженности внешнего магнитного поля.
Техническое насыщение - состояние магнитного материала, соответствующее тому
значению спонтанного намагничивания доменов, которое возможно при данной тем-
пературе и при котором все вектора намагниченности доменов располагаются вдоль
направления намагничивающего поля.
Температура Кюри Тс - температура, при нагревании выше которой постоянный
магнит полностью размагничивается.
4.6.1.3. Основн ые тип ы постоянн ых магнитов,
получаемых методами порошковой металлургии
Металлокерамические альнико благодаря мелкозернистой структуре характеризу-
ются высокой однородностью магнитных свойств, хорошо шлифуются, их механиче-
ская прочность выше, чем у литых альнико аналогичного состава, магнитные свойст-
ва обычно изотропны и несколько ниже, чем у литых. Используются для создания по-
стоянных полей в микродвигателях, электрогенераторах, спидометрах, тахометрах,
логометрах, реле, телефонах, бытовых электроприборах.
Ферриты бариевые и стронциевые. Они твердые и очень хрупкие. Применяются
в генераторах тракторов, мотороллеров; в спидометрах и тахометрах автомобилей; в
бензопилах, телефонных аппаратах, в дизелях для очистки масла от продуктов изно-
са, в системах магнитной очистки воды, в микродвигателях для игрушек, в мебельных
замках, в электродвигателях; для крепления сигнальных фонарей; в стеклоомывате-
лях, коллекторных двигателях автотракторной техники.
Редкоземельные интерметаллиды с железом или кобальтом имеют наилучшие
магнитные характеристики по сравнению с другими известными материалами. Значе-
ние максимального энергетического произведения, полученное в магнитах на основе
интерметаллидов системы неодим--железо-бор, в несколько раз превышает аналогич-
ное значение лучших анизотропных магнитов типа альнико. Область применения
чрезвычайно широка - периодические магнитные системы микроволновых приборов,
гироскопы,, электродвигатели, бесконтактные подшипники и муфты, громкоговорите-
ли, томографы, масс-спектрометры и ЯМР-томографы - вот далеко не полный пере-
чень изделий с редкоземельными магнитами.
Магнитопласты и магнитоэласты - композитные магниты, состоящие из напол-
нителя (порошки магнитных материалов) и связующего (различные полимеры, пласт-
массы, резины и т.п.). Магнитопласты отличаются более высокой однородностью маг-
нитных свойств, большей прочностью и меньшей хрупкостью от интерметаллических
магнитов. Магнитопласты являются магнитно-изотропными, поэтому их можно на-
магничивать в любом направлении и получать различные многополюсные магниты.
По этой же причине их максимальная магнитная энергия ниже, чем у магнитно-ани-
зотропных интерметаллидов.
По технологии изготовления магнитопласты делятся на прессованные и литьевые.
Прессованные магнитопласты получают прессованием смеси магнитного порошка
наполнителя со связующим. При использовании в качестве связующего эпоксидных
смол объемную долю связующего можно уменьшить до 15-20 % и достичь плотности
магнитопласта 6,0 т/м3 и более. Литьевые магнитопласты получают методом инжек-
ционного литья, они содержат больше связующего (50-65 об. %) и обладают, как пра-
вило, меньшей плотностью и меньшими значениями остаточной магнитной индук-
ции, чем прессованные магнито пласты.
В качестве магнитных наполнителей наиболее широко используют:
порошки ферритов для получения эластичных магнитных лент, пластин, стержней
и т.п. Применяются для уплотнителей дверей холодильников, в рекламной, канцеляр-
ской и сувенирной продукции;
порошки быстрозакаленных сплавов системы неодим-железо-бор для получения
высокоэнергетических магнитопластов с максимальными магнитными свойствами.
Применяются для магнитных систем широкого назначения.
Магнитные свойства наиболее распространенных отечественных постоянных маг-
нитов, изготовляемых методами порошковой металлургии, приведены в табл. 4.107.
Магнитные параметры и технические показатели ферритовых стронциевых по-
рошков, выпускаемых ОАО «Оленегорский горнообогатительный комбинат» (ОАО
«Олком») по ТУ 2663-003-001186734-97 приведены в табл. 4.108.
Электрические, тепловые и механические свойства наиболее распространенных
отечественных магнитов, изготовляемых методами порошковой металлургии, приве-
дены в табл. 4.109 и 4.110.
4.6.1.4. Ферритовые постоянные магниты
Химический состав ферритовых постоянных магнитов описывается общей форму-
лой A/O n Fe2O3, в которой М, как правило, барий или стронций, или комбинация этих
компонентов; п принимает значения от 4,7 до 5,9. В состав ферритов вводят также до-
полнительные элементы:
редкоземельные элементы в массовых долях от 0,1 до 1,0 % от содержания основ-
ных составляющих;
Al, Si, В, Bi и другие в массовых долях от 0,1 до 3,0 %.
Ферритовые магниты обычно получают методом прессования в пресс-формах с
последующим спеканием. Прессуемый материал может быть в виде сухого порошка
(сухое прессование) или в виде пульпы (мокрое прессование). Для повышения маг-
нитных характеристик прессование проводят в магнитном поле. С целью обеспечения
высокой точности размеров ферритовые магниты после спекания подвергают шли-
фовке с помощью алмазных шлифовальных кругов, после чего проводят операцию
намагничивания.
Магнитные параметры серийных марок ферритовых материалов для постоянных
магнитов приведены в табл. 4.111. Данные взяты из государственных стандартов и
технических условий. Некоторые характеристики каждой марки, полученные отдель-
ными производителями, могут отличаться от указанных.
Ферритовые магниты характеризуются низкой прочностью на разрыв и на изгиб, по-
этому при соударениях магнитов на их поверхности очень легко образуются сколы. Маг-
ниты могут считаться пригодными к приемке, если соблюдаются следующие условия:
магниты отвечают согласованным критериям минимальных рабочих характери-
стик;
Таблица 4.107. Магнитные параметры отечественных постоянных магнитов
Материал Марка Л„Тл Нсм, кА/м (ВН) кДж/м »1 Ор 1 макс’ а*/, %/°С а#, %/°С Тс,°C Плотность, т/м3
Феррит бария 8БИ230 0,20-0,22 220-230 7,5-8,5 250 -0,2 +0,3 450 4,8-5,0
30БА170 0,40-0,42 160-170 30-32 250 -0,2 +0,3 450 5,0
Феррит стронция Металлокерами- 28СА270 0,38-0,40 220-230 28-30 250 -0,2 +0,3 450 4,8
ЮНДК35Т5 0,75-0,80 80-100 24-30 550 -0,008 +0,03 920 7,3
ЮНДК35Т5А 0,80-0,90 100-110 30-33 550 -0,008 +0,03 920 7,3
ческие альнико ЮНДК38Т7,5 0,70-0,80 130-140 33-35 550 -0,015 +0,03 900 7,3
SmCo5 КС37 0,86-0,92 >2000 140-166 250 -0,045 -0,25 720 8,5
Sm2Co17 КС25Д5Ц2 1,06-1,14 > 1760 220-240 300 -0,03 -0,19 825 8,4
MAEP40ML 1,26-1,30 > 1050 310-335 ПО -0,12 -0,6 310 7,4
Nd-Fe-B MAEP33HsLs 1,14-1,18 >2150 255-270 200 -0,12 -0,6 310 7,4
MAEP30HSS 1,08-1,12 > 1450 230-250 150 -0,06 -0,6 490 7,5
Магнитопласты МП-2 0,60-0,70 >650 80-90 150 -0,11 -0,5 310 6,0
Nd-Fe-B прессо- ванные МП-3 0,80-0,90 >220 70-80 150 -0,10 -0,11 -0,5 -0,5 310 310 6,0 5,0
Магнитопласты МПЛ-2 0,40-0,50 >650 35-40 150 -0,10 -0,5 310 5,0
Nd-Fe-B литье- МПЛ-3 0,55-0,65 >220 30-35 150
вые
Примечание. Данные ООО НПК «ММТ», ЗАО «Электроконтакт», ОАО «Элемаш».
*’Гтах - максимальная рабочая температура.
ай - обратимый температурный коэффициент индукции в интервале 20-100 °C. *3а/7 - обратимый температурный коэффициент коэрцитивной силы в интервале 20- 100°С.
Металлические порошки и порошковые материале
Таблица 4.108. Магнитные и технические параметры ферритовых стронциевых порошков
Показатель Норма для порошка марки
28ПФС250 30ПФС270 31ПФС260 29ПФС300
Нсъ, кА/м, не менее Нсм, кА/м, не менее Br, Т, не менее (ВН)тах, кДж/м3, не менее Показатель индуктивного датчика ПИД, пФ/г, не менее Коэффициент усадки анизотроп- ных образцов, Кус Массовая доля остатка на сите 016 К, %, не более Удельная поверхность, 5уд, м2/г Массовая доля триэтаноламина (ТЭА), %, не более Молярное отношение Fe2O3 к SrO Массовая доля оксида стронция, % 240 250 0,39 28 11,0 1,14-1,17 1,0 0,5-0,8 0,2 5,7-6,0 10±0,25 260 270 0,4 30,0 11,0 1,14-1,17 0,6 0,55-0,8 0,2 5,7-6,0 10±0,25 250 260 0,41 31 11,0 1,14-1,17 0,6 0,55-0,8 0,2 5,7-6,0 10±0,25 280 300 0,395 29 11,0 1,14-1,17 0,6 055-0,8 0,2 5,7-6,0 10±0,25
Таблица 4.109. Электрические и тепловые параметры отечественных магнитов
Материал р, Ом м ср, Дж/(кг-К) УТ, Вт/(мК) КТР-106, К"1
вдоль ОЛН поперек ОЛН
Феррит бария Феррит стронция Металлокерамические альнико SmCo5 Sn^COiy Nd-Fe-B Примечание, р-уд УТ - удельная теплопрово лов; ОЛН - ось легкого на! > 104 > 104 (0,44-0,7) 10б (0,5-0,6) 10б (0,75-0,9)- 10б (1,2-1,6)- 10б ельное электрич дность; КТР - к иагничивания. 500-800 500-800 -400 -370 340-390 -440 еское сопрот оэффициент 5-10 6—10 -25 -10 -12 -9 явление; Ср гемпературь 9,2-13,3 9,2-15 1 -7 8-10 5 - удельная ого расшир 9,2-10 9,2-15 1-14 -13 11-12 -1 теплоемкость; ения материа-
Таблица 4.110. Механические параметры отечественных магнитов
Материал Е, кН/мм2 Пределы прочности, Н/мм2 Твердость
на изгиб на сжатие на растя- жение HV HRC
Феррит бария 120-150 -50 -700 -50 6-7 по Моосу
Феррит стронция 120-150 50-55 700-750 -50 6-7 по Моосу
Металлокерамические альнико 180-200 150-350 1100-1800 -100 - 43-60
SmCo5 110-12(1 120 800-1000 40-70 450-560 55-70
Sm2Co17 -150 120-150 -850 36-50 500-670 60-75
Nd-Fe-B -150 250-280 -1050 70-140 560-680 52-54
Таблица 4.111. Магнитные параметры серийных марок ферритов
Марка фер- рита В, Тл Коэрцитивная сила, кА/м
по индукции Нсв по намагниченности Нсм (ВН)так, кДж/м3
не менее
4БИ145 0,17 95 145 4
6БИ240 0,19 125 240 6
7БИ215 0,21 125 215 6
7БИ250 0,21 129 250 7
7БИ300 0,20 135 300 7
15БА300 0,30 200 300 15
16БА190 0,30 185 190 16
22БА220 0,36 215 220 22
24БА210 0,37 205 210 24
25БА150 0,38 145 150 25
25БА170 0,38 165 179 25
28БА190 0,39 185 190 28
24СА190 0,37 185 190 24
24СА200 0,37 195 200 24
24СА230 0,37 220 230 24
27СА240 0,38 220 240 27
28СА250 0,39 240 250 28
28ПФС250 0,39 240 250 28
30ПФС270 0,40 260 270 30
31ПФС260 0,41 250 260 31
29ПФС300 0,40 280 300 29
25ПФС220 0,37 215 220 25
26ПФС230 0,38 220 230 26
27ПФС240 0,38 230 240 27
дефекты не приводят к появлению на поверхности магнитов свободных частиц
(магнитных крошек), которые мешают сборке и надежной работе изделия.
При поставках ферритовых магнитов необходимо проводить согласование техни-
ческих требований, оформленных в виде нормативной документации (чертежи магни-
тов, ТУ и т.д.). При серийных поставках рекомендуется согласовать образцы внешне-
го вида магнитов.
При отсутствии согласованных требований рекомендуется применять следующие
правила визуального приемочного контроля:
поверхности магнитов должны быть свободны от крошек и частиц;
суммарная поверхность сколов не должна превышать 5 % от поверхности полюса
магнита.
В случае предъявления к магниту специальных требований (ударные нагрузки,
вибрация, термические удары и т.п.) необходимо эти условия предварительно согла-
совать и проводить соответствующие испытания, подтверждающие возможность экс-
плуатации магнитов в таких условиях.
4.6.1.5. Редкоземельные магниты
Постоянные магниты на основе редкоземельных сплавов получают методами по-
рошковой металлургии: приготовление сплава заданного химического состава, дроб-
ление и измельчение слитков в порошок, прессование порошка в брикет, спекание и
термическая обработка.
В процессе прессования прикладывают магнитное поле, создавая предпочтитель-
ное направление намагничивания для получения анизотропных магнитов. В некото-
рых случаях прессование магнитов сложной геометрической формы проводят без
приложения магнитного поля для получения изотропных магнитов. Такие заготовки
магнитов используют для изготовления многополюсных постоянных магнитов с чис-
лом полюсов более двух.
После прессования магниты подвергают спеканию, термообработке и шлифова-
нию. Редкоземельные магниты характеризуются высокой хрупкостью, поэтому их
нельзя обрабатывать на традиционных металлорежущих станках, например сверлить,
точить, фрезеровать и т.п. Магниты подвергают шлифованию с помощью абразивных
кругов при использовании большого количества охлаждающей жидкости для предот-
вращения образования горячих трещин и крошения, а также для предотвращения
опасности возгорания.
Магниты на основе сплавов РЗМ-кобалът
Наиболее характерными для получения постоянных магнитов являются интерме-
таллические соединения РЗМСо5 и РЗМ2СО|7, которые обладают наибольшими маг-
нитными свойствами. Обычно редкоземельным элементом является самарий, но мо-
гут быть использованы празеодим, церий, неодим или их комбинация, а также смесь,
известная как мишметалл. Для повышения магнитных характеристик дополнительно
вводят такие элементы, как гадолиний, диспрозий и эрбий, а также медь и цирконий.
Химический состав сплавов самарий-кобальт приведен в табл. 4.112, а магнитные и
температурные показатели - в табл. 4.113 и 4.114.
Таблица 4.112. Химический состав сплавов самарий-кобальт (основа)
Марка Содержание элемента, мае. %
Sm Ег Gd Zr ММ Fe Си
КС25ДЦ-150, КС25ДЦ-175, КС25ДЦ-190, КС25ДЦ-210, КС25ДЦ-225, КС25ДЦ-240 24,8-25,2 - - 2,6-2,9 - 14-20 4,5-7,8
КС36А, КС37, КС37А 36,0-38,5 - - - - - -
КС25ЭГд, КС27ЭГд 24,6-27,0 3,6-4,3 5,4-8,0 - - - -
КММ37, КС10ММ27, КС20ММ17, КС25ММ12 9,0-26,5 - - - 10,5-28 - -
Примеча Д - медь, Ц - стоящие после ла, а цифры, оп материала. н и е. В марк цирконий, буквы, COOT [деленные де ах сплавов: ИМ - цери зетствуют с фисом, - 31 К - кобал! евый миш реднему с< <ачение ма >т, С - сама металл, А - удержанию ксимальног рий, Э - э - улучшен самария и о энергети рбий, Гд - ная текстур цериевого ческого пре адолиний, а. Цифры, чишметал- шзведения
Таблица 4.113. Магнитные параметры наиболее распространенных постоянных магнитов
на основе сплавов самарий—кобальт
Марка Остаточная ин- дукция Вг, Тл Коэрцитивная сила, кА/м (ВН)так, кДж/м3
по индукции Нсв по намагниченности нсм
КС25ДЦ-150 0,90 890 900 150
КС25ДЦ-175 0,94 700 900 175
КС25ДЦ-190 0.98 710 900 190
КС25ДЦ-210 1,02 740 900 210
КС25ДЦ-225 1,06 760 900 225
КС25ДЦ-240 1,10 780 900 240
КС36А 0,90 660 900 160
КС37 0,77 540 1300 110
КС37А 0,82 560 1000 130
КС25ЭГд 0,68 510 1030 90
КС27ЭГд 0,72 550 1030 105
КММ37 0,57 425 630 65
КС10ММ27 0,64 470 720 80
КС20ММ17 0,70 520 960 95
КС25ММ12 0,73 580 1275 НО
Таблица 4.114. Температурные коэффициенты обратимых изменений магнитной
индукции постоянных магнитов на основе сплавов самарий-кобальт
Марка Температурный интервал, °C Температурный коэффициент магнитной индукции, %/°С
КС25ДЦ-150, КС25ДЦ-175, КС25ДЦ-190, КС25ДЦ-210, КС25ДЦ-225, КС25ДЦ-240 От -60 до +150 -0,030
КС36А, КС37, КС37А От-60 до+150 -0,045
КС25ЭГд, КС27ЭГд От -60 до +150 -0,015 -0,020
КММ37, КС10ММ27, КС20ММ17, КС25ММ12 От -60 до +120 -0,080 -0,070 -0,060 -0,050
Магниты на основе сплавов неодим-железо-бор
Химический состав спеченных магнитов неодим-железо-бор, производимых
ООО НПК «Магниты и магнитные технологии» по ТУ 1984-001-18785310-2003, при-
веден в табл. 4.114 и 4.114а, а значения основных магнитных параметров - в табл.
4.115 И4.116.
Таблица 4.114а. Химический состав магнитов неодим-железо-бор (железо-основа)
Марка Содержание элемента, мае. %
Nd Dy Tb Со Ti Al Mo Nb В
MAEP43ML 32,0 34,0 - - 0,2 2,0 0,9 1,1 0,2 - - 1,3 1,4
MAEP34ML 32,0 34,0 - - 0,2 2,0 0,9 1,1 0,2 - - 1,3 1,4
MAEP40ML 30,0 33,0 0,9 1,8 - 0,2 2,0 0,9 1,1 0,2 - - 1,3 1,4
MAEP36AL 29,0 31,2 2,6 2,8 - 0,2 2,0 0,9 1,1 0,2 - - 1,3 1,4
MAEP32HL 26,3 28,5 5,3 5,5 - 0,2 2,0 0,9 1,1 0,2 - - 1,3 1,4
MAEP30HsL 23,8 29,5 3,5 8,0 - 0,2 2,0 0,9 1,1 0,1 0,4 0,1 4,5 0,1 2,0 1,2 1,5
MAEP38A1S 30,0 30,6 - 1,5 1,7 0,2 2,0 0,9 1,1 0,2 - - 1,3 1,4
MAEP35HLS 28,0 30,3 - 3,4 3,8 0,2 2,0 0,9 1,1 0,2 - - 1,3 1,4
MAEP33HsLs 26,7 30,6 - 2,4 5,0 0,2 2,0 0,9 1,1 0,1 0,4 0,1 4,5 0,1 2,0 1,2 1,5
MAEP30HSs 24,5 26,5 - 7,2 7,8 13,0 14,0 - - - - 1,0 1,2
Примечание. Буквы и цифры в марке материала обозначают: МАЕР - буквенный код предприятия. Цифры, идущие за кодом предприятия, указывают среднее значение макси- мального энергетического произведения в единицах МГсЭ (1 МГсЭ = 7,96 кДж/м3). Далее идет буквенный индекс значения коэрцитивной силы материала по намагниченности (Нсм): М - minimum - низкие значения; А - average - средние значения; Н - high - повышенные и высокие значения. Следующий индекс 5 - для материалов с высокими значениями коэрци- тивной силы по намагниченности. Следующий индекс - значения обратимого температурно- го коэффициента магнитной индукции (ОТКИ): L - large - высокие значения; М - middle - пониженные значения; S - small - низкие значения. Индекс 5 в конце марки - для материалов с повышенными магнитными свойствами.
Таблица 4.115. Основные магнитные параметры сплавов неодим-железо-бор,
производимых ООО НПК «Магниты и магнитные технологии»
Марка Br, Тл Ясв, кА/м (BH), кДж/м3 Нсм, кА/м ад, %/°C
min max min max min max min
MAEP43ML 1,30 1,34 785 — 335 355 800 -0,12
MAEP34ML 1,16 1,20 880 930 255 290 960 -0,12
MAEP40ML 1,26 1,30 990 1020 310 335 1050 -0,12
MAEP36AL 1,18 1,24 930 980 270 305 1350 -0,12
MAEP32HL 1,12 1,16 880 910 250 265 1750 -0,12
MAEP30HsL 1,08 1,12 850 880 230 250 2150 -0,12
MAEP38A1S 1,22 1,26 960 990 295 310 1350 -0,12
MAEP35HLs 1,17 1,21 920 950 270 290 1750 -0,12
MAEP33HsLs 1,14 1,18 900 930 255 270 2150 -0,12
MAEP30HSs 1,08 1,12 850 880 230 250 1450 -0,06
Таблица 4.116. Основные магнитные параметры сплавов неодим-железо-бор,
производимых ОАО НПО «Магнетон»
Марка Вг, Тл Нсв, кА/м, не менее (В/7)тах, кДж/м , не менее HQM, кА/м ттах, °с у, т/м3
НМ320/8,0 1,30-1,35 800 320 800-900 80 7,4
НМ285/8,5 1,25-1,30 850 285 850-1000 80 7,4
НМ265/9,0 1,15-1,22 850 265 900-1000 80 7,4
НМ270/11,5 1,20-1,25 900 270 1150-1250 100 7,4
НМ250/12,0 1,15-1,20 850 250 1200-1300 100 7,4
НМ250/14,4 1,15-1,23 850 250 1440-1600 150 7,45
НМ240/14,4 1,10-1,15 800 240 1440-1600 150 7,45
НМ220/18,0 1,04-1,08 800 220 1800-2000 160 7,5
НМ240/18,0 1,08-1,12 800 240 1800-2000 160 7,5
Размагничивающие части полных петель гистерезиса магнитов на основе материа-
лов типа МАЕР при различных температурах приведены на рис. 4.62-4.66.
4ть/, Тл
MAEP43ML 1,2 0,8
20 °C 50 °C 100 °C г
1 1 0,4
-1200 -800 -400 0
Н, кА/м
Н, кА/м
петель гистерезиса магнитных материалов
Рис. 4.62. Размагничивающие части полных
MAEP43ML и MAEP34ML
4 ж/, Тл
1,2
0,8
0,4
-1200 -800 -400 0
Н, кА/м
4лУ, Тл
Н, кА/м
Рис. 4.63. Размагничивающие части полных петель гистерезиса магнитных материалов
MAEP40ML и MAEP36AL
Н, кА/м
Рис. 4.64. Размагничивающие части полных петель гистерезиса магнитных материалов
MAEP32HL и MAEP30HsL
4nJ, Тл
MAEP30HsL 20°С 5О°С 1 / - - - 1,2
С100 °C х 0,8
150 «С/ 200 °C Г । -
0,4
-1200 -800 -400 0
Н, кА/м
4лТ,
MAEP38ALS 20°С
fso°c 100 °C 150°С I
Тл
1,2
0,8
0,4
-1200 -800 -400 0
Н, кА/м
4лУ, Тл
Н, кА/м
Рис. 4.65. Размагничивающие части полных
MAEP38ALS и MAEP35HLS
петель гистерезиса магнитных материалов
Рис. 4.66. Размагничивающие части полных петель гистерезиса магнитных материалов
MAEP33HsLs и MAEP30HSs
Быстрозакаленные магнитные порошки сплавов неодим-железо-бор
Порошки получают методами быстрой закалки из жидкого состояния со скоростя-
ми охлаждения 106 и более градусов в секунду. В России основным методом получе-
ния является метод центробежного распыления расплава, на базе которого создано
производство быстрозакаленных магнитных порошков (БЗМП) системы неодим-же-
лезо-бор во ФГУП ВНИИНМ им. А.А. Бочвара.
Технология получения БЗМП состоит из следующих этапов: получение слитка
сплава заданного химического состав, дробление слитка в крупку с размером частиц
до 5 мм, повторное расплавление и центробежное распыление для получения аморфи-
зированных чешуек сплава, измельчение чешуек в порошок и кристаллизационный
отжиг для получения частиц порошка с нанокристаллической структурой, обладаю-
щей максимальными магнитными свойствами.
Назначение БЗМП: порошки-наполнители для получения высокоэнергетических
магнитопластов системы неодим-железо-бор.
Химический состав БЗМП приведен в табл. 4.117, а основные характеристики - в
табл. 4.118.
Таблица 4.117. Химический состав быстрозакаленных магнитных порошков системы
неодим-железо (основа) -бор (по ТУ ФГУП ВНИИНМ)
Марка Содержание элемента, мае. %
Nd В Со Ti Nb
БЗМП-1 31,О±О,5 1,30±0,10 — 0,8±0,1 —
БЗМП-2 27,5±0,5 1,05±0,05 — 1,0±0,1 —
БЗМП-2В 27,5±0,5 1,05±0,05 5,О±О5 — —
БЗМП-З 12,0±0,5 3,75±0,05 — — —
БЗМП-4 22,5±0,5 1,40±0,05 — — 1,5±0,1
Таблица 4.118. Основные параметры быстрозакаленных магнитных порошков системы
неодим-железо-бор (по ТУ ФГУП ВНИИНМ)
Показатель БЗМП-1 БЗМП-2 БЗМП-2В БЗМП-З БЗМП-4
ВГ,Т Нсм, кА/м Нсв, кА/м (ВН)тах, кДж/м3 Тс, °C Плотность, т/м3 Насыпная плотность, т/м3 Средний размер час- тиц, мкм 0,74-0,76 1100-1200 400—450 92-96 320 7,5 3 < 100 0,80-0,84 800-840 480-500 114-118 320 7,5 3 < 100 0,80-0,84 800-840 480-500 114-118 380 7,5 3 < 100 1,13-1,15 230-240 210-220 88-90 320 7,6 3 < 100 0,87-0,89 540-560 340-360 105-110 320 7,6 3 < 100
Магнитопласты на основе БЗМП системы неодим-железо-бор
Магнитные параметры магнитопластов по ТУ ФГУП ВНИИНМ приведены в табл.
4.119.
Таблица 4.119. Основные магнитные параметры магнитопластов на основе БЗМП
Показатель МП-1 МП-2 МП-3
в„т На, кА/м (ВН)т™, кДж/м3 Нс, требуемая для 95 % намагничи- вания, кА/м 0,55-0,65 1000-1200 45-55 2400 0,60-0,70 650-750 55-65 2000 0,80-0,90 220-250 50-60 1200
4.6.1.6. Контроль и испытание постоянных магнитов
Измерение основных магнитных параметров постоянных магнитов проводят в
замкнутой магнитной цепи на установках, содержащих устройства для намагничива-
ния и размагничивания образцов магнитных материалов, измеритель напряженности
магнитного поля и устройство для измерения магнитной индукции по общепринятым
методикам. Эти методики обеспечивают точные результаты только в отношении об-
разцов магнитов, имеющих прямолинейную магнитную ось и постоянное сечение,
обычно прямоугольное или круглое. Кроме того, должно соблюдаться определенное
соотношение между длиной образца и его сечением.
Стандартных методик определения температурных коэффициентов магнитной ин-
дукции и коэрцитивной силы магнитов не существует. На значения этих коэффициен-
тов существенное влияние оказывают как магнитный материал, так и конфигурация
постоянного магнита и элементы конструкции магнитной системы.
Методика контроля магнитных параметров
по ТУ ООО НПК «Магниты и магнитные технологии»
Отбор образцов
Количество образцов при контроле должно быть не менее 3 шт.
Образцы материалов изготовляют параллельно с постоянными магнитами. Вырез-
ка образцов из изделий не допускается.
На контроль поступают образцы, не подвергавшиеся намагничиванию.
Образцы должны иметь форму прямоугольных параллелепипедов или прямых ци-
линдров со всеми шлифованными поверхностями. По шероховатости торцевые по-
верхности образцов должны быть не ниже Ra 2,5 по ГОСТ 2789.
Размеры образцов ограничены размерами полюсных наконечников электромагни-
та и диаметром встроенной в полюсный наконечник измерительной катушки (съем-
ной измерительной катушки) и должны находиться в пределах, указанных в табл.
4.120. Длина образца должна совпадать с направлением магнитной текстуры.
Торцевые поверхности образцов должны быть параллельны друг другу с отклоне-
нием, не превышающим 0,02 мм.
Площадь поперечного сечения образца должна быть постоянной по всей длине и
определяться с погрешностью не более 1 %.
Образцы не должны иметь внешних дефектов на торцевых поверхностях. Допус-
каются одиночные выломы на ребрах глубиной не более 0,5 мм и протяженностью не
более 0,2 длины образца.
Температура образцов при испытаниях должна быть в пределах от +15 до 35 °C.
Таблица 4.120. Требования к размерам образцов постоянных магнитов
Применяемая ка- тушка Размеры образцов, мм
Сторона прямоугольника или диаметр поперечно- го сечения Длина образца
не менее не более не менее не более
Встроенная Съемная диаметра встроенной ка- тушки 5 80 % от диаметра по- люсного наконечника электромагнита 4 4 12 12
Аппаратура
Контроль основных магнитных параметров материала проводят на установках для
определения кривых размагничивания, содержащих намагничивающее устройство,
веберметр (интегратор) и измеритель напряженности магнитного поля.
Измерительная блок-схема для определения гистерезисных свойств магнитных
материалов показана на рис. 4.67.
Намагничивающие устройства установок должны выполняться в следующих вари-
антах:
электромагнит постоянного тока с номинальным значением напряженности поля
не менее 4000 кА/м при длине рабочего зазора, равной длине образца;
импульсный соленоид с максимальным значением напряженности поля не менее
5600 кА/м в рабочем объеме, равном объему образца, и электромагнит постоянного
тока со значением напряженности поля не менее 1300 кА/м при длине рабочего зазо-
ра, равной длине образца.
Конструкция электромагнита должна предусматривать плотное закрепление об-
разца между полюсными наконечниками без его повреждения. Образец и магнитопро-
вод электромагнита должны образовывать замкнутую магнитную цепь.
Полюсные наконечники электромагнита должны быть изготовлены из магнитомяг-
кого материала с коэрцитивной силой не более 100 А/м.
Диаметр полюсных наконечников электромагнита должен отвечать соотношениям:
D > 1,5л/для образцов, имеющих форму прямоугольных параллелепипедов;
D > \,5d + 3 для образцов, имеющих форму прямых цилиндров, где D - диаметр
полюсного наконечника, мм; d - наибольший линейный размер образца по торцевой
поверхности, мм.
Полюсные поверхности должны быть плоскими. Отклонение от плоскости в пре-
делах центральной части, ограниченной окружностью диаметром, равным 2/3 диа-
метра полюсного наконечника, должно быть не более 0,01мм.
Намагничивающие катушки электромагнита должны быть расположены симмет-
рично относительно рабочего зазора. Ось катушек должна совпадать с направлением
намагничивания образца.
Источник питания электромагнита должен обеспечивать плавное регулирование
намагничивающего тока от нуля до значения, соответствующего указанным выше тре-
бованиям при обеих полярностях за время не менее 2 с.
Нестабильность намагничивающего тока должна быть не более 0,2 % за 5 с. Коэффи-
циент переменной составляющей намагничивающего тока не должен превышать 3 %.
Конструкция импульсного соленоида должна обеспечивать плотное закрепление
образца между неметаллическими деталями в рабочем объеме соленоида.
Длительность переднего фронта намагничивающего тока в импульсном соленоиде
должна быть не менее 0,5 мс.
Рис. 4.67. Аппаратура для измерения магнитных параметров постоянных магнитов
Неоднородность поля в рабочем объеме импульсного соленоида должна быть не
более 5 %.
Веберметр должен иметь основную приведенную относительную погрешность не
более 1,5 % (для цифровых веберметров 1,5 % от измеренного значения).
Скорость сползания показаний веберметра не должна превышать 2 % от конца
шкалы за 5 с (для цифровых веберметров 2 % от измеренного значения).
Для непосредственного отсчета значений магнитной индукции в целочисленном
масштабе допускается применять в цепи веберметра трех- или четырехзначное дели-
тельное устройство, учитывающее число витков измерительной обмотки и сечение
образца или постоянную встроенной измерительной катушки.
Встроенная измерительная катушка для определения остаточного магнитного по-
тока в нейтральном сечении образца должна иметь площадь поперечного сечения,
равную или меньшую площади поперечного сечения измеряемого образца. Намоточ-
ные провода должны наноситься в паз на полюсе электромагнита. Диаметр провода
намотки с изоляцией не должен превышать 0,1 мм. Отводящие провода должны быть
свиты.
Съемная измерительная катушка для определения остаточного магнитного по-
тока в нейтральном сечении образца должна иметь площадь поперечного сечения,
превышающую площадь поперечного сечения образца не более чем на 15 %. На-
моточные провода должны наноситься непосредственно на каркас в один слой.
Ширина намотки должна быть не более 0,2 длины образца. Диаметр провода на-
мотки с изоляцией должен быть не более 0,1 мм. Отводящие провода должны быть
свиты.
Постоянная встроенной (съемной) катушки должна быть выбрана так, чтобы от-
счет показаний веберметра производился в последней трети шкалы.
Постоянная встроенной (съемной) катушки должна определяться с относительной
погрешностью не более 1 %.
Площадь поперечного сечения встроенной (съемной) катушки (5ИК, м2) вычисляют
по формуле
5ик = К/^ик,
где К - постоянная катушки, м2; 1ГИК - число витков намотки катушки.
Измеритель напряженности магнитного поля с преобразователем Холла должен
иметь основную приведенную относительную погрешность не более 1,5 % (для циф-
ровых приборов 1,5 % от измеренного значения).
Активные размеры пластины преобразователя Холла должны быть не более
1,5x1,5 мм.
Отсчет показаний измерителя напряженности магнитного поля при измерении ко-
эрцитивной силы по индукции должен производиться в последней трети его шкалы.
В выходных информационно-измерительных устройствах допускается применять
двухкоординатный регистратор, прямопоказывающие приборы или цифропечать.
Двухкоординатный регистратор должен иметь основную статическую приведен-
ную погрешность не более 0,5 % по каждой оси.
Динамическая приведенная относительная погрешность регистратора при частоте
0,2 Гц не должна превышать 0,5 % по каждой оси.
Прямопоказывающие приборы должны иметь основную приведенную относи-
тельную погрешность не более 0,5 % (для цифровых приборов 0,5 % от измеренного
значения).
Пределы измерений приборов должны выбираться так, чтобы отсчет показаний
при измерении остаточной индукции и коэрцитивной силы по индукции проводился
в последней трети их шкалы.
4.6.2. Магнитомягкие материалы
4.6.2.1. Свойства и области применения магнитомягких материалов
Магнитомягкие материалы имеют высокую начальную (ц0) и максимальную
(Ртах) магнитную проницаемость, низкую коэрцитивную силу (Йс), малые потери на
вихревые токи, узкую и высокую петлю гистерезиса, малые потери на вихревые токи,
сравнительно высокое электросопротивление. Они быстро намагничиваются и быст-
ро теряют магнитные свойства при снятии магнитного поля.
Наиболее распространенным магнитомягким материалом является чистое железо.
Его магнитные характеристики зависят от чистоты и дефектности. Использование вы-
сокочистых карбонильных и электролитических порошков железа позволяет получать
магниты высокого качества. Кроме того, методами порошковой металлургии можно
получать мелкие изделия точной формы без дополнительной механической обработ-
ки. Себестоимость магнитомягких порошковых деталей на 30-60 % ниже себестоимо-
сти тех же деталей, полученных методов литья и последующей механической обра-
ботки. Выход годного при изготовлении порошковых магнитов доходит до 95 %, в то
время как выход годного при традиционной технологии получения некоторых деталей
не превышает 40 %. Серьезным недостатком порошковых магнитов является порис-
тость, которая отрицательно влияет на все магнитные свойства.
Чистое железо имеет низкое электросопротивление и большие потери на вихревые
токи. Для снижения этих потерь применяют сплавы железо-кремний, железо-крем-
ний-алюминий, железо-никель, иногда для улучшения технологических свойств в
железо вводят около 0,03 % фосфора.
Производство порошковых магнитомягких материалов экономически оправдано
при тиражах более 10 тысяч штук.
Порошковые магнитомягкие материалы используют в виде сердечников, толсто-
стенных хомутов, полюсных наконечников.
Свойства магнитомягких порошковых материалов, используемых для изготовления
деталей магнитных систем средств связи, определяются ОСТ 4.029.041-78 «Порошко-
вая металлургия. Материалы магнитопроводов. Составы, свойства, назначение».
В соответствии с этим ОСТом порошковые материалы магнитопроводов в зависи-
мости от назначения подразделяются на:
порошковые магнитомягкие материалы для систем постоянного тока;
порошковые магнитомягкие материалы для систем переменного тока промышлен-
ной частоты;
порошковые магнитомягкие материалы для систем переменного тока радиочастот-
ного диапазона.
Порошковые магнитомягкие материалы по способу изготовления подразделяются на:
материалы без диэлектрических составляющих;
материалы с диэлектрическими составляющими.
Таблица 4.121. Химический состав материалов без диэлектрических добавок
Обозначение материала Содержание элемента, мае. %, не более
Fe Si р Al
Ж 100,0 — —
ЖФ1 99,0 — 1,0 —
ЖС4 96,0 4,0 — —
ЖС6,5 93,5 6,5 — —
ЖАЛ12 88,0 — — 12,0
ЖАЛ16 84,0 - - 16,0
Таблица 4.122. Химический состав металлической основы материалов с
диэлектрическими добавками
Обозначение материала Содержание элемента, мае. %, не более
Fe Si Al
МДЖА, МДЖБ 100,0 — —
МДЖС10АЛ7,5-А 82,5 10,0 7,5
МДЖС11АЛ7,5-А 81,5 11,0 7,5
МДЖС11,5АЛ7,5-А 81,0 11,5 7,5
Химический состав магнитомягких материалов приведен в табл. 4.121 и 4.122.
Диэлектрическая составляющая в исходном состоянии перед введением в шихту
должна иметь состав, приведенный в табл. 4.123.
Таблица 4.123. Химический состав диэлектрической составляющей
Обозначение мате- риала Содержание элемента, мае. %, не более
Бакелитовый лак Ацетон Полистирол
А 4,5 5,0 9,0
Б 9,0 4,0 —
Приняты следующие обозначения компонентов материалов: Ж - железо; Ф - фос-
фор; С - кремний; АЛ - алюминий; МД - магнитодиэлектрическая составляющая; А
и Б - состав диэлектрической составляющей. Цифры, стоящие после второй, третьей
и последующих букв, указывают на процентное содержание элементов в материале.
Содержание примесей в материале не должно превышать значений, приведенных
в табл. 4.124.
Таблица 4.124. Нормы содержания примесей в магнитомягких материалах
Обозначение мате- риала Содержание элемента, мае. %, не более
С S О N Нерастворимый осадок
Ж, ЖФ1,ЖС4, — — — — —
ЖАЛ 12 — — — — —
ЖС6, ЖАЛ 16 — — — — —
МДЖС10АЛ7,5 — — — — —
МДЖС11АЛ7,5 — — — — —
МДЖС11,5АЛ7,5 0.03 0,02 0,02 — 0,35
МДЖА, МДЖБ 1,20 — 1,20 1,00 —
В качестве основных составляющих для изготовления магнитомягких материалов
рекомендуется использовать порошки железа марки ПЖО, карбонильного железа,
ферросилиция и кремния.
Основные показатели магнитомягких материалов соответствуют данным табл.
4.125-4.127.
Свойства порошковых магнитомягких материалов определяют на кольцевых об-
разцах размерами: внешний диаметр 34 мм; внутренний диаметр 25 мм; высота 5 мм.
Методы испытания порошковых магнитомягких материалов и их образцы установле-
ны соответственно ГОСТ 15058-69, 12635-67, 12636-67 и 12637-67.
Механические свойства порошковых магнитомягких материалов приведены в
табл. 4.128.
Дополнительные параметры, определяющие условия эксплуатации материалов
для систем переменного тока радиочастотного диапазона, приведены в табл. 4.129.
Сравнительные данные по удельному электросопротивлению и коэрцитивной си-
ле магнитомягких материалов приведены в табл. 4.130.
Рекомендуемые области применения порошковых материалов в зависимости от их
характеристик приведены в табл. 4.131.
Таблица 4.125. Параметры порошковых магнитомягких материалов для систем постоян-
ного тока
Обозначение материала Максимальная проницае- мость, не ме- нее Индукция, Т, не менее, при Н, А/м Коэрцитивная сила, А/м2, не более р, мкОм-м, не менее
40 80 400
Ж 2000 0,01 0,03 0,10 96 0,1
ЖФ1 3000 0,02 0,04 1,10 80 0,4
ЖС4 4000 0,01 0,04 1,20 72 0,7
ЖС6,5 5000 0,02 0,06 1,20 48 1,1
Таблица 4.126. Параметры порошковых'магнитомягких материалов для систем
переменного тока промышленной частоты
Обозначение материала Амплитудная относительная проницаемость, не менее Индукция, Т, не менее, при Н, А/м Р, мкОм-м, не менее Удельные потери, Вт/кг, не более, при индукции
40 80 400 0,5 1,0
Ж 450 0,002 0,02 0,20 0,1 5,3 20,0
ЖФ1 900 0,002 0,04 0,30 0,4 3,0 18,0
ЖС4 830 0,003 0,10 0,60 0,7 3,0 13,0
ЖС6,5 1500 0,005 0,15 0,80 1,1 2,0 10,5
ЖАЛ 12 600 0,030 0,06 0,35 1,2 5,5 16,0
ЖАЛ 16 800 0,010 0,08 0,20 1,3 6,5 —
Таблица 4.127. Параметры порошковых магнитомягких материалов для систем
переменного тока радиочастотного диапазона
Обозначение мате- риала Рнач, не менее (Температурный коэффициент цнач)106, К~’, не более Коэффициенты
потерь на гистерезис, м/А частотных потерь, 1/Гц дополни- тельных потерь
МДЖА 12,1 150 6,6 3,5 0,20
МДЖБ П,2 150 1,8 1,2 0,12
МДЖС10АЛ7,5А 6,0 -100 3,6 2,0 0,40
МДЖС11АЛ7,5А 9,0 -100 9,6 3,0 0,70
МДЖС11,5АЛ7,5А 20,0 ±150 42,0 30,0 1,00
Таблица 4.128. Механические свойства магнитомягких материалов для систем
постоянного и переменного тока промышленной частоты
Материал Плотность, г/см3 Предел прочности, МН/м2, при
растяжении сжатии изгибе
Ж 7,4 280 — 180
ЖАЛ 12 6,5 60 380 160
ЖАЛ 16 6,0 40 260 100
Таблица 4.129. Дополнительные параметры
Обозначение материала Относительная влажность Допускаемые интервалы температур
МДЖА; МДЖБ МДЖС10АЛ7,5А МДЖС11АЛ7,5А МДЖС11,5АЛ7,5А 80 % при температуре 25 °C До 98 % при температуре 400 °C От-60 до+100 °C От-60 до+120 °C
Таблица 4.130. Удельное электросопротивление и коэрцитивная сила
магнитомягких материалов
Состав материала Рсред материала, мкОм м Средняя коэрцитивная сила ма- териала, А/м2
компактного порошкового компактного порошкового
Железо чистое 0,10 0,10 64 72
Железо с ~ 4 % Si 0,60 0,70 26 48
Железо с ~ 6,5 % Si 0,70 1,10 10 36
Примечание. Значения коэрцитивной силы определены при индукции 1 Т.
Таблица 4.131. Области применения магнитомягких материалов
Обозначение мате- риала Характеристика материала Область применения
Ж; ЖФ1 ЖС4; ЖС6,5 ЖАЛ12;ЖАЛ16 МДЖА; МДЖБ МДС10АЛ7,5; МДЖС11АЛ7,5; МДЖС11,5АЛ7,5 Материал с пониженной магнитной проницаемостью и с высокими значе- ниями индукции в слабых магнитных полях Материалы с повышенной магнитной проницаемостью и с наивысшими значениями индукции в слабых и средних магнитных постоянных и переменных полях промышленной частоты Материалы с высокими значениями индукции и низкими потерями в силь- ных магнитных переменных полях промышленной частоты Материалы с малыми потерями в диа- пазоне частот от 20 до 100 МГц и ста- бильностью свойств при температурах от -60 до +100 °C Материалы с наименьшими значения- ми потерь в диапазоне частот от 0,01 до 0,1 МГц и стабильностью свойств при температурах от -60 до +100 °C Сердечники реле, магнитопро- воды динамических громкого- ворителей, телефонных капсу- лей, акустических преобразо- вателей Магнитопроводы в системах переменного тока промышлен- ной частоты в трансформато- рах и дросселях аппаратуры средств связи То же Высокочастотные магнитные сердечники в аппаратуре средств связи То же
4.6.2.2. Магнитомягкие ферриты для низкой и высокой частот
Магнитомягкие ферриты - это класс магнитных материалов, представляющий со-
бой твердый раствор ферромагнитного и неферромагнитного компонентов материа-
лов. Ферриты состоят из оксидов железа (Fe2O3) и других материалов (например,
МпО, ZnO, NiO, MgO, CuO, GdO, LiO, PbO и т.д.).
Ферриты благодаря малым потерям на вихревые токи (обладают низкой электро-
проводностью) и высокой намагниченности нашли широкое применение в технике.
Больше всего ферриты используются в высокочастотной и импульсной технике, в ча-
стности в устройствах радиотехники, электроники, технике связи и вычислительной
технике. Однако магнитомягкие ферриты не нашли применения в постоянных полях
и полях промышленной частоты.
Отличие ферритов от металлических магнитных материалов состоит в том, что
они в переменных полях высокой частоты имеют более высокую магнитную индук-
цию благодаря отсутствию размагничивающего действия вихревых токов. Ферриты,
обладая большим электросопротивлением (10-1012 Ом м), позволяют значительно
увеличить рабочую частоту до высоких и сверхвысоких диапазонов при условии низ-
ких электрических потерь.
До последнего времени конкуренцию ферритам составляли магнитодиэлектрики.
В настоящее время в результате успешного повышения свойств ферритов работы по
совершенствованию магнитодиэлектриков отошли на второй план. Улучшение
свойств, повышение стабильности и снижение чувствительности ферритов к внеш-
ним воздействиям (температура, время, подмагничивание) приводят к тому, что они
почти полностью заменяют магнитодиэлектрики. Это обстоятельство привело к ши-
рокому их внедрению и поставило ферриты вне конкуренции при их функционирова-
нии на высоких частотах. Однако на выбор оптимального материала влияют не толь-
ко характеристики ферритов, но и относительная простота технологии изготовления
деталей заданной формы, а также их низкая стоимость. В связи с этим магнитодиэлек-
трики продолжают оспаривать свое существование.
Из всего многообразия магнитомягких ферритов наибольшее применение находят
марганеццинковые и никельцинковые.
Преимуществами марганеццинковых ферритов по сравнению с никельцинко-
выми являются: высокое значение относительной начальной проницаемости (до
3000 вместо 1000); низкая величина остаточной индукции; первые допускают ра-
боту на низкой частоте (до нескольких мегагерц), вторые - на высокой частоте (до
сотен мегагерц); в несколько раз меньшие потери на гистерези; более высокая маг-
нитная индукция; меньший температурный коэффициент магнитной проницаемо-
сти.
Основные преимущества никельцинковых ферритов по сравнению с марганеццин-
ковыми состоят в высокой магнитной проницаемости, низких электрических потерях.
Указанные свойства определяют область применения для марганеццинковых фер-
ритов: изготовление сердечников различных трансформаторов, дросселей, магнитных
усилителей, катушек индуктивности проводной аппаратуры, статоров и роторов высо-
кочастотных двигателей и т.п.; для никельцинковых ферритов: изготовление уст-
ройств телевизионной техники, катушек индуктивности беспроводной аппаратуры и
радиоаппаратуры, перестраиваемых контуров, фильтров, магнитного экранирования,
устройств, работающих на эффекте ядерного магнитного резонанса, и т.п.
Промышленная технология производства магнитомягких ферритов предусматри-
вает получение изделий порошковой методикой. Процесс получения ферритов состо-
ит из следующих основных стадий: 1) подготовки, дозирования и смешивания исход-
ных компонентов; 2) приготовления (обжигом) ферритизированного порошка; 3) соз-
дания формовочной массы, подбора фракционного состава, введения пластификатора;
4) формования, спекания и обжига изделий.
В зависимости от способа синтеза различают следующие методы приготовле-
ния ферритового порошка: 1) из смеси оксидов или карбонатов (оксидная техно-
логия); 2) из смеси солей выпариванием водных растворов (солевая технология);
3) из совместно осажденных соединений (гидроксидов, карбонатов, оксалатов).
Первый метод оказался наиболее простым и широко распространенным в про-
мышленности.
Свойства ферритов зависят от состава и технологии изготовления. Химические со-
ставы и условия получения ферритов приведены в табл. 4.132, 4.133.
Таблица 4.132. Химический состав и условия получения марганеццинковых ферритов
Марка феррита Содержание, мае. % Обжиг брикетов Спекание деталей
Fe2O3 МпО ZnO температура, °C время, ч температура, °C время, ч
6000НМ 53,0 26,2 20,8 1000±25 4 1360-1400 5
4000НМ 53,0 26,2 20,8 1000±25 4 1360-1380 5
ЗОООНМ 53,0 26,2 20,8 1000±25 4 1360-1360 5
2000НМ 53,8 32,4 13,8 1000±25 4 1150-1270 5
1000НМ 53,35 30,15 145 1000±25 4 1150-1270 5
Таблица 4.133. Химический состав и условия получения никельцинковых ферритов
Марка феррита Содержание, мае. % Температура спе- кания, °C
Fe2O3 ZnO NiO
2000НН 66,0 23,3 10,7 1270±10
1000НН 66,0 23,3 10,7 1190±10
600НН 66,0 23,0 12 1160±10
400НН 66,0 23,0 1'2 1140±10
250НН 63,2 26,4 10,4 1280±10
Обычно требованиями, определяющими выбор типа ферритов, являются большая
относительная магнитная проницаемость, малый тангенс угла потерь 5, высокая доб-
ротность Q, большое электрическое сопротивление р.
Однако выбор отдельных марок ферритов осуществляют на основе анализа всех
условий работы ферритов - типа устройства, уровня мощности, частотного диапазо-
на, коэффициентов потерь, климатических условий и т.п.
Все выпускаемые марки марганеццинковых и никельцинковых ферритов, со-
гласно ОСТ 11 707.015-77, подразделяются на шесть групп (табл. 4.134). Указан-
ный отраслевой стандарт распространяется на магнитомягкие марки ферритов, ко-
торые предназначены для использования в устройствах радиоэлектронной аппара-
туры и работают в слабых и сильных полях в диапазоне до 250 МГц и в импульс-
ных режимах.
В табл. 4.135-4.140 представлены электромагнитные параметры всех групп марга-
неццинковых и никельцинковых ферритов (ОСТ 11 707.015-77).
Таблица 4.134. Марки и группы магнитомягких ферритов
Номер группы Наименование группы магнитомягких ферритов Марки ферритов
низкочастотные высокочастотные
марганеццинковые никельцинковые никельцинковые
I Термостабильные для слабых магнитных полей 700НМ, 1000НМЗ, 1500НМ1, 15ООНМЗ, 2000НМ1, 2000НМЗ — 20ВН, ЗОВН, 50ВН, 100ВН, 150ВН
II Нетермостабильные для слабых магнитных полей 1000НМ, 1500НМ, 2000НМ, ЗОООНМ, 3000НМ1, 4000НМ, 6000НМ, 6000НМ1, 10000НМ 100НН, 400НН, 400НН1, 600НН, 1000НН, 2000Н
III Термостабильные для импульсных магнитных полей поонми зоонни, 300ННИ1, 35ОННИ, 450ННИ, 1000ННИ, поонни
IV С высокой индукцией, высокодобротные для сильных магнитных по- лей 2000НМС, 2000НМС1, 2500НМС1, зооонмс
V Плотные для магнитных головок 2000МТ, 5000МТ 500НТ, 500НТ1, 1000НТ1, 1000НТ, 2000НТ —
VI Специальные для конту- ров, перестраиваемых подмагничиванием, и для согласующих элементов 10ВНП, 35ВНП, 55ВНП, 60ВНП, 65ВНП, 90ВНП, 150ВНП, 200ВНП, ЗООВНП, 50ВНС, 90ВНС, 200ВНС, ЗООВНС
Примечание. Обозначение марки феррита состоит из следующих элементов: первые цифры - значение начальной или импульсной магнитной проницаемости; НМ - низкочастот- ный марганеццинковый для слабых магнитных полей; НН - низкочастотный никельцинко- вый для слабых магнитных полей; МТ - марганеццинковый плотный (твердый); НТ - ни- кельцинковый плотный (твердый); ВН - высокочастотный никельцинковый для слабых маг- нитных полей; ВНП - высокочастотный никельцинковый для перестройки частоты; ВНС - высокочастотный никельцинковый для сильных магнитных полей; НМС - низкочастотный марганеццинковый для сильных магнитных полей; НМИ - низкочастотный марганеццинко- вый для импульсных магнитных полей; ННИ - низкочастотный никельцинковый для им- пульсных магнитных полей; цифра после букв - отличие марки материала по составам.
В табл. 4.141 приведены дополнительные параметры для шести групп магнитомяг-
ких ферритов, а в табл. 4.142 - значения относительного температурного коэффици-
ента начальной магнитной проницаемости при разных температурах для шести групп
магнитомягких ферритов. В табл. 4.143 приведены дополнительные сведения о маг-
нитной проницаемости и удельных объемных магнитных потерях при различных маг-
нитных индукциях и температурах для некоторых марок ферритов.
Таблица 4.135. Основные электромагнитные параметры термостабильных ферритов
для слабых магнитных полей (I группа)
Марка феррита Начальная магнитная проницаемость цн Относительный температурный коэффициент начальной магнитной проницаемости аЦк • 106, 1/°С, в интервале температур, °C Относительный тангенс угла магнитных потерь (tg5^/pH)106, не более
при амплитудном значении напряженности переменного магнитного поля НА, А/м на частоте 250 МГц
номин. пред, откл. от -60 до +20 от -10 до +20 от +20 до +50 от +20 до +70 от +20 до +85 от +20 до +125 0,8 8
20ВН 20 ±4 От -2 до +20 - — — От -2 до +20 300 - 30
ЗОВН 30 ±5 От -35 до +20 170 30
50ВН 50 + 15 -5 От -3 до + 10 От 0 до +10 180 20
100ВН 100 ±20 От 0 до +8 От 0 до +8 - 135 18
150ВН 150 От до +4 От -4 до +4 136 12
700НМ 700 ±200 От -0,2 до +1?2 От -3 до + 1,2 От -0,2 до + 1,2 80 3
1000НМЗ 1000 ±200 От -0,2 до + 1,2 От -0,2 до +1,0 От -0,2 ДО + 1,0 5 15 0.1
1500НМ1 1500 ±300 От -0,1 до +0?8 От -0,1 до +0,6 От -0,1 до +0,8 15 45
15ООНМЗ От -0,2 до + 1,5 От -0,2 до +0,8 От -0,2 до + 1,1 5 15
2000НМ1 2000 +500 -300 От -0,1 до + 1,0 От -0,1 до +0,8 От -0,1 до + 1,0 - 15 45
2000НМЗ* От 0 до + 1,5 От 0 до + 1,0 — От 0 до + 1,0 От 0 до + 1,5" 12 35
‘Коэффициент дезаккомодации начальной магнитной проницаемости £)/. не более 3-10-6. “В интервале от 20 до 100 °C.
Таблица 4.136. Основные электромагнитные параметры нетермостабильных ферритов
для слабых магнитных полей (II группа)
Марка феррита Цн au 106, 1/°С, в Нн интервале температур, °C (tg5^/pH) • 106, не более
при НА, А/м на частоте 250 МГц
номин. пред. ОТК л. от -60 до +20 от +20 до +70 0,8 8
100НН 100 ±20 - - 125 — 7
400НН 400 + 100 -50 18 50 0,1
400НН1 ±80 12 25
600НН 600 +200 -100 22 75
1000НН 1000 ±200 50 150
1000НМ 15 45
1500НМ 1500 ±300
2000НН 2000 +400 -200 85 270
2000НМ +500 -300 15 45
ЗОООНМ 3000 ±500 35 60
4000НМ 4000 +800 -500
6000НМ 6000 +2000 -1200 — — 45 75 0,03
6000НМ1 От 0 до + 1,5 От 0 до + 1,5 10 30
10000НМ’ 10000 +5000 -2000 От 0 до +2,0 35 90 0,02
‘Коэффициент дезаккомодации начальной магнитной проницаемости 7)/.не более 210-6.
Таблица 4.137. Основные электромагнитные параметры термостабильных ферритов
для импульсных полей (III группа)
Марка феррита Ми' ЯИ*2ОПТ, А/м Дп —-, %, в интервале Ни температур, °C
номин. пред. откл. от -60 до +20 от 20 до 85
300ННИ1 300 +80 -50 64 От -4 до +8 От -8 до +4
35ОННИ 350 ±75 80 От 0 до —45 От-30 до +30
450ННИ 450 ±50 240 От 0 до -25 От 0 до +10
1000ННИ 1000 +300 -250 64 От 0 до -30 От 0 до -30
1100ННИ 1100 ±250 80 От 0 до -50 От 0 до -50
1100НМИ 1100 ±150 80 От -25 до +25 От -25 до +25
зоонни 300 ±50 80-240 От-30 до +30 От -30 до +30
= О,5...3 мкс на
Импульсная магнитная проницаемость ци при длительности импульса ти
частоте следования импульса/и = 0,5...5 кГц.
*2Оптимальная напряженность импульсного намагничивающего поля для определения
импульсной магнитной проницаемости.
Таблица 4.138. Основные электромагнитные параметры высокодобротных ферритов
с высокой индукцией для сильных магнитных полей (IV группа)
Марка феррита Удельные объемные магнитные потери Р, мкВт/(см3 Гц), не более, на частоте 0,01—0,02 МГц Магнитная индукция В, Т, не менее, при Hconst = 240 А/м и температуре, °C
при температуре, °C
+25±10 +100±3 +120±3 +100±3 +120±3
2000НМС* 4,2 — 4,6 0,22
2000НМС1* 3,2 — 3,2 — 0,24
2500НМС1** 10,5 8,7 — 0,29
ЗОООНМС* 2,5 - 2,5 - 0,25
‘При магнитной индукции 0,1 Т.
“При магнитной индукции 0,2 Т.
Таблица 4.139. Основные параметры плотных ферритов для магнитных головок
(V группа)
Марка феррита Цн Поверхностная по- ристость Пп, %, не более
номин. пред. откл.
500НТ 500 ±100 3,0
500НТ1 +200 -100 0,3
1000НТ 1000 +400 0 7,0
1000НТ1 +400 -200 0,3
2000НТ 2000 ±400 3,0
2000МТ + 1000 -500 0,3
5000МТ 5000 +2000 -500 1,0
Таблица 4.140. Основные параметры специальных ферритов, перестраиваемых
подмагничиванием и для согласующих элементов (VI группа)
(tg 5ц/цн)106, не более (X 106 , 1/°С, в
Марка феррита м н при магнитной индукции В, Т на частоте интервале температур, °C
номин. пред, откл. 0,0010 0,0075-0,0180 (значения в скобках) 0,0200 250 МГц от -60 до +20 от +20 до +125
50ВНС 90ВНС 200ВНС ЗООВНС 10ВНП 35ВНП 50 90 200 300 10 35 + 10 -5 ±10 ±20 ±30 +4 -1 +5 -8 3,3 6,3 4,4 16,5 7,7 25,0 11,3 10,0 14,0 7,0 14,5 (0,0160), 50,0 (0,0180) 6,7 7,7 12,5 33,0 8 30 8 30 3 10 3 15 6 80 - -
Продолжение табл. 4.140
Марка феррита Ри (tg 5ц/рн)-106, не более au 106, 1/°С, в Нн интервале температур, °C
при магнитной индукции В, Т на частоте 250 МГц
номин. пред, откл. 0,0010 0,0075-0,0180 (значения в скобках) 0,0200 от -60 до +20 от +20 до +125
55ВНП 55 + 10 -5 8,4 16,7 8 55 ПО
60ВНП 60 +5 -10 10,0 10,0 (0,0125) 50,0 7 — —
65ВНП 90ВНП 150ВНП 65 90 150 +5 -7 +5 -15 +15 -25 8,4 10,0 20,0 10,5 50,0 9,0 (0,0150) 20,0 (0,0150) 20,0 (0,0100) 11,0 8 7 30 3 55 80
200ВНП ЗООВНП 200 300 ±25 +50 -20 11,0 13,0 13,3 (0,0125) 50,0 (0,0075) — 20 3 — —
4.6.2.3. Магнитомягкие сверхвысокочастотные ферриты
Чрезвычайно важную роль играют специальные марки ферритов для сверхвысо-
кой частоты (СВЧ). Разработка ферритов для устройств СВЧ началась в 50-х годах
XX в., когда возникла потребность в значительном повышении частоты используе-
мых в радиотехнике волн для повышения высокой избирательности и направленно-
сти излучения и увеличения числа трансляционных каналов связи. К СВЧ области
радиотехники относят диапазон радиочастот от 3 до 30 ГГц, т.е. диапазон длин волн
от 10 до 1 см. При разработке электронных приборов иногда условно считают СВЧ
диапазон от 300 МГц до 3000 ГГц. В этой области частот в первую очередь исполь-
зуются практические возможности управления электромагнитными параметрами
ферритов.
Ферриты для СВЧ по сравнению с ферритами для обычных радиочастот имеют
следующие достоинства: увеличение числа каналов связи, простота возбуждения сиг-
нала, разнообразие способов управления, возможность реализации как частотно-зави-
симых, так и частотно-независимых путей передачи полезного сигнала.
В ферритах СВЧ используются два явления: явление ферромагнитного резонанса
(ФМР) и эффект Фарадея. На основе реализации этих явлений создано более 60 марок
поликристаллических СВЧ ферритов.
При разработке технологии получения ферритов для СВЧ необходимо было
создать материалы, изучить их кристаллическую структуру, увеличить удельное
электрическое сопротивление, уменьшить коэффициент магнитострикции и по-
стоянную магнитной анизотропии. Кроме того, необходимость разработки ферри-
тов для СВЧ потребовала повышения таких качеств материалов, как магнитные
свойства, плотность, однородность структуры, стабильность, чистота исходных
компонентов.
Оксидная технология занимает доминирующее положение при изготовлении фер-
ритов для диапазона СВЧ. Она включает в себя следующие основные стадии: исполь-
зование материалов с минимально узкими линиями гиромагнитного резонанса; подго-
Таблица 4.141. Дополнительные параметры для шести групп магнитомягких ферритов
Груп- па фер- ритов Марка феррита Критическая частота/кр, МГц, при Параметры петли гистерезиса в статическом режиме Dp1 106, не более Постоян- ная гистере- зиса ^•106 Мн при/= =0,1 МГц р, Ом м гс, °C, не менее Плот- ность, г/см3
tgS = 0,1 tgS = 0,2 Ртах ^цтах, А/м, при Ртах В, Т, при Н =800 А/м Вг, Тл Нс, А/м
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
I 20ВН 120,0 65,0 45 2000 0,20*2 0,100 1000 — 53,0 108 450 3,7-4,0
ЗОВН 200,0 110,0 90 1600 0,26*2 0,070 520 — 3,8 107 450 4,5-4,8
50ВН 70,0 40,0 170 800 0,30*2 0,200 360 — 20,2 106 450 4,5-4,8
100ВН 35,0 25,0 280 480 0,36*2 0,150 280 — 1,3 107 400 4,5-4,8
150ВН 25,0 15,0 330 520 0,35*2 0,150 240 — 3,4 106 400 4,5-4,8
700НМ 5,00 2,0 1900 128 0,38 0,050 240 50 0,5 2103 240 4,3-4,7
1000НМЗ 1,80 0,600 2000 80 0,33 0,100 28,0 45 1,4 103 200 4,3-4,7
1500НМ1 0,600 0,100 3000 32 0,35 0,100 16,0 25 2,9 5-Ю2 200 4,3-4,7
1500НМЗ 1,50 0,300 3000 48 0,38 0,080 16,0 30 1,0 2 103 200 4,3-4,7
2000НМ1 0,500 0,050 3500 32 0,38 0,120 16,0- 20 2,1 5-102 200 4,3-4,7
2000НМЗ 0,500 0,050 3500 48 0,36 0,120 25,0 10 1,6 50 200 4,3-4,7
II 100НН 30,0 15,0 850 120 0,44 0,290 56,0 — 1О'и 300 4,7-5,0
400НН 3,50 1,50 1100 64 0,25 0,120 64,0 — 10,0 106 120 4,7-4,9
400НН1 6,00 3,90 1400 100 0,28 0,160 48,0 — 3,8 105 300 4,7-4,9
600НН 1,500 0,700 1600 56 0,31 0,140 32,0 — 11,7 106 ПО 4,8-5,0
1000НН 0,400 — 3000 32 0,27 0,150 20,0 — 14,0 106 ПО 4,8-5,1
2000НН 0,100 — 7000 12 0,25 0,120 8,0 — 14,0 103 70 4,8-5,1
1000НМ 0,600 0,200 1800 40 0,35 0,110 28,0 — 4,7 50 200 4,4-4,6
1500НМ 0,600 0,100 2500 — 0,35 0,110 24,0 — 2,9 50 200 4,4-4,6
2000НМ 0,500 0,050 3500 20 0,38 0,130 24,0 — 2,1 50 200 4,4-4,6
зооонм 0,100 0,002 3500 20 0,35 0,120 12,0 — 1,6 50 140 4,6-4,8
3000НМ1 — — 6500 20 0,37 0,160 12,0 — — 50 135 4,5-4,7
4000НМ 0,100 0,005 7000 16 0,35 0,130 8,0 — 0,9 50 125 4,5-4,7
6000НМ 0,005 — 10000 12 0,35 0,110 8,0 —. 0,5 10 ПО 4,6-4,8
6000НМ1 0,100 0,030 10000 20 0,35 0,080 4,0 — 0,4 102 125 4,6-4,8
10000НМ 0,050 0,020 17000 8 0,35 0,110 4,0 — 0,5 1 ПО 4,9-5,0
Металлические порошки и порошковые материалы
Продолжение табл. 4.141
1 • 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
111 ЗООНИИ 2,00 — 300 240 0,30 0,23 160,0 — 23 10J 240 4,7-4,9
300ННИ1 2,00 — 400 160 0,22 0,06 96,0 — 33 106 160 4,7-4,9
350ННИ 2,50 — 1000 80 0,26 0,120 48,0 — 38 109 180 4,7-4,9
450ННИ 1,00 — 2100 56 0,37 0,160 40,0 — 31 105 230 4,7-4,9
юоонни 0,500 — 3000 32 0,30 0,090 16,0 — 7,6 106 120 4,1—4,9
поонни 0,400 — 3000 32 0,27 0,080 20,0 — 5,0 103 ПО 4,7-4,9
поонми 0,300 — 3000 32 0,40 0,150 24,0 — 3,8 10 180 4,7-4,9
IV 2000НМС 0,330 0,080 4500 40 0,42 0,150 22,0 — 4,5 10z 200 4,6-4,9
2000НМС1 0,340 0,090 4600 35 0,44 0,130 18,0 — 4,0 102 200 4,7-4,9
2500НМС1 0,400 0,160 4800 40 0,45 0,100 16,0 — 3,1 ю2 200 4,7-4,9
зооонмс 0,360 0,100 4800 32 0,45 0,100 12,0 — 3,8 ю2 200 4,7-4,9
V 500НТ 0,500 — — • — 0,35 0,200 32,0 — 10э 150 5,8
500НТ1 2,00 — — — 0,35 0,210 48,0 — — ю5 150 5,8
1000НТ 0,200 — — — 0,32 0,140 16,0 — — ю4 140 5,8
1000НТ1 0,800 — — — 0,32 0,150 32,0 — — ю5 140 5,8
2000НТ 0,100 — — — 0,27 0,120 8,0 — — 103 90 5,8
2000МТ 0,200 — — — 0,35 0,150 5,0 — — ю2 ПО 5,1
5000МТ — — — — 0,35 0,150 5,0 — — 10 ПО 5,1
VI 50ВНС 80,0 70,0 170 800 0,17 0,020 4,8 — — 10° 480 4,7—4,9
90ВНС 40,0 30,0 340 640 0,28 0,080 152 — — 106 400 4,7-4,9
200ВНС 11,0 5,0 650 280 0,31 0,080 64,0 — — 106 350 4,7-4,9
ЗООВНС 8,0 4,00 850 220 0,32 0,130 80,0 — — 106 250 4,7—4,9
ювнп 250,0 200,0 40*2 3700 0,14*2 0,800 1600 — — ю9 500 4,8-5,1
35ВНП 160,0 — 200 800 0,20 0,120 380 — — ю8 400 4,7-4,9
55ВНП 55,0 35,0 320 440 0,35*2 0,150 410 — — ю9 400 4,7-4,9
60ВНП 55,0 35,0 360 480 0,42*2 0,250 320 — — ю10 350 4,6-5,1
65ВНП 53,0 33,0 350 430 О,36’2 0,160 400 — — ю9 350 4,7-4,9
90ВНП 50,0 33,0 650 240 0,32 0,250 208 — — ю8 350 4,6-4,9
150ВНП 30,0 15,0 1900 100 0,34 0,240 60,0 — — ю8 220 4,8-5,1
200ВНП 15,0 10,0 850 80 0,40*2 0,250 80,0 — — ю8 240 4,8-5,1
ЗООВНП 6,00 3,00 800 160 0,29*2 0,180. 96,0 - - ю8 120 4,6-4,9
*1 Коэффициент дезаккомодации начальной магнитной проницаемости.
*2При Ятах = 4000 А/м.
Раздел 4. Порошковые материалы
Таблица 4.142. Значения относительного температурного коэффициента начальной магнитной проницаемости в интервале температур
от -70 до +155 °C
Группа фер- ритов Марка феррита аЦн • 106, 1/°С, в интервале температур, °C
от -70 до +20 от -60 до +20 от -40 до +20 от -20 до +20 от-10 до +20 от +20 до +50 от +20 до +70 от +20 до +85 от +20 до + 100 от +20 до + 125 от +20 до +155
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
I 20ВН ЗОВН 50ВН 100ВН 150ВН 700НМ 1000НМЗ 1500НМ1 1500НМЗ 2000НМ1 2000НМЗ от -2 до +20 от -40 до 0 от -5 до +7 от -0,2 до + 1,2 от -0,2 до + 1,3 от +0,2 до +3,4 от +0,2 до +1,6 от +0,2 до +3,4 от 0 до +2,0 от -2 до +20 от -85 до 0 от -3 до +10 от +15 до +40 от +15 до +40 от-0,2 до +1,2 от -0,2 до +1,2 от +0,2 до +2,8 от -0,2 до +1,5 от +0,2 до +2,8 от 0 до + 1,5 от -2 до +20 от -120 доО от -3 до +10 от +15 до +30 от +15 до +30 от -0,2 до + 1,2 от -0,2 до +1,0 от +0,1 до+1,7 от -0,2 до +0,9 от +0,1 до +2,0 от 0 до + 1,4 от -2 до +20 от -100 доО от -3 до +10 от +10 до + 15 от +10 до +20 от -0,2 до + 1,2 от -0,2 до + 1,0 от 0 до + 1,1 от -0,2 до +0,7 от 0 до + 1,2 от 0 до + 1,2 от -2 до +20 от -100 до 0 от -3 до +10 от 0 до +8 от -4 до +4 от -0,2 до + 1,2 от -0,2 до + 1,0 от -0,1 до +0,8 от -0,2 до +0,7 от-0,1 до + 1,2 от 0 до + 1,0 от -2 до +20 от -35 до +35 от 0 до +10 от 0 до +8 от -4 до +4 от -0,2 до + 1,2 от -0,2 до + 1,0 от -0,1 до +0,6 от -0,2 до +0,7 от -0,1 до + 1,0 от 0 до +0,8 от -2 до +20 от -35 до +35 от 0 до +10 от 0 до +8 от —4 до +4 от -0,2 до + 1,2 от -0,2 до +1,0 от -0,1 до +0,8 от -0,2 до +0,7 от -0,1 до +0,8 от 0 до + 1,0 от -2 до +20 от -35 до +35 от 0 до +10 от 0 до +8 от -4 до +4 от -0,2 до + 1,2 от -0,2 до + 1,0 от-0,1 до +1,1 от -0,2 до +0,8 от -0,1 до +1,0 от 0 до +1,2 от -2 до +20 от -35 до +35 от 0 до + 10 от 0 до +8 от -4 до +4 от -0,2 до + 1,2 от -0,2 до +1,0 от -0,1 до + 1,4 от -0,2 до +0,9 от-0,1 до +1,6 от 0 до + 1,5 от -2 до +20 от -35 до +35 от 0 до + 10 от 0 до +8 от -4 до +4 от -0,2 до +1,2 от -0,2 до + 1,0 от -0,1 до +2,0 от -0,2 до +1,1 от -0,1 до +2,0 от 0 до +1,8 от -2 до +20 от 0 до +10 от 0 до +8 от -4 до +4 от -0,2 до + 1,2 от -0,2 до +1,2 от 0 до +3,0 от -0,2 до +1,5 от 0 до +3,0 от 0 до +2,5
II 100НН 400НН 400НН1 600НН 1000НН 2000НН от +30 до +90 от +5 до + 15 от +6 до + 15 от +2,5 до +7.5 от +2 до +6 от +30 до +90 от +5 до +15 от +25 до +30 от +6 до +15 от +2,5 до +7,5 от +2 до +6 от +30 до +90 от +5 до + 15 от +25 до +30 от +6 до + 15 от +2,5 до +7,5 от +2 до +6 от +25 до +90 от +5 до + 15 от +35 до +45 от +6 до + 15 от +2,5 до +7,5 от +2 до +6 от +15 до +50 от +5 до +15 от +25 до +35 от +6 до +15 от +2,5 до +7,5 от +2 до +6 от +5 до +45 от +5 до +15 от -15 до -25 ОТ +6 до +15 от +2,5 до +7,5 от +2 до +6 от +5 до +45 от +5 до + 15 от -10 до -15 от +6 до + 15 от +2,5 до +7,5 от +5 до +45 от +5 до + 15 от -10 до -15 от +6 до + 15 от +2,5 до +7,5 от +5 до +45 от +5 до + 15 от -8 до -10 от +6 до + 15 от -16 до -8 от -4 до
Металлические порошки и порошковые материалы
Продолжение табл. 4.141
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
1000НМ от +2,5 до +4,5 от +2,5 до +4,5 от +2,5 до +4,5 от +2,5 до+5,0 от +2,5 до +5,5 от +1,0 до +9,0 от -0,5 до +8,5 от-1,0 до +7,5 от-1,0 до +6,5 от -0,5 до +5,0 от -0,5 до +4,0
1500НМ от +1,5 до +3,5 от +1,5 до+3,7 от +1,5 до +4,2 от +1,0 до +4,5 от +0,7 до +4,7 от-1,0 до +8,0 от-1,1 до +7,0 от-1,0 до +6,0 от -0,8 до +5,0 от -0,6 до +4,5 от -0,4 до +4,2
2000НМ от 0 до +3,5 от 0 до +3,5 от -0,2 до +4,0 от -4,0 до +4,0 от -5,0 до +4,0 от -2,5 до +5,0 от -0,2 до +4,5 от-1,5 до +4,2 от-1,5 до +4,0 от-1,0 до +3,5 от-0,5 до +3,0
ЗОООНМ от +2,0 до +3,0 от +2,0 до +3,0 от +2,5 до +3,0 от +2,5 до +3,0 от +25 до +3,0 от +1,5 ДО +2,5 от +1,0 до +2,0 от +1,0 до +2,0 от +1,0 до +2,0 от +1,0 до +2,0 —
3000НМ1 — от 0 до -3,0 — — — — от +1,5 до +3,0 — от +3,0 до +4,5 — —
4000НМ от +1,5 до +2,5 от +1,5 до +2,5 от +1,5 до +2,5 от +1,5 до +2,5 от +2,0 до +3,0 от +1,0 до +2,0 от +0,5 до+1,5 от +0,5 до+1,5 от +0,5 до+1,5 от +0,5 до+1,5 —
6000НМ от +0,8 до+1,5 от +0,6 до+1,5 от 0 до +1,5 от -0,2 до +1,5 от -0,3 до +1,5 от 0 до + 1,5 от +0,2 до+1,5 от +0,3 до+1,5 от +0,5 до+1,5 — —
6000НМ1 — от +0,5 до+ 1,5 от +0,5 до+1,5 от+1,0 до+1,5 от +1,0 до+1,5 от +0,5 до+1,5 от +0,5 до+1,5 от +0,5 до+1,5 от +0,5 до+1,5 — —
10000НМ — от +0,5 до +2,0 от +0,5 до+1,5 от +0,5 до +2,0 от +0,5 до+1,5 от +0,2 до+1,5 от +0,2 до+1,5 от +0,2 до+1,5 от +0,2 до+1,5 — —
III ЗООННИ1 — от -2,0 до +1,0 от-3,0 до + 1,0 — — от -6,0 до +1,0 — — от -2,0 до +1,0 - — —
350ННИ — от +8,0 до +24,0 от +7,0 до +24,0 — — от +4,0 до+17,0 — — от +4,0 до+15,0 — —
450ННИ — от +8,0 до+14,0 от +7,0 до+14,0 — — от +4,0 до+17,0 — — от +6,0 до +18,0 — —
1000ННИ — от +4,0 до +9,0 от +4,0 до +9,0 — — от +3,0 до +9,0 — — от +2,0 до +6,0 — —
поонни — от +3,0 до +6,0 от +3,0 до +6,0 — — от +3,0 до +5,0 — — от +2,0 до +4,0 — —
поонми — от +1,0 до +3,0 от +1,0 до +3,0 — — от -0,2 до +1,0 — — от +1,0 до +3,0 — —
IV 2500НМС1 — от +2,0 до+3,6 — — от +3,5 до +5,0 от +2,0 до+7,5 — — — — от +1,6 до +7,5
зооонмс — от +3,5 до +5,0 — — от +3,0 до +6,0 от +2,0 до +7,0 — — — от +2,0 до +7,0
5ОВНС — от +50 до +80 от +50 до +70 от +30 до +60 от +30 до +60 от +30 до +60 от +30 до +60 от +30 до +60 от +30 до +60 от +20 до +50 от +20 до +40
90ВНС — от +20 до +50 от +20 до +40 от +10 до +20 от +5 до +10 от +5 до +10 от +5 до + 10 от +5 до +10 от +5 до +10 от +5 до +10 от +5 до +10
200ВНС — от +20 до +50 от +20 до +50 от +20 до +50 от +20 до +50 от -15 до -20 от -10 до -20 от -10 до -20 от -5 до -15 от -5 до -10 от -5 до -10
Раздел 4. Порошковые материалы 439
Продолжение табл. 4.142
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 И 12 13
зоовнс — от +20 до от +20 до от +20 до от +20 до от -10 до от -10 до от -10 до от -5 до от -5 до от -5 до
+50 +50 +50 +50 -25 -20 -15 -15 -10 -10
V 10ВНП — от +390 от +360 от +90 до от +90 до от +90 до от +90 до от +90 до от +90 до от +90 до от +90 до
до +750 до +700 +600 +600 +150 +150 +170 +200 +200 +200
35ВНП — от +20 до от +20 до от +20 до от +20 до от +20 до от +20 до от +20 до от +25 до от +30 до от +20 до
+30 +30 +30 +40 +40 +40 +40 +40 +45 +45
55ВНП от +25 до от +25 до от +25 до от +25 до от +55 до от +55 до от +55 до от +55 до — —
+55 +55 +55 +55 +110 +110 +110 + 110
60ВНП — от +60 до от +60 до от +20 до от +20 до от +30 до от +30 до от +30 до от +25 до от +25 до от +25 до
+130 +130 +130 +130 +60 +60 +60 +60 +80 +100
VI 65ВНП — от +30 до от +30 до от +30 до от +30 до — от +45 до от +45 до от +45 до от +45 до —
+55 +55 +55 +55 +80 +80 +80 +80
90ВНП — от +30 до от +30 до от +30 до от +40 до от +50 до от +50 до от +50 до от +60 до от +70 до от +80 до
+60 +60 +60 +60 +70 +80 +90 + 110 +130 +170
150ВНП — от +40 до — — — — от +40 до — — от +50 до —•
+80 +80 +100
200ВНП — от +20 до от +20 до от +20 до от +20 до от +20 до от +20 до от +20 до от +20 до — —
+55 +55 +55 +55 +55 +35 +35 +40
ЗООВНП — от +10 до от +10 до от +10 до от +10 до от +10 до от +5 до от +5 до от +5 до — —
+30 +30 +30 +30 +30 +20 +20 +20
Таблица 4.143. Значения магнитной проницаемости и удельных объемных магнитных потерь при различных магнитных индукциях и
температурах для некоторых марок ферритов
Марка феррита Магнитная проницаемость ц на частоте 0,016 МГц Удельные объемные потери Р, мкВт/(см3 Гц), на частоте 0,016 МГц
при магнитной индукции В, Т
0,10 0,15 0,20 0,10 0,15 0,20
при температуре, °C
20 120 20 120 20 120 20 120 20 120 20 120
2000НМС 2000НМС1 2500НМС1 ЗОООНМС ‘Знамени 3200 3500 3500 4000 я параметре 4300 3600 3500* 4000 >в приведег 3500 4000 3500 4000 1ы при темг 4100 4700 3500* 4000 еературе 10 3700 4500 3500 4000 0°С. 3800 4100 3000* 3500 3,5 2,5 2,5 1 " 1,7* 2,3 1 2,5 6,8 5,5 5,7 4,0* 5,5 | 6,0 11,0 8,6 9,5 I 7,0* 8,5 1 9,0
Металлические порошки и порошковые материалы
товка исходного сырья высокой чистоты, особый контроль в нем примесей и включе-
ний; тщательное измельчение и перемешивание, доведение частиц до высокой дис-
персности; предварительный обжиг, дробление и последующий помол; приготовление
пресс-порошка, прессование, спекание и окончательный обжиг.
Различают следующие типы структур ферритов: ферриты-шпинели, ферриты-гра-
наты, гексаферриты, ортоферриты, однако наибольшее распространение в технике
СВЧ получили ферриты-шпинели и ферриты-гранаты (ОСТ 11 707.004-76).
Ферриты-шпинели (феррошпинели) - это группа ферритов с кристаллической
структурой шпинели, которые могут быть представлены в виде следующей химиче-
ской формулы: Fe^o 5п ^4 или A/eFe2O4, где Меп+ - катионы с валентностью
п = 1,2, например Fe2+, Li1+, Со2+, Gd2+, Mg2+, Mn2+, Cu2+, Ni2+, Zn2+.
В кубической гранецентрированной ячейке феррошпинели содержится 32 аниона
кислорода О2- (обозначаемых 32с) в 64 тетраэдрических и 32 октаэдрических положе-
ниях - пустотах. Эти пустоты частично заполняются катионами Меп+ и Fe3+, которые
затем располагаются в 8 тетраэдрических (обозначаемых 8а) и 16 октаэдрических
(обозначаемых 16d) пустотах.
Структурная формула феррошпинели может быть записана следующим образом:
Мех Fel-x VMe\-x Fel+xl°4’
где в квадратных скобках представлены катионы, находящиеся в 166-узлах (окта-
эдрические пустоты), а катионы, находящиеся в 8а-узлах (тетраэдрические пусто-
ты), обозначены без скобок. Индекс 1-х представляет собой меру обращенной
феррошпинели.
Ферриты-гранаты (феррогранаты) - это группа ферритов с кристаллической
структурой граната, которые могут быть представлены в виде следующей химической
формулы:
(Me*2+O2’)OT/2(Fe2+O3’)„ или Me3Fe5O12 (т = 6, п = 5, к = 3),
где Me - катион редкоземельного элемента, например Y3+, Sm3+, Eu3+, Gd3+, Tb3+,
Dy3+, Na3+, Er3+ и др.
В кубической объемноцентрированной ячейке феррограната содержится 96 анио-
нов кислорода О2 в 64 тетраэдрических, октаэдрических и додекаэдрических положе-
ниях - пустотах. В этих пустотах расположены 40 ионов железа Fe2+, из которых 24
иона занимают 24 тетраэдрические пустоты (обозначаемых 24а), 16 ионов занимают
16 октаэдрических пустот (обозначаемых 24а), 16 ионов занимают 16 октаэдрических
пустот (обозначаемых 16d). Всего содержится 24 иона редкоземельных элементов в 24
додекаэдрических пустотах (обозначаемых 24с).
Структурная формула феррогранатов может быть записана следующим образом:
{A/e3+}[Fe2+](Fe3+)O22,
где в фигурных скобках представлены катионы А/е3+, находящиеся в 24с-узлах
(додекаэдрические пустоты), в квадратных - катионы Fe3+, находящиеся в 16d-y3-
лах (октаэдрические пустоты), в круглых - катионы Fe3+, находящиеся в 24а-узлах
(тетраэдрические пустоты).
В зависимости от химического состава группа феррошпинелей содержит три ряда
ферритов - никелевый, магниевый и литиевый. Группа феррогранатов содержит четы-
ре ряда ферритов: иттрийалюминиевый, иттрийгадолиниевый, иттрийгадолинийин-
диевый и иттрийкальцийгерманиевый.
В каждом конкретном случае выбирают отдельные марки ферритов на основе ана-
лиза всех условий работы феррита.
Феррошпинели по сравнению с феррогранатами имеют следующие преимущества:
1) максимальная температура Кюри для феррошпинелей равна 550 °C для состава
системы NiZn (марка 1СЧ2Б), а для феррогранатов 280 °C, например для состава сис-
темы YGd (марка 30СЧ6);
2) максимальная действительная составляющая относительной диэлектрической
проницаемости для феррошпинели равна 16 для состава системы LiTiZn (марка
ЗСЧ18), а для феррогранатов - 15,5, например для состава системы YA1 (40СЧ4).
Феррогранаты по сравнению с феррошпинелями имеют следующие преимущества:
1) ширина кривой ферримагнитного резонанса для феррогранатов лежит в преде-
лах 0,76 4,4, а для феррошпинелей - в пределах 13,5-80 кА/м;
2) намагниченность насыщения для феррогранатов находится в интервале
16,8-150, а для феррошпинелей - в интервале 56-383 кА/м;
3) удельное электрическое сопротивление для феррогранатов составляет
101 °-1014, а для феррошпинелей 103—107 Ом-см;
4) коэрцитивная сила для феррогранатов обычно равна 0,048-0,16, а для ферро-
шпинелей 0,07-0,64 кА/м;
5) кажущаяся плотность для феррогранатов лежит в пределах 4,76-5,79, а для фер-
рошпинелей - в пределах 2,45-5,23 г/см3;
6) тангенс угла диэлектрических потерь для феррогранатов находится в интервале
210-4-810-3, а для феррошпинелей 2,5-10“4-2,5-10“3;
7) максимальная относительная начальная магнитная проницаемость для ферро-
гранатов равна 100, а для феррошпинелей 80.
Указанные характерные особенности определяют область применения для ферро-
шпинелей: сердечники катушек индуктивности, трансформаторов, магнитострикци-
онные преобразователи, элементы магнитной памяти, гиромагнитные и магнитоопти-
ческие материалы; для феррогранатов; модуляторы, циркуляторы, линии задержки,
управляемые разветвители, фильтры, вентили, фазовращатели, устройства памяти и
логики, параметрические усилители, ограничители мощности.
Перечень нормативных документов на свойства магнитомягких ферритов и мето-
ды их испытаний приведен ниже:
ГОСТ 22187-76 «Ферриты. Марки. Основные параметры»;
ОСТ 11 707.021-80. «Изделия из ферритов и магнитодиэлектриков. Классифика-
ция и система обозначений»;
ГОСТ 12635-67 «Материалы магнитомягкие высокочастотные. Методы испыта-
ний в диапазоне частот от 10 кГц до 1 МГц»;
ГОСТ 12636-67 «Материалы магнитомягкие высокочастотные. Методы испыта-
ний в диапазоне частот от 1 до 200 МГц»;
ГОСТ 12637-67 «Материалы магнитомягкие высокочастотные. Методы испыта-
ний в диапазоне частот от 200 до 2000 МГц».
ГОСТ 18614-79 «Сердечники Ш-образные из ферритов. Конструкции и размеры»;
ГОСТ 16541-76 «Сердечники кольцевые из магнитомягких ферритов. Ряды номи-
нальных размеров»;
ГОСТ 19197—73 «Сердечники броневые из ферритов. Конструкции и размеры»;
ОСТ 11 707.014-76 «Магнитострикционные ферриты. Марки, основные параметры»;
ОСТ 11 480.002-75 «Приборы ферритовые СВЧ. Вентили, циркуляторы, переклю-
чатели, фазовращатели»;
ТУ ПЯО 707.704-89 «Сердечники ферритовые для антенн радиовещательных при-
емников»;
ОСТ 11 707.008-74 «Сердечники из магнитомягких ферритов».
В табл. 4.144 приведены марки и основные параметры ферритов со структурой
шпинели и граната, в табл. 4.145 - дополнительные характеристики сверхвысоко-
частотных ферритов.
Таблица 4.144. Марки и основные параметры ферритов со структурой шпинели и граната (ОСТ 11 707.004-76)
Марка феррита Система состава Намагниченность насыщения Ms, кА/м (Гс) Ширина кривой ферромагнитного резонанса ДА/, кА/м (Э) Эффективный коэффициент Ланде £эф Действительная составляющая относительной диэлектрической проницаемости Е'г Тангенс угла ди- элект- риче- ских потерь tg§6' Кажущаяся плот- ность ркаж, г/см3
на частоте ГГц
9,5 30 9,5 10,0 пред, откл.
НОМИН. пред. откл. НОМИН. пред, откл. НОМИН. пред, откл. НОМИН. пред, откл. НОМИН. пред. откл. не бо- лее НОМИН.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
СЧ1 1СЧ2Б 1СЧ4 2СЧ1 2СЧ7 ЗСЧ2* ЗСЧ7 ЗСЧ8 ЗСЧ15 ЗСЧ17 ЗСЧ18 4СЧ1’ NiZn NiZn NiZn MgMn NiZnCu MgMn Mg NiZn MgMn MgMn LiTiZn MgMnAl 382,0 (4800) 228,0 (2850) 378,0 (4750) 151,0 (1900) 280,0 (3500) 89,5 (1120) 135,0 (1700) 358,0 (4500) 167,0 (2100) 127,0 (1600) 149,6 (1870) 66,5 (830) ±38,2 (±480) ±13,6 (±170) ±23,0 (±290) ±15,1 (±190) ±17,0 (±210) ±12 (±150) ±13,5 (±170) ±35,8 (±450) ±16,7 (±210) ±12,7 (±160) ±13,6 (±170) ±8,0 (±85) 20,0 (250) 13,5 (170) 50,0 (630) 24,0 (300) 80,0 (1000) 26,4 (330) 36,0 450) 25,6 (320) 45,4 (570) 27,2 (340) 68,8 (890) Фе; ±4,0 (±50) ±3,4 (±4,2) ±10,0 (±125) ±4,8 (±60) ±16 (±200) ±5,2 (±65) ±7,2 (±90) ±5,2 (±65) ±9,1 (±П5) ±13,7 (±170) эриты со структур юй шпине. 2,20 2,14 2,15 2,21 2,37 2,06 2,10 2,04 пи ±0,10 ±0,12 ±0,11 ±0,11 ±0,13 ±0,10 ±0,10 ±0,1 13,7 13,2 11,8 13,2 12,3 12,0 13,0 12,5 16,0 ±0,80 ±0,80 ±1,10 ±1,00 ±1,20 ±1,2 ±1,30 ±1,20 ±160 5,0-10"* 4,0-10"* 4,0-10"* 6,0-10"* 6,0-10"* 2,5-10"* 8,0-10"* 2,5-10"* 8,0-10"* 5,0 5,23 5,15 4,05 5,17 2,8 4,22 4,94 4,54 4,13 4,30 2,45 ±0,15 ±0,10 +0,1 -0,08 ±0,12 ±0,10 ±0,14 ±0,08 ±0,15 ±0,11 ±0,12 ±0,13 ±0,1
Раздел 4. Порошковые материалы
Продолжение табл. 4.144
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
4СЧ2* MgMnCr 66,9 ±8,0 66,4 ±13,2 — — — — — — — 2,50 ±0,12
(820) (±100) (830) (±170)
6СЧ1 MgMnAl 115,0 ±11,5 — — 10,3 ±2,1 — — 12,0 ±1,20 4,0-1 O'4 4,20 ±0,13
(1450) (±140) (130) (±25)
8СЧ5Б MgAI 82,0 ±8,0 28,7 ±5,6 — — 1,98 ±0,09 10,5 ±1,05 2,5-1 O'4 3,80 ±0,12
(1050) (±110) (360) (±70)
8СЧ7 LiCrTi 67,5 ±6,8 — — 36,7 ±7,3 — — 12,7 ±1,30 8,0-1 O'4 3,83 ±0,11
(845) (±85) (460) (±90)
10СЧ8 MgCr 55,6 ±5,56 — — 14,4 ±3,0 — — 9,5 ±0,90 2,5-1 O’3 3,72 ±0,08
(695) (±70) (185) (±37)
10СЧ12 NiCr 87,5 ±8,8 — — 18,0 ±3,6 — — 10,0 ±1,00 8,0-1 O'4 4,60 ±0,15
(1100) (±110) (225) (±45)
10СЧ15 MgCr 62,4 ±6,4 — — 16,7 ±3,2 — — 10,0 ±1,00 4,0-1 O'4 3,86 ±0,08
(780) (±80) (210) (±40)
ЗОСЧ* MgCr 56,0 ±5,6 — — <24 — — — 8.5*’ ±0,90 2,0-1 O’3 3,70 ±0,12
(700) (±70) (< 300)
40СЧ MgCr 70,0 ±7,0 — — 7,2 (90) ±1,6 — 10,2" ±1,00 2,0-10~3" 4,30 ±0,13
(880) (±90) (±20)
Ферриты co структурой граната
6СЧ20 YGdAl 75,2 ±7,2 — — 7,2 ±1,2 — — 15,1 ±0,7 2,0-1 O'4 5,52 ±0,05
(940) -8,0 (±15)
(+90 -100) (90)
9СЧ YGa 152,0 ±8,0 0,76 ±0,44 — — — — 15,0 ±0,8 2,0-1 O'4 5,053 ±0,017
(1900) (±100) (9,5) (±5,5)
10СЧ6* Y 140 ±14,0 — <48 — — — 14,8" ±1,50 8,0-10-3 5,02 +0,15
(1750) (±170) (<60) -0,05
10СЧ6Б Y 142,4 ±7,2 <4,4 2,4 (30) +0,8 — — 15,1 ±0,70 2,0-1 O'4 5,12 ±0,05
(1780) (±90) (<55) -1,2
(+10
-15)
20СЧ7 YGdAlZn 104,0 ±7,2 2,8 (35) ±0,8 2,4 (30) ±0,8 — — 15,1 ±0,70 2,0-1 O'4 5,54 ±0,04
(1300) (±90) (±Ю) (±10)
ЗОСЧЗ’ YAI 96,0 ±9,6 — — <5,6 — — — 14,6 ±1,50 6,0-1 O’3 5,01 +0,12
(1200) (±120) (< 70) -0,05
ЗОСЧЗБ YAI 97,6 +6,4 <3,84 — 4,0 (50) ±0,8 — — 14,6 ±0,70 2,0-1 O'4 5,08 ±0,05
(1200) -7,2 (<48) (±10)
+80
-90
444 Металлические порошки и порошковые материалы
Продолжение табл. 4.144
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
30СЧ6 YGd 103,0 (1290) ±6,2 (±80) - - £7,2 (£90) ±0,8 (±10) - - 15,0 ±0,75 2,0-Ю-4 5,40 +0,05 -0,06
30СЧ9* YAI 80,0 (1000) ±8,0 (±100) — — £4,8 (£60) — — 14,5 ±1,40 5,0-10’3" 4,98 +0,13 -0,05
30СЧ9Б YAI 82,4 (1030) ±5,6 (±70) <3,2 (£40) — 3,2 (40) ±0,8 (±10) — — 14,5 ±0,80 2,0-Ю-4 5,06 +0,05 -0,04
40СЧ2* YAI 62,5 (780) ±6,3 (±80) — — £4,8 (£ 60) — — 14,4 ±1,40 5,0-10’3 4,97 +0,12 -0,07
40СЧ2Б YGd 62,4 (780) ±4,4 (±55) <3,6 (£45) — 3,2 (40) ±0,8 (±10) — — 14,2 ±0,70 2,0-Ю-4 5,04 +0,05 -0,04
40СЧ4* YAI 72,0 (900) ±7,2 (±90) — — £ 12,8 (£16) — — 15,5 ±1,50 3,0-10’3 5,60 +0,16 -0,06
40СЧ5* YAI 52,0 (650) ±5,2 (±65) — — £4,8 (£60) — — — 14,5 ±1,40 4,0-10’3 4,96 +0,11 -0,05
40СЧ5Б YAI 52,0 (650) ±5,2 (±65) <3,2 (£40) — 3,2 (40) ±0,8 (±10) — — 14,2 ±0,70 2,0-Ю-4 5,01 ±0,06
50СЧ1 YGdAIZn 50,4 (630) ±5,2 (±65) <4,4 (£55) — 2,1 (26) ±0,8 (±10) — — 14,6 ±0,80 2,0-10^ 5,79 ±0,06
50СЧЗ YCaVAl 45,6 (570) ±2,8 (±35) <7,2 (£90) — 5,5 (70) ±1,2 (±15) — — 14,0 ±0,70 3,0-10^ 4,76 +0,07 -0,06
60СЧ* YAI 37,6 (470) ±4,0 (±50) . — — £4,8 (£60) — — 14,0 ±1,40 4,0-10’3 4,92 +0,13 -0,08
60СЧБ YAI 38,4 (480) ±4,0 (±50) 2,4 (30) ±0,8 (±10) £2,4 (£30) — — — 14,0 ±0,70 2,0-10^ 4,99 +0,06 -0,07
70СЧ YAI 32 (400) ±2,0 (±25) <3,2 (£40) — 2,08 (26) ±0,48 (±6) — — 13,9 ±0,70 2,0-10^ 4,99 +0,05 -0,04
80СЧ’ YAI 28,0 (350) ±2,8 (±35) — — £4,8 (£60) — — 13,5 ±1,30 4,0-1 O’3 4,91 +0,11 -0,10
80СЧБ YAI 25,6 (320) ±2,4 (±30) £3,2 (£40) — 2,4 (30) ±0,8 (±10) — — 13,8 ±0,70 2,0-Ю-4 4,94 +0,08 -0,09
90СЧБ YAI 16,8 (21) ±1,6 (±20) — 2,5 (25) ±0,8 (±10) — 13,7 ±0,70 2,0-Ю-4 4,90 +0,10 -0,05
’Применять по согласованию с разработчиком.
“Указанные параметры приведены на частоте 3 ГГц.
Пример условного обозначения феррита марки 80СЧБ: феррит 80СЧБ ОСТ 11 707.004-76.
Раздел 4. Порошковые материалы
Таблица 4.145. Дополнительные параметры сверхвысокочастотных ферритов
Марка феррита 7с, °C Нс, кА/м (Э) вг, МТ (Гс) Ширина линии спиновых волн ДЯК, кА/м (Э), на часто- те 9,4 ГГц, не мене aMs ’ %/°С, в интер- вале температур, °C
от +20 до -60 от 20 до 85
Ферриты со структурой шпинели
СЧ1 270 — — — — — 0,25
1СЧ2Б 550 0,24 (30) > 120 — 0,64 (8,0) 0,05 0,091
(> 1200)
1СЧ4 400 0,19(2,4) 315±35 80 0,32 (4,0) 0,17 0,17
(3150-350)
2СЧ1 300 0,32 (4,0) — 20 0,6 (7,5) 0,21 0,2
2СЧ7 540 <0,44 234±24 — 0,56 (7,0) 0,07 0,07
5,5) (2340±240)
ЗСЧ2 300 0,56 (7,0) — 10 — — 0,20
ЗСЧ7 260 0,20 (2,5) — 20 0,6 (7,5) — 0,30
ЗСЧ8 360 0,32 (4,0) — 50 — 0,2 0,21
ЗСЧ15 360 0,16(2,0) — 15 0,72 (9,0) 0,15 0,20
ЗСЧ17 350 0,36 (4,5) — — — 0,19 0,19
ЗСЧ18 300 <0,112 > 120 — — 0,2 0,25
(^1,4) (> 1200)
4СЧ1 280 0,40 (5,0) — 10 — 0,32 0,35
4СЧ2 280 0,52 (6,5) — 9 — — 0,52
6СЧ1 140 0,08 (1,0) — 65 — — —
8СЧ5Б 330 — — — 0,48 (6,0) 0,17 0,14
8СЧ7 320 0,12(1,5) — 15 — — 0,25
10СЧ8 140 0,16(2,0) — 20 — 0,55 0,57
10СЧ12 300 0,64 (8,0) — 10 — 0,19 0,25
10СЧ15 160 0,16(2,0) — — 0,48 (6,0) 0,50 0,52
ЗОСЧ 160 0,28 (3,5) — 13 — — 0,55
40СЧ 90 0,07 (0,9) - 60 — 0,81 1,03
Ферриты со структурой граната
60СЧ20 260 <0,08 (< 1) > 65 (> 650) — 0,8(10) 0,03 0,15
9СЧ 215 — — — <0,08 0,30 0,36
(<D
10СЧ6 280 0,056 (0,7) — 100 0,20 0,20
10СЧ6Б 280 0,056 (0,7) — 100 0,12(1,5) 0,20 0,20
20СЧ7 225 0,080(1,0) — — 0,52 (6,5) 0,20 0,25
ЗОСЧЗ 230 0,064 (0,8) — 80 — 0,20 0,25
ЗОСЧЗБ 230 0,064 (0,8) — 80 0,12(1,5) 0,20 0,25
30СЧ6 280 — — — — <0,1 0,15
30СЧ9 210 0,056 (0,7) — 75 — 0,20 0,25
30СЧ9Б 210 0,056 (0,7) — 75 0,12(1,5) 0,20 0,25
40СЧ2 195 0,056 (0,7) — 50 — 0,30 0,30
40СЧ2Б 195 0,056 (0,7) — 50 0,12(1,5) 0,30 0,30
40СЧ4 280 0,16(2,0) — 30 — — —
40СЧ5 210 0,048 (0,6) — — — 0,30 0,35
40СЧ5Б 175 0,048 (0,6) — — 0,12(1,5) 0,30 0,35
50СЧ1 180 — — — 1,12(1,4) 0,05 0,30
5ОСЧЗ 210 — — 0,16(2,0) 0,25 0,30
60СЧ 150 0,08 (1,0) — 30 — 0,35 0,45
60СЧБ 150 0,08(1,0) — 30 0,12(1,5) 0,35 0,45
70СЧ 130 — — 0,16(2) 0,40 0,50
80СЧ 120 0,08(1,0) — 20 — 0,40 0,55
80СЧБ 120 0,08(1,0) — — 0,16(2,0) 0,40 0,55
90СЧБ 100 - - - 0,16(2,0) 0,60 0,80
4.6.2.4. Магнитомягкие магнитодиэлектрики
Магнитодиэлектрики получают прессованием смеси тонкого порошка из магнитомяг-
кого материала и диэлектрика, скрепляющего и электрически изолирующего феррочасти-
цы. Они имеют специфические свойства, которые невозможно получить из металличе-
ских ферромагнетиков, а именно: низкие потери при высокой магнитной стабильности.
Главной задачей в производстве магнитодиэлектриков является получение свойств
порошков исходного ферромагнитного наполнителя и других ингредиентов, обладаю-
щих достаточной высокой магнитной проницаемостью, низкой коэрцитивной силой,
однородностью и изотропностью магнитных свойств, большим удельным электриче-
ским сопротивлением, низкими потерями на вихревые токи и гистерезис.
По ОСТ 11707.021-80 группа магнитодиэлектриков делится на следующие под-
группы:
I - изделия из порошкообразного альсифера;
II - изделия из порошкообразного карбонильного железа;
III - изделия из порошкообразного пермаллоя;
IV - изделия из порошкообразного феррита.
Магнитодиэлектрики из порошков альсифера
Литой железокремнийалюминиевый сплав, называемый альсифером (или сенда-
стом), является дешевым, недефицитным материалом и благодаря высокой техноло-
гичности используется в качестве магнитной фазы магнитодиэлектриков.
Альсифер, представляющий собой твердый раствор железа (основа), алюминия
(6-8 %) и кремния (9-11 %), измельчают до средней крупности частиц 60 мкм (для по-
рошков ВЧ-22 и ВЧК-22 к сердечникам, работающим в области высоких частот) или
100-120 мкм (для порошков ТЧ-90, ТЧ-60 и ТЧК-55 к сердечникам, работающим в об-
ласти низких частот).
В табл. 4.146 приведена характеристика основных марок магнитных порошков
альсиферов.
Таблица 4.146. Химический состав, средний размер частиц и начальная магнитная
проницаемость магнитных порошков альсиферов (ГОСТ 8763-74)
Марка Номинал прони- цаемости цн Содержание элемента, % Размер частиц, мкм
Fe Al Si
ТЧ-90П; ТЧ90-Р 90 83,3 7,5 9,2 120
ТЧ-60П; ТЧ-60Р 60 83,3 7,5 9,2 100
ТЧК-55П; ТЧК-55Р 55 82,3 7,5 10,2 100
81,5 7,5 11,0 —
ВЧ-32П; ВЧ-32Р 32 83,3 7,5 9,2 100
ВЧ-22П; ВЧ-22Р 22 82,3 7,5 10,2 60
ВЧК-22П ВЧК-22Р 22 82,3 7,5 10,2 60
81,5 7,5 11,0 -
Буквы в обозначении марки определяют: ТЧ - тональная частота; ТЧК - тональная
частота с компенсированным температурным коэффициентом магнитной проницаемо-
сти; ВЧ - высокая частота; ВЧК - высокая частота с компенсированным температур-
ным коэффициентом магнитной проницаемости; П и Р - назначение колец - для аппа-
ратуры проводной связи и соответственно для радиоаппаратуры. Цифра после буквен-
ного индекса указывает на среднюю величину начальной магнитной проницаемости.
На основе альсифера в соответствии с ГОСТ 8763-77 изготавливают образцы в
виде кольцевых изделий с наружным диаметром от 15 до 75 мм, с внутренним
диаметром от 7 до 46 мм и имеющие высоту от 4,8 до 16,8 мм (17 типоразмеров).
Электомагнитные параметры основных марок колец из альсифера приведены в табл.
4.147.
Таблица 4.147. Основные электромагнитные свойства изделий из альсифера
(ГОСТ 8763-74)
Параметры Для аппаратуры проводной связи
ТЧ-90П ТЧ-60П ТЧК-55П ВЧ-32П ВЧ-22П ВЧК-22П
Начальная магнитная про- ницаемость цнач при 20 °C Температурный коэффи- циент начальной магнит- ной проницаемости ТК цнач при 20-70 °C Коэффициент потерь на вихревые токи 5В, 1/Гц Коэффициент потерь на гистерезис 5Г, 1/80 А/м Коэффициент дополни- тельных потерь 5Д, Рабочий диапазон частот, кГц (не более) Маркировочный знак ко- лец - одна полоса 82-94 -600-1 О’6 1000-10’9 7-10’3 ЗЮ-3 10 Синяя 55-65 -400-1 О’6 250-10’9 5-10'3 2,0-10’3 10 Черная 50-60 От -150-1 О’6 до +50-10-6 250-10’9 5-10’3 2,0-10’3 10 Красная 30-34 —250-Ю-6 85 10’9 2-10’3 1,2-10’3 50 Белая 20-24 -200-1 О’6 12 10’9 1,2-10’3 1,2-10’3 100 Зеленая 20-24 От -50-Ю-6 до +50-Ю-6 12 10’9 1,2-10’3 1,2-10’3 100 Желтая
Параметры Для радиоаппаратуры
ТЧ-90Р ТЧ-60Р ТЧК-55Р ВЧ-32Р ВЧ-22Р ВЧК-22Р
Начальная магнитная про- ницаемость цнач при 20 °C Температурный коэффи- циент начальной магнит- ной проницаемости ТК Цнач при 20-70 °C при +20 -4- - 60 °C Относительный тангенс угла потерь tg 5/цмд нач При Н < 16 А/м При Н < 40 А/м Маркировочный знак ко- лец -две полосы 82-94 -600-10^ 7,2-10"* 8,1-10"* Синие 55-65 -400-1 О’6 При/= 3,27-10"* 3,55-10"* Черные 50-60 От -150-Ю-6 до +50-1 О’6 От -450-1 О’6 до + 150-10-6 60 кГц 3,6-10"* 3,9-10"* Красные 30-34 -250-10-6 П 3,77-10"* 3,56-10"* Белые 20-24 -200-1 О’6 ри/=100 к 1,32-10"* 1,5-10"* Зеленые 20-24 От -50 10-6 до +50-10^ От -150-Ю-6 до + 150 10-6 Гц 1,32-10"* 1,5-10"* Желтые
Магнитодиэлектрики из порошков карбонильного железа
Карбонильное железо получают методом разложения пентакарбонила железа
Fe(CO)5, причем, увеличивая температуру термодиссоциации, выделяют частицы
большей дисперсности и различного химического состава (табл. 4.148). Наименование
марок порошков одновременно соответствует и названию марок магнитодиэлектриков.
В химической промышленности для радиотехнических устройств предусмотрен
выпуск порошков двух классов: Р (марки Р-10, Р-20, Р-100) - для катушек индуктив-
ности радиоаппаратуры и Пс - для катушек индуктивности проводной связи. Цифра
после буквенного индекса указывает критическую частоту в мегагерцах. Промышлен-
ностью выпускаются фосфатированные и капсулированные порошки карбонильного
железа следующих марок: Р100Ф, Р100Ф1, Р200Ф и Р20К, Р100К соответственно.
Основные электромагнитные параметры магнитодиэлектриков на основе карбо-
нильного железа приведены в табл. 4.149.
Таблица 4.148. Химический состав и средний диаметр частиц карбонильного железа
(ГОСТ 13610-79)
Марка порошка dco, мкм up 5 Содержание элемента, %
С N О Fe
РЮ 3,5 0,8-1,2 0,6-1,0 0,8-1,2 96,6-97,8
Р20 2,5 0,7-0,9 0,6-0,9 0,8-1,2 97,0-97,9
Пс 2,0 0,6-0,85 0,5-0,8 0,8-1,2 97,15-98,1
Р100 1,5 0,7-0,9 0,6-0,9 0,8-1,2 97,0-97,9
Р100Ф 1,5 0,7-0,9 0,7-1,0 0,8-1,2 96,9-97,8
Р100Ф1 1,5 0,7-0,9 1,0-2,0 0,8-1,2 95,9-97,5
Р200Ф 0,8-1,0 0,8-1,0 0,7-1,0 0,8-1.2 96,8-97,7
Таблица 4.149. Электромагнитные свойства магнитодиэлектриков на основе
карбонильного железа (ГОСТ 10983-64)
Марка порошка М-эф % ю6, Ни 1/°С Ин 5/109, Гц4 5АЮ5, м/А 5„-Ю3 /кР, МГц
РЮ 2,90 180 15 3,5 5 0,25 10
Р20 2,95 150 14 3 2,5 0,1 20
Пс 2,90 110 13 3 1,5 0,2 20
РЮ0 1,60 80 12 2,8 1,2 0,1 100
РЮ0К 1,66 25 10,3 0,6 0,4 0,11 100
РЮ0Ф 1,60 120 12 2,4 2,1 0,14 100
РЮ0Ф1 1,60 80 12 2,2 2,0 0,12 100
Р200Ф 1,55 125 9,5 1,0 0,6 0,10 200
Примечание, о с - температурный коэффициент начальной проницаемости; 5у, бА,
5„ - соответственно коэффициенты потерь на вихревые токи, на гистерезис и коэффициент
дополнительных потерь соответственно.
Магнитодиэлектрики из порошков пермаллоя
Для использования высокой начальной магнитной проницаемости, а также повы-
шенной ее стабильности в зависимости от напряженности магнитного поля в магни-
тодиэлектриках применяют железоникелевые сплавы с присадкой молибдена и меди.
Сплавы молибденового пермаллоя имеют близкие к нулю значения констант кри-
сталлографической магнитной анизотропии и магнитострикции, а следовательно, об-
ладают высокими магнитными свойствами.
Пермаллои, обладая весьма высокой пластичностью, не могут эффективно измель-
чаться в порошок, поэтому для придания сплаву хрупкости в процессе выплавки вво-
дят небольшое количество серы. Кроме того, с повышением содержания серы средний
размер зерна уменьшается. Максимальное содержание серы доходит до 0,02 %.
В табл. 4.150 приведены химический состав, начальная магнитная проницаемость
и удельное электрической сопротивление основных марок сплава Мо-пермаллоя.
Легирование молибденом приводит к значительному увеличению удельного элек-
тросопротивления.
Диапазон изменения начальной магнитной проницаемости может значительно из-
мениться из-за плохой воспроизводимости характеристик Мо-пермаллоя.
Порошки легированного пермаллоя с частицами размером в пределах 20-140 мкм,
полученные дроблением литых сплавов, подвергают отжигу при температуре 760-830 °C
в вакууме 10“2-10“3 Па для снятия напряжений. Частицы отожженного порошка для
Таблица 4.150. Химический состав и электромагнитные свойства основных марок порош-
ков Мо-пермаллоя (ГОСТ 10994—74, ГОСТ 10160—75)
Марка Проницаемость Цн Содержание элемента, % р, Ом м
Ni Мо Fe Си
73 НМД 35 000 73 3,0 10,0 14 0,56
74 НМД 35 000 73-75 3,6-4,0 11,5-15,9 7,5-9,5 0,58
77 НМД 35 000 77 4,2 12,8-14,0 4,8-6,0 0,60
79 НМ 30 000 79 2,8 18,2 — 0,55
Супермаллой 150 000 79 5,0 16,0 — 0,65
80 НМ 100 000 80 5,2 14,8 — 0,70
81 НМ 15 000 81 2,0 17,0 — 0,40
создания надежной оксидной пленки подвергают первичной изоляции водным раство-
ром хромового ангидрида в количестве 0,15-0,6 мае. %. Для вторичной диэлектриче-
ской изоляции используют неорганические материалы - водный раствор смеси гидро-
ксида магния, жидкого стекла и талька (2-10 % от массы порошка) и прессуют изде-
лия при давлении до 2 ГПа. Для снятия внутренних напряжений проводят термообра-
ботку в вакууме при температуре 600-650 °C в течение 20 мин.
Электромагнитные параметры магнитодиэлектриков на основе Мо-пермаллоя при-
ведены в табл. 4.151.
Таблица 4.151. Магнитные свойства магнитодиэлектриков на основе Мо-пермаллоя
(ГОСТ 10160-75)
Марка Цн Коэффициенты потерь а„ 106, 1/°С, в Ни интервале -60...+85 °C Рабочий диапазон частот, МГц
5/109, Гц’1 5а105, м/А 5„103
МП250 250 1000 7,5 3 200 0,05
МП 140 140 450 6,3 2 120 0,1
МП 160 160 1000 6,3 2 150 0,1
МП 100 100 200 3,1 2 100 0,2
МПК100 100 200 3,1 2 30+15 0,2
МП60 60 100 1,9 1,5 100 0,3
МПК60 60 100 1,9 1,5 30+15 0,3
МП20 20 30 1,25 1 120 1
МПК20 20 - — — 50 1
Наши фирмы выпускают кольцевые сердечники с наружным диаметром от 10 до
44 мм, внутренним диаметром от 6 до 28 мм и высотой от 3 до 10,3 мм (15 типоразмеров).
Эластомерные магнитодиэлектрики на основе порошкообразного феррита
В последнее время на основе порошкообразного феррита и кремнийорганическо-
го каучука получили широкое распространение нагрево- и влагостойкие магнитоди-
электрики (термопласты и термоэластопласты), используемые в радиоэлектронных
устройствах.
Эластомерные магнитодиэлектрики - это полимеры с порошковым ферритовым
наполнителем, обладающие одновременно магнитными и высокоэластичными свой-
ствами, способные испытывать значительные упругие деформации без разрушения
при сравнительно небольшой действующей силе.
В радиоэлектронных устройствах и в системах многоканальной связи нашли ши-
рокое применение эластомерные магнитодиэлектрики. Они используются для изго-
товления эластичных магнитопроводов, высокочастотных сердечников трансформато-
ров и фильтров, работающих в диапазоне частот от 104 до 108 Гц, служат основой для
создания магнитных шунтов и электромагнитных экранов в запоминающих устройст-
вах ЭВМ и в отклоняющих системах телевизоров.
Отличие от высокочастотных ферритов состоит в том, что эластичные магнитопро-
воды имеют высокую стабильность начальной магнитной проницаемости при измене-
нии напряженности магнитного поля, частоты и температуры; малые электрические
потери и потери энергии на гистерезис; обладают высоким качеством рабочих харак-
теристик элементов памяти ЭВМ (импульсные режимы записи, считывания и стира-
ния информации). Они имеют высокую прочность и идеальную гибкость, обеспечи-
вают равномерную коллимацию рабочего магнитного потока и однородный магнит-
ный поток рассеяния, хорошо формируются в образцы сложной конфигурации со сфе-
рической или искривленной поверхностью. В результате применения традиционного
материала в комплексе кинескоп-отклоняющая система возникало нежелательное яв-
ление - остаточное несведение луча. Для устранения этого дефекта были использо-
ваны магнитные шунты из магнитомягких эластомеров, размещенных между горлови-
ной кинескопа и отклоняющей системой.
Эластомерные магнитодиэлектрики практически незаменимы при эксплуатации в
условиях тряски, вибрации и ударов.
Существуют следующие промышленные способы получения магнитных эластоме-
ров в зависимости от их диэлектрической основы:
1. На основе высоконаполненных ненасыщенных каучуков или смесей различных
каучуков. Главными стадиями являются смешение, предварительное формование за-
готовок и вулканизация. В этом способе отсутствует автоматизация линий.
2. На основе термоэластопластов. Компоненты смешиваются в расплаве. В этом
способе вулканизация не производится. Изделия формуются с применением непре-
рывных высокопроизводительных автоматизированных методов.
3. На основе жидких каучуков. Компоненты смешиваются в низковязкой жидкой
среде. Магнитные эластомеры получаются с ориентированной структурой за счет ис-
пользования магнитного поля при отверждении композиций.
4. На основе термопластичных полимеров (полиэтилена, полипропилена, поли-
амидов и др.). Компоненты смешиваются в расплаве.
Общим для всех способов изготовления является наличие стадии смешивания на-
полненных композиций из полимеров и ферромагнитных наполнителей. В состав сме-
сей дополнительно вводят следующие добавки: диспергаторы, пластификаторы, про-
тивостарители, антипирены и другие агенты.
Магнитная восприимчивость % является основной магнитной характеристикой
магнитомягких эластомеров и определяется в общем виде как функция многих пере-
менных величин, характеризующих полимер, ферромагнитный наполнитель, техноло-
гию изготовления и структурные особенности материалов.
Ферритовые наполнители представляют собой полидисперсные порошки, содер-
жащие частицы размером от единиц до нескольких сотен микрометров.
При малом содержании ферритового наполнителя полимерные магнитике мате-
риалы имеют низкую магнитную проницаемость. Наличие полимера в составе созда-
ет немагнитные прослойки между частицами феррита, которые приводят к значитель-
ному внутреннему размагничиванию. Наибольшее значение магнитной проницаемо-
сти достигается при максимальном количестве ферритового наполнителя.
Баллистический метод измерения, широко применяемый для оценки магнитных
свойств магнитных материалов, для магнитомягких эластомеров оказался непригод-
ным из-за сложности изготовления образцов. Образцы магнитомягких эластомеров
для измерения их свойств изготавливают в виде кубов или цилиндров.
Метод измерения магнитной восприимчивости является относительным методом,
поэтому необходима градуировка приборов на моделях сред с известной магнитной
восприимчивостью - эталонах магнитной восприимчивости (ЭМВ).
Обычно в качестве наполнителей применяют никельцинковые ферриты
2000НН, 600НН, медный феррит И-7, металлуглеродный наполнитель СМ-7. В ка-
честве металлических наполнителей наибольшее применение нашло карбонильное
железо.
В композициях, содержащих в отдельности магнитные наполнители из ферритов
2000НН, 600НН и металлуглеродного наполнителя СМ-7, обеспечивается планируе-
мый ряд номинальных значений магнитной восприимчивости (табл. 4.152).
Таблица 4.152. Содержание магнитного наполнителя в магнитомягких
эластомерах для ЭМВ
Номер ЭМВ Номинальное зна- чение х, ед. СИ Содержание напол- нителя Эксперименталь- ное значение х, ед. СИ X Q
об. % мае. %
1 11,0 Фер 48,8 рит 2000Н 83,0 Н 10,6 1,04 0,05
2 75-Ю’1 42,0 78,7 76,2-10’1 1,04 0,04
3 3410“' 29,1 67,8 32,7-10“’ 1,05 0,03
4 22-10“’ Фе1 31,0 орит 600Н1 70,42 1 23,9-10“’ 1,04 0,02
5 1110* 18,5 49,14 10,6-1 о4 1,04 0,03
6 75-102 14,0 39,60 71,9 10“2 1,05 0,05
7 34-10’2 7,3 23,00 32,0-10’2 1,05 0,05
8 22-102 4,95 16,19 21-Ю’2 1,04 0,06
9 П-10’2 2,63 8,93 10,8-10-2 1,05 0,03
10 75-10“3 1,8 6,19 73,7-10“3 1,06 0,05
11 34-10’3 0,84 2,94 33,9 10“3 1,03 0,05
12 22-10”3 Напе 1,36 лнитель СК 4,28 4-7 22,9-10’3 1,05 0,07
13 11-10 3 0,682 2,16 11,25-W4 1,05 0,07
14 75-1 О*4 0,465 1,48 79,2-10^ 1,04 0,07
15 34-10^ 0,223 0,71 39,2-1 О*4 1,06 0,07
16 25-10*4 0,156 0,50 24,6-1 О*4 1,06 0,06
В табл. 4.153 представлены состав и физико-механические свойства магнитомяг-
ких эластомеров для изготовления ЭМВ.
Полимерной основой служил каучук СКИ-3, в который добавляли необходимые
ингредиенты: вулканизирующие агенты, пластификаторы и т.д. В качестве пластифи-
катора был применен олигоэфиракрилат Д 20/50. Для повышения пластичности и
улучшения диспергирования ингредиентов в смесь вводили небольшие количества
стеариновой кислоты, парафина и воска ЭВ-1. Для повышения срока службы в рецеп-
туре был использован противостаритель нафтам-2. Для обеспечения более равномер-
ной усадки смесей, содержащих различные количества наполнителя, в смеси допол-
нительно вводили инертный наполнитель - мел.
Для обеспечения заданного значения магнитной восприимчивости, необходимый
подбор магнитных наполнителей был определен экспериментально (табл. 4.154).
Таблица 4.153. Состав (мае. ч.) и свойства магнитомягких эластомеров
Номер ЭМВ Ъ еД- СИ Смесь на основ СКИ-3*1 Феррит 2000НН Феррит 600НН СМ-7 Мел Плас- тич- ность уел л МПа Е, % Е*2 сост’ %
1 11,0 127,0 620,0 — — — 0,65 5,0 320 10
2 75-10" 127,0 471,0 — — — 0,70 5,5 410 8
3 34-10-1 127,0 267,0 — — — 0,78 6,8 470 15
4 22-10" 127,0 — 302,4 — — 0,79 5,1 430 12
5 11-Ю’1 127,0 — 180,5 — 59,8 0,78 7,1 520 12
6 75-10" 127,0 — 136,6 — 81,4 0,69 6,4 500 24
7 34 10’2 127,0 — 70,5 — 109,0 0,70 7,6 460 16
8 22-10"2 127,0 — 47,9 — 121,1 0,73 7,5 460 14
9 11 10~2 127,0 — 25,5 — 133,3 0,71 7,0 450 16
10 75-10" 127,0 — 17,5 — 138,4 0,72 7,4 470 19
11 34-10" 127,0 — 8,2 — 143,3 0,69 6,8 440 16
12 22-10" 127,0 — — 11,84 137,5 0,70 7,2 450 20
13 11103 127,0 — — 5,96 142,9 0,74 6,8 440 21
14 75-10" 127,0 — — 4,05 141,45 0,73 7,0 440 22
15 34-10" 127,0 — — 1,93 141,97 0,75 8,0 410 20
16 25-10" 127,0 — — 1,36 141,84 0,70 7,9 450 22
*'Без наполнителя.
Относительная остаточная деформация после разрыва.
Таблица 4.154. Содержание магнитных наполнителей в зависимости от номинального
значения магнитной восприимчивости (ОСТ 90276-78)
Магнитная восприим- чивость х, ед. СИ Феррит 600НН Наполни- тель СМ-7 Карбо- нильное железо Р-10 Магнит- ная вос- приим- чивость X, ед. СИ Феррит 600НН Наполни- тель СМ-7 Карбо- нильное железо Р-10
25-10" 0,063 0,156 0,058 22-10 3 0,55 1,36 0,51
34-10" 0,085 0,223 0,079 34-10" 0,84 2,11 0,78
75-10" 0,188 0,465 0,175 75-10" 1,80 4,56 1,70
П-10’3 0,275 0,682 0,256 11-10" 2,63 6,59 2,45
Приведем примеры записи сокращенных обозначений (по ОСТ 11707.021-80)
Изделие I классификационной подгруппы из магнитодиэлектрика на основе по-
рошкообразного альсифера, предназначенное для работы на высоких частотах, обо-
значают МВЧ 32-А, где М - магнитодиэлектрик; ВЧ - порошкообразный высокочас-
тотный альсифер; 32 - начальная магнитная проницаемость; А - исполнение изделия
из магнитодиэлектрика марки ВЧ 32.
Изделие П классификационной подгруппы из магнитодиэлектрика на основе по-
рошкообразного карбонильного железа в 1-м исполнении обозначают МР-20-1, где М -
магнитодиэлектрик; Р-20 - марка порошкообразного карбонильного железа для кату-
шек индуктивности радиоаппаратуры; 1 - порядковый номер разработки изделия из
магнитодиэлектрика марки Р-20.
Изделие 11 классификационной подгруппы из магнитодиэлектрика на основе по-
рошкообразного радиопоглощающего карбонильного железа с различием по свойст-
вам во 2-м исполнении обозначают МР-20 РП 1-2, где М - магнитодиэлектрик; Р-20
РП - марка порошкообразного радиопоглощающего карбонильного железа; 1 - отли-
чие диэлектрика по свойствам от марки Р-20 РП; 2 - порядковый номер разработки
изделия из магнитодиэлектрика марки Р-20 РП.
Изделие III классификационной подгруппы из магнитодиэлектрика на основе по-
рошкового пермаллоя в 1-м исполнении обозначают МП 140-1, где М - магнитоди-
электрик; П - порошкообразный пермаллой для катушки индуктивности; 140 - на-
чальная магнитная проницаемость; 1 - порядковый номер разработки изделия из маг-
нитодиэлектрика марки П 140.
Изделие IV классификационной подгруппы из магнитодиэлектрика на основе по-
рошкового магнитомягкого высокочастотного никельцинкового феррита в 1-м испол-
нении обозначают МВН 220-1, где М - магнитодиэлектрик; ВН - порошок феррито-
вый магнитомягкий, высокочастотный никельцинковый; 220 - предельное значение
рабочей частоты, МГц; 1 - порядковый номер разработки изделия из магнитодиэлек-
трика марки ВН 220.
Ниже перечислены нормативные документы на порошковые магнитодиэлек-
трики:
ГОСТ 10983-64 «Сердечники карбонильные броневые радиотехнические»;
ГОСТ 8763-74 «Сердечники из альсифера»;
ГОСТ 270-75 «Условная прочность при растяжении стр и относительное удлинение
при разрыве 8»;
ГОСТ 6433-65 «Измерение pv магнитных эластомеров с малым содержанием маг-
нитного наполнителя»;
ГОСТ 263-75 «Твердость по ИСО»;
СТ СЭВ 108-74 «Эластичность по отскоку на приборе типа Шоба»;
ТУ 11-72 ОЖО 707.058 «Сердечники карбонильные броневые радиотехнические»;
ТУ 11-79 ОЖО 707.090;
ТУ 11-79 ОЖО 707.115;
ТУ 11-83 ПЯО 707.082;
ТУ 11-79 ПЯО 707.195.
4.7. Порошковые материалы на основе вольфрама, молибдена и их сплавов
4.7.1. Способы получения
Технология получения изделий из большинства тугоплавких металлов (титана,
циркония, гафния, ниобия, тантала, молибдена, вольфрама, рения) включает в себя
получение порошков и их последующую обработку, которая осуществляется в основ-
ном по следующим трем вариантам:
I вариант Порошок г Формование штабиков Спекание 1 II вариант Порошок III вариант Порошок
Формование штабиков Формование штабиков
Спекание, сварка штабиков г Термомеханическая обработка Спекание, сварка штабиков г Плавка 1
Изделия
Проволока, листы, лента ▼ Механическая обработка Изделия
Изделия и полуфабрикаты, изготавливаемые по I и II вариантам, относятся к по-
рошковым, так как получаются из порошков методами порошковой металлургии без
плавления основного компонента.
По варианту I получаются, как правило, готовые изделия как из чистых тугоплав-
ких металлов, так и из их сплавов. По этому варианту можно получать изделия слож-
ной формы и достаточно большой массы. Получение таких изделий из чистых туго-
плавких металлов осложнено высокими температурами спекания. Характерными осо-
бенностями этих изделий являются остаточная пористость, крупное зерно и, как след-
ствие, относительно низкие прочностные свойства и хрупкость. Избежать этих недос-
татков частично удается применением изостатического, газостатического формова-
ния, горячего прессования и ковки.
Сплавы, получаемые по этому варианту, имеют четко выраженное функциональ-
ное назначение (электротехнические, антифрикционные, тяжелые и т.д.) и их свойст-
ва представлены в соответствующих разделах настоящего справочника.
По варианту II получают полуфабрикаты (штабики, прутки, проволоку, листы, лен-
ты). Проволока, листы и ленты характеризуются высокой прочностью, довольно вы-
сокой пластичностью. Эти свойства достигаются особыми условиями термомехани-
ческой обработки, включающей в себя высокую степень деформации при ковке, про-
катке, волочении с многочисленными промежуточными отжигами.
По первым двум вариантам получают основную массу полуфабрикатов из вольф-
рама, молибдена и их сплавов. По варианту III и его разновидностям получают полу-
фабрикаты и изделия из остальных тугоплавких металлов и сплавов. Однако и в этом
варианте методы порошковой металлургии широко используются, в частности, на на-
чальных стадиях технологии при производстве сварных штабиков.
Порошковые полуфабрикаты получают по вариантам I и И как из чистых метал-
лов, так и из сплавов. В последнем случае используют смеси порошков, добиваясь по-
лучения желаемого фазового состава, структуры и свойств варьированием параметров
различных стадий технологии получения полуфабрикатов из порошков.
Порошковые сплавы тугоплавких металлов разделяют на две группы: с небольши-
ми концентрациями (0,5-5,0 мае. %) добавок, которые называют примесями или при-
садками, и с большими концентрациями (50 мае. %), которые называют легирующи-
ми элементами. Первая группа сплавов относится к дисперсноупрочненным и приме-
сями в ней являются, как правило, оксиды или другие неметаллические соединения,
не растворяющиеся в матрице. Во второй группе легирующими элементами являются
тугоплавкие металлы.
Иллюстрацией такой классификации служат порошковые сплавы на основе вольф-
рама. К первой группе этих сплавов относятся сплавы вольфрама с алюмосиликатны-
ми добавками (марка ВА), причем в конечном состоянии остаются лишь следы этих
добавок; с добавками около 1 % Ьа2О3 (марка ВЛ), 0,5-2,5 % У2О3 (маРка СВ4-1),
0,7-5,5 % ThO2 (марки ВТ7 - ВТ50). Ко второй группе относятся сплавы с рением
(марки ВАР, ВР), молибденом (марки ВАМ, МВ).
Основными производителями полуфабрикатов из порошковых молибдена, вольф-
рама и их сплавов являются ОАО «Победит» (продукция группы ТУ-48-19) и
АО «МЭЛЗ» (продукция группы ТУ ЯеО.021).
Порошковые сплавы на основе вольфрама, молибдена и их сплавов применяются
в качестве нагревателей и экранов высокотемпературных установок, нитей накалива-
ния, токовводов, электродов, лигатуры для производства сталей и сплавов.
4.7.2. Технические условия и свойства
Молибден металлический в виде штабиков и пластин (ТУ ОАО «Победит»)
Технические характеристики и области применения полуфабрикатов из металли-
ческого молибдена приведены в табл. 4.155, а их химический состав - в табл. 4.156.
Таблица 4.155. Технические характеристики штабиков и пластин из металлического
молибдена
Технические Марка Размеры, мм Назначение Примечание
условия сечение длина
ТУ 48-14-102-82 МШ-В Не менее 10 и не более 30 Не менее 300 Для легирования сталей Плотность не менее 9,3 г/см3
ТУ 48-19-73-86 МШ-В МШ-1 МШ-2 17±2 17±2 17±2 500±100 400±100 400 Для вакуумной плавки Для легирования сталей То же
ТУ 48-19-30-78 Сорт «А» штабики Сорт «Б» штабики 18х18(±1,5) 25х25(±2,0) 18х18(±2,0) 25х25(±2,5) 400 250 300 250 Изготовление прутков и прово- локи Изготовление прутков Заготовки для плавки То же Плотность не менее 9,59г/см3 То же То же
ТУ 48-19-69-80 МШ4-1 МШ4-2 16,5x16,5 (±1,5) 16,5x16,5 (±1,5) Не менее 350 Не менее 350 Для производства специальных сплавов Для производства электродов -
Таблица 4.156. Химический состав
Элемент, мае. %, не более ТУ 48-19-73-86 ТУ 48-19-102-82 ТУ 48-19-30-78 ТУ 48-19-69-80
МШ-В МШ-1 МШ-2
Железо 0,011 0,014 0,014 0,04 0,01 0,005
Алюминий 0,001 0,004 0,004 0,02 0,004 0,001
Азот — — — 0,001 — 0,002
Фосфор — — — 0,005 — 0,004
Сера — — — 0,01 — 0,004
Магний 0,001 0,002 0,002 — Сумма 0,001
Кальций 0,03 0,003 0,003 — 0,007 0,005
Кремний 0,003 0,003 0,014 — 0,01 0,003
Углерод 0,0038 0,005 0,02 0,01 0,01 0,005
Никель 0,002 0,002 0,005 — 0,005 0,005.
Вольфрам — — — 0,5 — 0,2
Свинец — — — 0,0001 — 0,0001
Цинк — — — 0,001 — 0,001
Олово — — — 0,0005 — 0,001
Сурьма — — — 0,0003 — —
Мышьяк — — — 0,003 — 0,001
Медь — — — 0,005 — 0,001
Кадмий — — — 0,0001 — 0,0001
Висмут — — — 0,0001 — 0,0001
Калий 0,25 0,4 0,1 — — 0,08
Натрий 0,1 — — — — 0,01
Кислород 0,005 0,0010 0,0010 0,008 0,008 0,004
Водород — — — 0,001 — 0,001
Молибден Остальное 99,67
Штабики молибденовые (ТУ СУ0.021-001)
Штабики имеют квадратное (марки МЧ, МС, МК, МРН) или прямоугольное (мар-
ки МЧ и МРН) сечение. Длина штабиков не менее 450 мм. Их химический состав
представлен в табл. 4.157.
Таблица 4.157. Химический состав
Марка Содержание Мо, мае. % Содержание присадки, мае. % Сумма примесей*, мае. %
МЧ 99,96 — 0,04
МС 99,84 Со 0,07-0,12 0,04
МК 99,92 Si 0,02-0,04 0,04
МРН 99,92 - 0,08
*В примеси входят кальций, магний, кремний, никель, железо, алюминий.
Проволока молибденовая для деталей разного применения (ТУ ЯеО 021.123)
Проволока изготавливается из молибдена марок МЧ, МРН, МК. Условия поставки
и области применения молибденовой проволоки приведены в табл. 4.158, а ее механи-
ческие свойства - в табл. 4.159.
Таблица 4.158. Состояние поставки проволоки и области ее применения
Марка Состояние поставки Группа Диаметр, мкм Применение
МЧ Черная Очищенная Отожженная Очищенная и отожженная Отожженная, пониженной пластичности А Б В Г Д 20-2500 20-1000 20-1000 20-1000 20-1000 Крючки, поддержки, плю- щенка, керны Крючки радиоламп, керны Различные детали электрова- куумных приборов Траверсы и керны То же
МРН Черная Очищенная Отожженная Очищенная и отожженная Отожженная, пониженной пластичности А Б В Г д 600-2500 600-1200 600-1000 600-1000 600-1000 Керны » Траверсы » »
МК Черная Очищенная Отожженная Очищенная и отожженная А Б В Г 200-2500 200-1000 200-1000 200-1000 Выводы для спаев с кварцем, тугоплавкими стеклами; для деталей, которые должны обладать повышенной проч- ностью после высокотемпе- ратурной обработки
Таблица 4.159. Механические свойства
Марка Диаметр,мкм Временное сопротивление разрыву, кге/мм2, не менее Относительное удлинение, %
А; Б В; Г В; Г Д
МЧ 20-49 177 83 —
49-70 177 83 10 —
70-90 166 83 10 5
90-200 135 83 10 5
200-400 102 — 15 6
400-500 95 — 15 6
500-600 80 - 18 8
Продолжение табл. 4.159
Марка Диаметр,мкм Временное сопротивление разрыву, кгс/мм2, не менее Относительное удлинение, %
А; Б В; Г В; Г Д
600-1000 — — 18 —
МРН 600-1000 — — — 10
мк 200-400 — — 8 —
400-1000 — — 5 —
Проволока молибденовая для сеток (ТУ ЯеО 021.122)
Характеристика проволоки, используемой для изготовления сеток, дана в табл.
4.160, а ее механические свойства - в табл. 4.161.
Таблица 4.160. Состояние поставки проволоки и области ее применения
Марка Состояние поставки Группа Диаметр, мкм Применение
МЧ Черная А 150-500 Сетки всех конструк-
МС Очищенная и ото- жженная Черная Очищенная Г А Б 150-500 15—400 20-200' ций Сетки всех конструк- ций То же
Очищенная и ото- жженная Г 20-200 50-100 » Сетки различных кон-
мчк Очищенная и ото- жженная Черная Е А 200-500 струкций Сетки типа «беличье колесо»
Таблица 4.161. Механические свойства
Марка Диаметр, мкм Временное сопротивление разрыву, кгс/мм2, не менее Относительное удлине- ние, %
А; Б Е г Г Е
МЧ 150-200 135 — 83 10 —
200-400 102 — — 15 —
400-500 95 — — 15 —
МС 20-25 198 — 87 — —
25-35 198 — 87 8 —
35-39 187 — 87 10 —
39—49 187 — 87 13 —
49-70 177 87 87 16 10
70-90 166 87 87 18 10
90-100 156 — 87 18 —
100-150 146 — 87 18 —
150-200 135 — 83 18 —
МЧК 200-400 102 — — — —
400-500 95 — — — —
Штабики вольфрамовые большого сечения (ТУ 48-19-15-83)
Размер штабиков, мм: сечение 20x25; 25x25; 25x30; 30x30; 35x35; 35x40 (±3);
длина не менее 300 мм.
Плотность высшей категории качества составляет от 17,5 до 18,3 г/см3, первой ка-
тегории качества-от 17,3 до 18,3 г/см3.
Химический состав, мае. % (не менее): W 99,931; примеси: А1 0,002; Fe 0,09;
Si 0,004; Ni 0,004; Са 0,010; Mo 0,04.
Электроды вольфрамовые сварочные неплавящиеся марок ЭВЧ и ЭВЛ-2
(ТУ 48-19. 527-91 )
Химический состав вольфрамовых электродов двух марок приведен в табл. 4.162.
Таблица 4.162. Химический состав
Марка Основные компоненты, мае. % Сумма примесей (Fe, Al, Si, Са), мае. %, не более
Ьа2О3 W, не менее
ЭВЧ 99,9 0,10
ЭВЛ-2 1,6-2,0 97,90-98,30 0,10
Электроды марок ЭВЧ и ЭВЛ-2 имеют следующие размеры:
диаметр (номинальный размер): 1,0; 1,6; 2,0; 2,5 мм (предельные отклонения ±0,1 мм);
3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 8,0 (только для марки ЭВЧ) мм (предельные отклонения ±0,2 мм);
длина (номинальный размер): 75; 150; 200 мм (предельные отклонения ±0,2 мм).
Проволока вольфрамовая для деталей разного назначения (ТУ ЯеО 021.121)
Проволоку изготавливают из вольфрама марок ВА и ВРН; условия поставки про-
волоки разных диаметров приведены в табл. 4.163.
Таблица 4.163. Состояние поставки и диаметр проволоки
Марка Состояние поставки Группа Диаметр, мм
ВА Черная А 10-1500
Очищенная Б 10-800
Очищенная и отожженная Г 11-500
ВРН Черная А 800-1500
Проволока вольфрамовая для плющенной ленты (ТУ ЯеО 021.195)
Проволоку изготавливают из вольфрама марки ВА. Временное сопротивление раз-
рыву имеет следующие значения:
Диаметр проволоки, мм ор, Н/мм2 (кгс/мм2)
170; 200; 270 2078-2352(212-240)
310 2078-2450(212-250)
370 2058-2450(210-250)
510; 570 1960-2254(200-230)
Проволока вольфрамовая марки ВА для конструкционных материалов
(ТУ 48-19-331-81)
Временное сопротивление разрыву имеет следующие значения:
Диаметр, мкм
ор, кгс/мм2
20-25,5
26-50
51-60
305—425
290-410
250-385
Химический состав должен соответствовать ГОСТ 19.671—81 на проволоку марки ВА.
Проволока вольфрамовая для подогревателей катодов и прямолинейных
катодов спиральной конструкции (ТУ ЯеО 021.119)
Проволоку изготавливают из вольфрама марки ВА; условия поставки проволоки
разных диаметров указаны в табл. 4.164.
Таблица 4.164. Состояние поставки и диаметр проволоки
Состояние поставки Группа Диаметр, мкм
Черная А 10-1500
Черная повышенной технологичности АД 50-1500
Черная повышенной жаропрочности АЕ 50-1250
Очищенная Б 11-500
Травленная Т 5-12
Значения временного сопротивления разрыву проволоки марок А, АД, Б и Т даны
ниже:
Диаметр, мкм
5-12
10-25
25—40
40-60
Ор, кгс/мм2
270-425
309—405
290-405
247-386
Диаметр, мкм а„, кгс/мм2
60-110 232-367
110-250 212-347
250-355 212-309
355-500 210-270
Проволока вольфрамовая для подогревателей катодов и прямолинейных
катодов неспиральной конструкции (ТУ ЯеО. 021. 118 )
Проволоку изготавливают из вольфрама марки ВА; условия поставки проволоки
разных диаметров представлены в табл. 4.165.
Таблица 4.165. Состояние поставки и диаметр проволоки
Состояние поставки Группа Диаметр, мкм
Черная А 205-1500
Черная повышенной прочности АП 10-200
Черная повышенной прочности, прямленная АПр 20-50
Очищенная и отожженная Г 11-500
Травленная Т 5-12
Травленная и отожженная ТО 5-12
Значения временного сопротивления разрыву проволоки разных групп и диамет-
ров даны в табл. 4.166.
Таблица 4.166. Временное сопротивление разрыву
Диаметр, мкм ор, кгс/мм2
А, АП, АПр Т г ТО
5-8 — 309—425 — 270-386
8-12 — 307—463 — 309-425
10-25 367-503 — 278-386 —
25-35 347-463 — 270-328 —
35—45 301—425 — 251-309 —
45-60 290-405 — 232-309 —
60-110 262-386 — 232-290 —
110-140 251-347 — 232-290 —
140-120 232-328 — 212-270 —
200-355 212-309 - 193-270 —
Проволока вольфрамовая для сеток (ТУ ЯеО. 021.120)
Условия поставки представлены в табл. 4.167, а значения временного сопротивле-
ния разрыву проволоки разных групп и диаметров - в табл. 4.168.
Таблица 4.167. Состояние поставки и диаметр проволоки
Состояние поставки Группа Диаметр, мкм
Черная А 205-500
Черная повышенной прочности АП 10-200
Очищенная и отожженная Г 11-500
Травленная Т 5-12
Отожженная и травленная ТО 5-12
Таблица 4.168. Временное сопротивление разрыву проволоки разных марок
Диаметр, мкм ор, кгс/мм2 Диаметр, мкм Ор, кгс/мм2
АП Т Г ТО
5-8 — 309-425 5-8 — 270-425
8-12 — 347—463 8-12 — 309—425
10-25 367—463 — 10-20 293-386 —
25—40 328—425 — 20-29 278-323 —
40-60 290-405 — 29—40 251-301 —
60-110 262-386 — 40-100 232-278 —
110-200 232-347 - 100-200 212-270 -
Вольфрам металлический в виде штабиков, пластин, кусков (ТУ ОАО «Победит»)
Технические характеристики металлического вольфрама приведены в табл. 4.169,
химический состав - в табл. 4.170.
Таблица 4.169. Технические характеристики
Технические условия Вид Размеры, мм Назначение Примечание
сторона се- чения длина
ТУ 48-19-83-83 Штабик 7-30 >300 Легирование сплавов -
ТУ 48-19-76-90 Штабик, 7-20 >300 Для металлурги- Плотность
пластины, куски 16x80 35x40 >300 10-150 ческих целей штабиков и пластин > 17,3 г/см3
ТУ 48-19-30-91 Штабики марки шве 11,0-1,0 300-450 Для изготовления полос, проволоки, контактов и плав- ки Плотцость 17,6-18,1 г/см3
ТУ 48-153-83 Штабики 20х25(±3) 20—25(±3) 25х30(±3) >300 Для изготовления зеркал, рентге- новских трубок, полос, прутков Плотность 17,7-18,3 г/см3
ТУ 48-19-57-91 Штабики марки ШВЧ 11±1 >300 Для производства сплавов и расхо- дуемых электро- дов
Таблица 4.169а. Химический состав
Содержа- ние эле- мента, мае. % ТУ 48-19-76- 90 ТУ 48-19-83- 83 ТУ 48-10-30- 91 ТУ 48-19-153- 83 ТУ 48-19-57- 91
Fe Сумма Сумма 0,01 0,009 0,005
Al 0,03 0,012 0,003 0,002 0,001
N — — 0,001 — 0,003
Р 0,005 0,005 — — 0,0035
S 0,008 0,008 — — 0,0035
Са — 0,012 0,01 0,01 —
Si 0,04 0,0005 0,005 0,004 0,002
С 0,015 0,008 0,008 — 0,007
Ni — 0,008 0,005 0,004 —
Pb 0,0001 0,0001 — — 0,0001
Zn 0,002 0,002 — — 0,001
Sn 0,0003 0,0003 — — 0,0001
Sb 0,001 0,001 — — —
As 0,001 0,001 — — 0,001
Mg — — — — 0,001
Cu 0,002 0,002 — — 0,001
Cd 0,0001 0,0001 — — 0,0001
Bi 0,0001 0,0001 — — 0,0001
Mo 0,3 0,3 0,04 0,04 —
0 0,3‘ 0,003 0,003 — 0,003
H 0,0007* 0,0007 0,0004 — 0,0005
w Остальное > 99,63 Остальное >99,931 Остальное
‘Допускается содержание кислорода до 0,025 % и водорода до 0,001% на участках, нахо- дящихся на расстоянии не более 40 мм от конца штабика.
Вольфрамовые прутки и проволока (ТУ 48-19-39-95)
Технические характеристики прутков и проволоки из вольфрама приведены в табл.
4.170, а химический состав, мае. %, ниже:
W А1 О Fe Ni Si Са Мо С Н N
Основа 0,0030 0,0030 0,0100 0,0050 0,0050 0,0100 0,0400 0,0080 0,0004 0,0010
Таблица 4.170. Технические характеристики
Диаметр, мм Длина, мм Примечание
0,4 0,45 0,5 0,6 0,63 0,65 0,7 0,8 Проволока Не менее 3000 Временное сопротивление на разрыв проволоки диаметром от 0,5 до 1,0 мм составляет 3234 МПа (330 кгс/мм2). Относительное удлинение не менее 1 %
0,9 0,95 1,00 1,1 1,15 1,2 Не менее 3000
1,3 1.45 Не менее 2000
Продолжение табл. 4.170
Диаметр, мм Длина, мм Примечание
1,5 1,6 1,7 1,8 Не менее 500 Кривизна прутков диаметром от 3,0 мм и выше не должна превышать 2 мм на любом участке прутка длиной 200 мм
2,0 2,5 2,6 1,0 2,0 3,0 3,5 4,0 Не менее 1000 Прутки Не менее 1000
4,5 5,0 6,0 7,0 8,0 8,5 9,0 10,0 Не менее 500
12,0 Не менее 200
Вольфрамовые прутки и проволока (ТУ 48-19-39-95) используются для изготовле-
ния деталей электровакуумных приборов.
Проволока вольфрамовая для источников света (ГОСТ 19-671-91)
Проволоку изготавливают из вольфрама марок ВА, ВМ, ВРН, ВТ-7, ВТ-10, ВТ-15
(группа А). Химический состав разных марок вольфрама приведен в табл. 4.171.
Таблица 4.171. Химический состав
Марка Содержание W,включая ThO2, мае. %, не менее Содержание примесей, мае. %, не более Содержание присадок, мае. %, не более Содержание ThO2, мае. %
Fe Са Мо А1 Si
ВА 99,95 0,005 0,005 0,03 0,004 0,006 —
ВРН 99,90 0,01 0,02 0,04 0,01 0,01 —
ВМ 99,95 — — — — — 0,17-0,25
ВТ-7 99,95 — — — — 0,70-0,99
ВТ-10 99,95 — — — — — 1,00-1,49
ВТ-15 99,93 - - - - - 1,50-2,00
Значения временного сопротивления разрыву проволоки разных диаметров ука-
занны ниже:
Диаметр, мкм
17,5-25,5
26-50
51-77
78-128
130-250
Стр, Н/мм2(кгс/мм2)
2989-4165(305-425)
2862-4018(290-410)
2450-3773(250-385)
2156-3577 (220-365)
2058-3430(210-350)
Проволока из сплавов вольфрама с молибденом для сеток (ТУ ЯеО. 021. 130),
для подогревателей катодов и прямолинейных катодов спиральной конструкции
(ТУ ЯеО 021. 129)
Изготавливается из сплавов марок ВАМ-5 и МВ-50. Условия поставки проволоки
приведены в табл. 4.172, а ее механические свойства - в табл. 4.173.
Таблица 4.172. Состояние поставки и диаметр проволоки
Марка Диаметр, мкм Состояние поставки Группа
ВАМ-5 МВ-50 20-1000 20-500 300-600 20-600 Черная Черная Черная повышенной прочности Очищенная и отожженная А А АД Г
Таблица 4.173. Механические свойства
Марка Диаметр, мкм 7’ 2 кгс/мм Относительное удлинение, %
А Г Г
ВАМ-5 40-50 222-351 — —
50-90 222-332 — —
90-130 203-314 — —
130-250 192-296 — —
МВ-50’ 20-50 288 196 —
50-60 261 131 8
60-100 235 125 12
100-200 222 123 12
200-300 209 118 18
300-600 150 115 18
600-800 178 — -
’Значения ор должны быть не меньше указанных в таблице.
Вольфрам лантанированный (прутки марки ВЛ) (ТУ 48-19-27-88
ОАО «Победит»)
Химический состав, мае. %, представлен ниже:
La2O3
0,9-1,1
W
Остальное
Сумма Fe, Al, Mo, Si, Ca
He более 0,04
Технические характеристики прутков из лантанированного вольфрама:
Диаметр, мм
0,6-1,0 с интервалом 0,1
2,0-4,7 с интервалом 0,2
5,0-10,0 с интервалом 0,5
Длина, мм
600
400
150
Примечание. Прутки диаметром 2,8 мм и менее - тянутые; свыше 2,8 мм - кованые.
Прутки марки ВЛ предназначены для изготовления электродов дуговой сварки и
резки металлов.
Вольфрам иттрированный (прутки марки СВЧ-1) (ТУ 48-19-221-83
ОАО «Победит»)
Размеры прутков даны в табл. 4.174, а химический состав, мае. %, - ниже:
Y2O3 W Mo Fe Al Si Ca Ni
0,5-2,3 97,623 0,040 0,007 0,005 0,010 0,010 0,005
Таблица 4.174. Размеры и характеристика прутков
Диаметр, мм Длина, мм Применение
1,0 1,5 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 120 Прутки диаметром от 2,0 до 6,0 мм поставляются шли- фованными, от 8 до 10 мм - нешлифованными
8,0 10,0 200
Прутки марки СВЧ-1 используются при изготовлении электродов для сварки ме-
таллов.
Вольфрам торированный (прутки марок ВТ-7, ВТ-10, ВТ-15, ВТ-30, ВТ-50)
(ТУ 48-19-533-92 ОАО «Победит»)
Химический состав приведен в табл. 4.175, а технические характеристики - в табл.
4.176.
Таблица. 4.175. Химический состав, мае. %
Марка ThO2 W+ThO2 Сумма Mo, Fe, Al, Si, Са, К
ВТ-7 0,7-1,0 99,95 0,05
ВТ-10 1,0-1,5 99,95 0,05
ВТ-15 1,5-2,0 99,95 0,05
ВТ-30 2,5-3,5 99,94 0,06
ВТ-50 4,5-5,5 99,94 0,06
Таблица 4.176. Технические характеристики прутков
Марка Диаметр, мм Длина, мм Состояние поставки Примечание
ВТ-7 1,0-1,9 1000 Тянутые Отклонение от прямолиней-
ВТ-10 2,0-2,4 600 Тянутые ности не превышает 1% от
ВТ-15 2,6-4,8 600 Кованые длины прутка
ВТ-30 5,0-1,2 300 Кованые
Вт-50 - - Кованые
Проволока из сплава вольфрама с рением разного применения
(ТУ ЯеО. 021.127)
Проволока изготавливается из сплава ВР-20. Рекомендуется для применения в ка-
честве контактных пружин.
Состояние поставки проволоки диаметром от 50 до 200 мкм приведено ниже:
Состояние поставки
Черная
Очищенная
Отожженная
Очищенная и отожженная
Группа
А
Б
В
Г
Значения механических свойств вольфраморениевой проволоки даны в табл.
4.177.
Таблица 4.177. Механические свойства
Диаметр, мкм ор, кгс/мм2, не менее 5, %
А, Б в, Г В, Г
50-75 250 193 5
75-200 238 198 5
Проволока из сплавов вольфрама с рением для подогревателей катодов и пря-
молинейных катодов неспиральной конструкции (ТУ ЯеО.021.124)
Характеристика проволоки разных групп представлена в табл. 4.178, а значения ее
механических свойств - в табл. 4.179.
Таблица 4.178. Техническая характеристика проволоки
Марка Состояние поставки Группа Диаметр, мкм
ВАР-5 Черная прочная АПп 10-200
Черная повышенной прочности АП 10-200
Очищенная и отожженная Г 10-30
Травленная Т 8-14
Травленная и отожженная ТО 8-14
ВР-20 Черная А 10-1500
Отожженная В 10-600
Очищенная и отожженная Г 15-200
Таблица 4.179. Механические свойства
Марка Диаметр, мкм Стр, кгс/мм2 5, %
А АПп АП т в, г ТО в, Г
ВАР-5 8-14 — — 309 270
10-27 — — 367 — 250 — —
27-37 — 270-347 347 — 250 — —
37-55 — 251-367 293 — — — —
55-140 — 232-347 255 — — — —
140-200 — 232-328 232 — — — —
ВР-20 20-30 317 — — — 198 — 3
30-40 297 — — — 198 — 3
40-100 253 - - - 206 - 5
Проволока вольфрамрениевая марок ВАР-5 и ВР-20 диаметром 5-14 мкм
(ТУ СУО.021.129)
Проволока выпускается группы Т (травленная) и группы ТО (травленная и отож-
женная) (табл. 4.180).
Марка ВАР-5 содержит 4,25- 5,75 мае. % Re, примесей и присадок не более
0,1 мае. %; марка ВР-20 содержит 19,25-20,75 мае. % Re, примесей и присадок не бо-
лее 0,1 мае. %, остальное - вольфрам.
Таблица 4.180. Временное сопротивление разрыву
Диаметр, мкм Стр, кгс/мм2
Группа Т Группа ТО
ВАР-5 ВР-20 ВАР-5 ВР-20
5-6 275 275 234 234
7-8 310 350 275 310
9-10 350 390 310 350
11-14 385 — 350 —
Проволока вольфрамрениевая отожженная для термопар (ТУ СУО. 021. 081)
Проволоку изготавливают из сплавов марок ВР-5, ВР-10 и ВР-20. Химический со-
став, мае. %, приведен ниже:
Марка ВР-5 Re 5±0 Сумма примесей 0,1 W Остальное
ВР-10 10±0,5 0,1 »
ВР-20 20±0,5 0,1 »
Временное сопротивление разрыву для проволоки диаметром 50 мкм марки ВР-5,
диаметром 50; 100; 200; 350 и 500 мкм марок ВР-10 и ВР-20 составляет 125 кгс/мм2.
Проволока из тарированного сплава марки ВР20Т2 (ТУ СУО.021.105)
Состояние поставки проволоки указано ниже:
Состояние поставки Группа Диаметр, мкм
Черная А 150-1500
Электролитически очищенная Б 150-300
Отожженная В 150-300
Проволока используется главным образом для изготовления катодов.
Химический состав проволоки следующий, мае. %: Re - 20±0,75; ThO2 - 1,5-2,0;
сумма примесей не более 0,05 (примеси - Al, Fe, Ca, Si); W - остальное.
Значения механических свойств проволоки марки ВР20Т2 приведены в табл.
4.181.
Таблица 4.181. Механические свойства
Диаметр, мкм Г руппа Стр, кгс/мм2, не менее 5, %, не менее
150-180 А, Б 25 —
180-350 А, Б 200 —
150-162 В — 5
162-300 В — 5-15
Проволока вольфрамрениевая марки ВР-20 для подогревателей серии «ОС»
(ТУ ЯеО.021.093)
Состояние поставки проволоки диаметром 25-110 мкм указано ниже:
Состояние поставки
Группа
Черная
Отожженная
А
В
Значения механических свойств проволоки марки ВР-20 приведены в табл. 4.182.
Таблица 4.182. Механические свойства
Диаметр, мкм Стр, Н/мм2 (кгс/мм2) 5, %
А В
25-30 3106,6(317) 1940,4(198) 8
30-40 2920,4 (297) 1940,4(198) 10
40-100 2779,4 (253) 2018,8 (206) 15
100-110 2322,6 (237) 1548 (158) 5
Прутки из сплава ВНБ-3 (ТУ СУО.021.048)
Химический состав прутков следующий, мае. %: Ni 4,5-5,5; Ва 1,8-2,15; сумма
примесей (Fe, Al, Си, Si) не более 0,21; W не менее 92,4.
Плотность штабиков не менее 16,0 г/см3.
Состояние поставки прутков разных диаметров длиной 200 мм указано ниже:
Диаметр, мм
2,8-4,8 через 0,2
5-10 через 0,5
2,6-3,8 через 0,2
4,0-6,0 через 0,5
7,0-10,0 через 1,0
Состояние поставки
Кованные
»
Шлифованные
»
»
Прутки, поковки и листы из сплава марки М-МП (ГОСТ 17432-72,
ГОСТ 17431-72)
Полуфабрикаты предназначены для дальнейшей механической обработки. В обо-
значении марки: М - молибден, МП - материал порошковый.
Прутки горячекатаные изготавливаются диаметром 14,5-40 мм; кованые - диамет-
ром 30-60 мм; поковки - диаметром или стороной прямоугольника 30-300 мм.
Листы подразделяют по способу изготовления на горячекатаные (Г) и холоднока-
таные (X) и по классу точности прокатки - на нормальной точности (I) и повышенной
точности (II). Горячекатаные листы изготавливают толщиной 1,0-30,0 мм, холоднока-
таные - толщиной 0,1-0,9 мм.
Для изготовления прутков, поковок и листов используют порошок, который дол-
жен иметь состав (не более), %: 0,014 Fe; 0,005 Al; 0,005 Ni; 0,005 Si; 0,003 Mg; 0,015
Na; 0,05 K; 0,07 Ca; 0,4 W; 0,3 О и влаги; остальное молибден.
Размер частиц порошка должен быть не более 0,005 мм для 92 % порошка по массе.
Допускается в качестве исходного материала использовать молибденовые штаби-
ки, химический состав которых удовлетворяет требованиям, предъявляемым к молиб-
деновому порошку.
Химический состав готовой продукции обеспечивается предприятием-изготовите-
лем не ниже норм, установленных для исходного порошка.
Механические свойства прутков и листов приведены в табл. 4.183.
Таблица 4.183. Механические свойства
Вид продукции Диаметр или толщина, мм ств, Н/мм2 (кгс/мм2) 5, %
Горячекатаные 14,5-24,0 640 (65) 20
прутки 30,0; 35,0; 40,0 590(69) 15
Горячекатаные листы 1,0-1,8 690 (70) 8
2,0-4,0 690 (70) 10
4,5-6,0 640 (65) 8
Листы толщиной 0,7 м и менее должны выдерживать испытания на изгиб до па-
раллельности сторон вокруг оправки толщиной, мм:
2 - для листов толщиной 0,2 мм включительно;
5 - для листов толщиной 0,2-0,5 мм включительно;
8 - для листов толщиной 0,5-0,9 мм включительно;
12 - для листов толщиной свыше 0,7 до 0,9 включительно.
4.7.3. Номенклатура изделий
Номенклатура изделий из вольфрама, молибдена и их сплавов, выпускаемых Мо-
сковским электроламповым заводом (АО «МЭЛЗ») и ОАО «Победит», представлена в
табл. 4.184 и 4.185 соответственно.
Таблица 4.184. Изделия, выпускаемые АО «МЭЛЗ»
Наименование Диаметр, мм
Проволока марки ВА 1,500-0,040
Проволока марки ВЧ 0,80-0,060
Проволока термопарная марки ВР5/20 1,00-0,10
Заготовки мерные шлифованные длиной от 20 до 100 мм марки ВА 6,0-1,0
Заготовки мерные шлифованные длиной от 20 до 100 мм марки ВРН 6,0-1,0
Пруток черный марки ВА 6,0-1,0
Пруток черный марки ВРН 6,0-1,0
Заготовки мерные шлифованные длиной от 20 до 100 мм марки МЧ 6,0-1,0
Заготовки мерные шлифованные длиной от 20 до 100 мм марки МРН 6,0-1,0
Пруток черный марки МЧ 6,0-1,0
Пруток черный марки МРН 6,0-1,0
Таблица 4.185. Изделия, выпускаемые ОАО «Победит»
Наименование Сечение или диаметр, мм Длина, мм
Штабики молибденовые марок МШ- В, МШ-1, МШ-2, МШЧ-1, МШЧ-2 Электроды вольфрамовые марок ЭВЧ иЭВЛ Прутки вольфрамовые лантанирован- ные марки ВЛ Прутки вольфрамовые иттрированные марки СВИ-1 Прутки вольфрамовые торированные марок ВТ-7, ВТ-10, ВТ-15, ВТ-30, ВТ- 50 Проволока вольфрамовая Штабики вольфрамовые Пластины вольфрамовые 16,5x16,5; 17x17; 18x18; 25x25 d\, 0-6,0 б/0,6-10,0 6/1,0-10,0 б/1,0-12,0 б/0,4-2,6 7x7; 11x11; 20x25; 25x25; 25x30 16x80 250-500 75-200 150-600 120-200 300-1000 Не менее 500-3000 Не менее 300 Не менее 300
4.7.4. Нормативно-техническая документация
Перечень нормативно-технической документации на полуфабрикаты порошковых
изделий из вольфрама, молибдена и сплавов на их основе приведен ниже.
Обозначение
ГОСТ 19671-81
ГОСТ 18903-73
ГОСТ 5.1619-72
ГОСТ 5. 1620-72
ГОСТ 18905-73
Наименование
Проволока вольфрамовая для источников света
Проволока вольфрамовая
Проволока вольфраммолибденовая марки ВАМ-5
Проволока вольфрамрениевая марки ВАР-5
Пооволока молибденовая
Обозначение
ГОСТ 27266-87
ГОСТ 17432-72
ГОСТ 17431-72
ТУ 48-19-27-88
ТУ 46-19-30-78
ТУ 48-19-39-85
ТУ 48-19-153-83
ТУ 48-19-309-79
ТУ 48-4206-451-90
ТУ 48-4206-451-90
ТУ 48-19-245-84
ТУ 48-14-102-82
ТУ 48-19-73-86
ТУ 48-19-69-80
ТУ 48-19-27-88
ТУ 48-19-221-83
ТУ 48-19-533-92
ТУ 48-19-39-95
ТУ 48-19-83-83
ТУ 48-19-76-90
ТУ 48-19-30-91
ТУ 48-19-57-91
ТУ ЯеО.021.118
ТУ ЯеО.021.119
ТУ ЯеО.021.120
ТУ Яео.021.121
ТУ ЯеО.021.122
ТУ ЯеО.021.0123
ТУ ЯеО.021.124
ТУ ЯеО.021.125
ТУ ЯеО.021.126
ТУ ЯеО.021.127
ТУ ЯеО.021.128
ТУ ЯеО.021.129
ТУ ЯеО.021.130
ТУ ЯеО.021.131
ТУ ЯеО 021.168
Наименование
Проволока молибденовая
Прутки и поковки из сплава марки М-МП
Листы из сплава М-МП
Вольфрам лантанированный в виде прутков
Штабики вольфрамовые сварные
Прутки и проволока вольфрамовые
Штабики вольфрамовые большого сечения
Проволока из торированного вольфрама
Проволока вольфрамовая марки ВА
Прутки из торированного вольфрама
Фольга молибденовая
Штабики молибденовые
Штабики молибденовые
Штабики молибденовые
Вольфрам лантанированный (прутки марки ВА)
Вольфрам иттрированный (прутки марки СВЧ-1)
Вольфрам торированный (прутки марок ВТ-7, ВТ-10,
ВТ-15, ВТ-30, ВТ-50)
Вольфрамовые прутки и проволока
Вольфрам в виде штабиков
Вольфрам в виде штабиков, пластин, кусков
Вольфрам (штабики марки ШВС)
Вольфрам (штабики марки ШВЧ)
Проволока вольфрамовая для подогревателей катодов и
прямоканальных катодов неспиральной конструкции
Проволока вольфрамовая для подогревателей катодов и
прямоканальных катодов спиральной конструкции Прово-
лока вольфрамовая для сеток
Проволока вольфрамовая для деталей разного применения
Проволока молибденовая для сеток
Проволока молибденовая для деталей разного применения
Проволока из сплавов вольфрама с рением для подогрева-
телей катодов и прямоканальных катодов неспиральной
конструкции
Проволока из сплавов вольфрама с рением для подогрева-
телей катодов и прямоканальных катодов спиральной кон-
струкции
Проволока из сплавов вольфрама с рением для сеток
Проволока из сплавов вольфрама с рением для деталей
разного применения
Проволока из сплавов вольфрама с молибденом для по-
догревателей катодов и прямоканальных катодов неспи-
ральной конструкции
Проволока из сплавов вольфрама с молибденом для по-
догревателей катодов и прямоканальных катодов спираль-
ной конструкции
Проволока из сплавов вольфрама с молибденом для сеток
Проволока из сплавов вольфрама с молибденом для дета-
лей разного применения
Проволока вольфрамовая марки ВАК для деталей катодов
спиральной конструкции
Обозначение
ТУ ЯеО 021.171
ТУ ЯеО 021.195
ТУ ЯеО 021.071
ТУ ЯеО 021.072
ТУ ЯеО 021.093
ТУ ЯеО 021.109
ТУ ЯеО 021.205
ТУ ЯеО 021.055
ТУ ЯеО 021.057
ТУ ЯеО 021.090
ТУ ЯеО 021.123
ТУ ЯеО 021.201
ТУ СУО 021.001
ТУ СУО.021.113
ТУ СУО.021.118
ТУ СУО.021.124
ТУ СУО.021.135
ТУ СУО.021141ТУ
ТУ СУО.021.160
ТУ СУО.021.048
ТУ СУО.021.081
ТУ СУО.021.105
ТУ СУО.021.112
ТУ СУО.021.129
ТУ СУО.021.142
ТУ СУО.021.145
ТУ СУО.021.146
ТУ СУО.021.162
ТУ СУО 537.005
ТУ ПКЖГ.636.500.001
Наименование
Проволока вольфрамовая марки ВА для подогревателей
лицензионных ЦЭЛТ
Проволока вольфрамовая плющенной ленты
Штабики из вольфрамрениевых сплавов
Штабики из сплава молибдена с вольфрамом марки МВ-50
Проволока вольфрамрениевая марки ВР-20 для подогре-
вателей серии «ОС»
Полосы из сплава вольфрама с рением марки ВАР-5
Проволока вольфрамрениевая из сплава ВАР-3
Полосы молибденовые для электровакуумной промыш-
ленности
Прутки молибденовые
Заготовки молибденовые шлифованные
Проволока молибденовая для деталей разного
применения
Проволока молибденовая для плющенной ленты
Штабики молибденовые
Плющенка молибденовая (0,18x0,56)
Проволока молибденовая карбидированная
Лента торированная из молибдена марки МТ-15
Фольга молибденовая марки МК
Заготовки из молибдена нешлифованные
Проволока молибденовая марки МК электрохимически
травленная для выводов
Прутки из сплава ВНБ-3
Проволока из сплава вольфрама с рением, отожженная
для термопар
Проволока из торированного вольфрама марки ВР20Т2
Проволока из вольфрамрениевого сплава марки ВАР-10
Проволока вольфрамрениевая марок ВАР-5 и ВР-20 диа-
метром 5-4 мкм
Проволока из сплава вольфрама с рением отожженная,
градуированная для термоэлектродов термопар
Заготовки (штабики) из сплава вольфрамрений марки ВР-10
Проволока из вольфраммолибденового сплава марки
ВАРЗМ5 (неотожженная)
Проволока из сплава ВР-20, золоченная гальваническим
способом
Выводы молибденовые
Проволока из сплава молибдена марки МР-47
4.8. Электротехнические материалы
4.8.1. Основные виды материалов и изделий
Электротехнические материалы (ЭТМ) характеризуются определенными свойствами
по отношению к электромагнитному полю и применяются в технике с учетом этих
свойств. ЭТМ используются для изготовления тоководов, контактов, электродов, резисто-
ров, полупроводниковых элементов, электроизоляторов, эмиттеров, магнитопроводов, по-
стоянных магнитов и других компонентов электротехнических и электронных устройств.
Для электротехнических материалов определяющими являются такие свойства,
как электропроводность, теплофизические, термодинамические и механические свой-
ства, эмиссионные характеристики, магнитные свойства и коэффициенты, характери-
зующие зависимость указанных свойств от температуры. При этом в электротехниче-
ском материале должны оптимально сочетаться разнообразные, а иногда и несовмес-
тимые для обычных металлов свойства. Так, для электроконтактных, проводниковых,
электродных, резисторных материалов определяющим является свойство электропро-
водности. Кроме того, работоспособность материалов для электродов, сильноточных
электрических контактов определяется механической прочностью и твердостью, а для
резисторов и электронагревателей важны знак и величина температурных коэффици-
ентов сопротивления. Для всех электротехнических материалов, эксплуатирующихся
при высоких температурах, определяющими характеристиками являются также хими-
ческая стабильность по отношению к окружающей среде, структурная и размерная
стабильность (отсутствие ползучести, изменение объема и пр.).
Анализируя сказанное выше, можно сделать вывод, что методами традиционной
металлургической технологии невозможно в одном материале реализовать многооб-
разный и противоречивый комплекс свойств, которыми должен обладать ЭТМ. Во
многих случаях наиболее экономичными или вообще единственно возможными ока-
зываются методы и процессы порошковой металлургии.
В табл. 4.186 представлена качественная характеристика свойств основных элек-
тротехнических материалов, определяющих область их применения.
Таблица 4.186. Качественное изменение свойств основных классов электротехнических материалов
Виды материалов и изделий Характеристика
электрических полей определяющих свойств
Контакты сильноточные раз- рывные Контакты слаботочные раз- рывные Контакты слаботочные скользящие Резистивные материалы Электронагреватели Термокатоды Электроизоляторы Диэлектрики для конденса- торов Конструкционные диэлек- трики Постоянные, переменные, сильные То же То же Постоянные, переменные, сильные, средние Переменные, средние Постоянные, сильные, средние Постоянные, переменные, сильные, средние, слабые Переменные, постоянные, сильные, слабые Переменные, СВЧ, слабые р -> min; Rn -> min; X -> max; H —> max; a —> max p —> min; Rn —> min; X —> max; a —> max p —> min; Rn —> min;/ —> min; a —> max p —> const; TKC —> const; X —> max; a —> max p —> const; TKC —> min; X —> max; a —> min; a —> max Ф —> min; p —> const; Гпл —> max; X —> max; p —> max; a —> min; X —> max; 8 —> const; Ду, —> max p —> max; tg о —> min; 8 —> max; £Пр —> max tg о —> min; X —> max; 8 —> const; a —> min
Примечание, р- удельное электросопротивление; 7?п - переходное электросопротив-
ление; ТКС - температурный коэффициент сопротивления; 2jnp - электрическая прочность;
е - диэлектрическая проницаемость; Н - твердость; а - механическая прочность; X - тепло-
проводность; а- коэффициент термического расширения; /- коэффициент трения; tg 8 - тан-
генс угла диэлектрических потерь; ф-работа выхода электронов; —> min - желательны мини-
мальные значения; —> max - желательны максимальные значения; —> const - желательные
постоянные значения
4.8.2. Электрические контакты
Термин «Электрические контакты» в соответствии с ГОСТ 14312-69 определяет-
ся как место перехода тока из одной токоведущей детали в другую. Контакт электри-
ческой цепи - это элемент электрической цепи, замыкающий или размыкающий цепь,
в которой течет или может протекать ток.
Контакты электрической цепи делят на подвижные и неподвижные. Подвижный
контакт - деталь, жестко или упруго связанная с подвижной частью устройства или
контактного узла и перемещающаяся вместе с ним. Неподвижный контакт - деталь,
жестко или упруго связанная с неподвижной частью устройства.
В свою очередь в соответствии с ГОСТ 14312-69 подвижные контакты по услови-
ям работы делят на коммутирующие и скользящие. Коммутирующими называют кон-
такты, осуществляющие прерывистое управление электрической цепью. Их применя-
ют для замыкания и размыкания электрических цепей в аппаратах управления элек-
троэнергией и защиты цепей от перегрузок. В скользящих контактах электрическое
контактирование возникает при скольжении одного контакта по другому. Скользящие
контакты применяют в различного рода датчиках и электрических машинах.
При эксплуатации на рабочих поверхностях контактов и в их объеме происходят
необратимые изменения. На работу контактов в процессе службы в аппарате действу-
ют три группы факторов, оказывающих влияние на разрушение контактов, что в ко-
нечном итоге приводит к нарушениям работы коммутирующего аппарата в целом.
1. Электрические факторы: электрический ток, напряжение, вид тока; мощность
источника тока; нагрузка цепи (омическая, емкостная или индуктивная).
2. Механические и конструкционные факторы: рабочие характеристики аппарата (ко-
личество и частота срабатывания, контактное давление, межконтактное расстояние, ско-
рость перемещения контактов, способ дугогашения); геометрические размеры контактов.
3. Физико-химические факторы: состав, давление, температура окружающей среды.
В зависимости от назначения электрокоммутирующего устройства и его конструк-
ции сила воздействия каждого фактора разная. Исходя из этого, электрокоммутирую-
щие аппараты классифицируют: по виду коммутируемого тока - на аппараты пере-
менного или постоянного тока; по величине напряжения - на низко- и высоковольт-
ные; по силе тока - на сильноточные, коммутирующие ток от 1000 А и выше, средне-
нагруженные - от единиц ампера до 1000 А и слаботочные - от единиц ампера до мик-
роампер. В зависимости от окружающей контактный узел среды аппараты подразде-
ляются на воздушные, масляные, газонаполненные, вакуумные.
Выбор материала для контактов затруднен тем, что, как неоднократно указывалось вы-
ше, необходимо в одном материале реализовать многообразный и противоречивый ком-
плекс свойств, определяемых областью применения контактов. Материал для производст-
ва электроконтактов должен быть термически, химически и механически стоек, иметь
малое электросопротивление (в том числе и контактное) и обладать высокими теплопро-
водностью, эрозионной стойкостью при воздействии электрической дуги и сопротивляе-
мостью свариваемости или мостикообразованию при замыкании и размыкании контак-
тов. Работоспособность электроконтактного материала тем лучше, чем его износ при ду-
говом разряде меньше, а критическая сила тока и напряжение при дугообразовании выше.
Таким условиям отвечают композиционные сплавы (так называемые псевдоспла-
вы), получаемые методами порошковой металлургии. Псевдосплавы образуются ком-
понентами, не растворяющимися друг в друге ни в твердом, ни в жидком состояниях
(например, W-Cu, W-Ag, Mo-Cu, Mo-Ag, Ag-C, Ag-Ni, Ag-CdO и др.). Эти материа-
лы обладают гетерогенной структурой, состоящей из матрицы, в которую внедрены
дисперсные фазы (волокна, нитевидные кристаллы или армирующие пространствен-
ные решетки из волокон либо кристаллов), находящиеся в прочной адгезионной свя-
зи с матрицей, но не взаимодействующие с ней. В таких материалах обеспечивается
получение аддитивной совокупности свойств, привносимых в материал соответст-
вующими фазовыми составляющими.
4.8.3. Разрывные электроконтакты
Общее определение материалов
Для изготовления контакт-деталей (в дальнейшем - контактов), применяющихся в
низковольтной аппаратуре при коммутации токов от 1 А до 100 кА и напряжений до
700 В используются порошковые металлические материалы. Это различного рода
электромагнитные пускатели, контакторы, реле, переключатели, автоматические вы-
ключатели.
Во всех этих устройствах контактирование осуществляется механическим прижати-
ем подвижных контактов к неподвижным с помощью пружин, причем сила прижатия
всегда обозначена в технических условиях на аппараты. От контактов требуются:
низкое переходное сопротивление в замкнутом состоянии (иначе - низкое падение
напряжения на границе соприкосновения контактов при пропускании номинального
тока). Эта характеристика определяет перегрев аппарата при длительной работе;
высокая износостойкость при включении - отключении номинального электриче-
ского тока (должна обеспечивать от 5 тыс. до 3 млн циклов);
несвариваемость при включении номинального тока (60-2000 А) и при прохожде-
нии токов короткого замыкания (3-100 кА).
Эти требования индивидуальны для каждого электрического аппарата и оговоре-
ны в технических условиях на аппараты, которых выпускается порядка тысячи разно-
видностей только в странах СНГ.
Материалы для указанных целей изготовляются на основе серебра с добавками графи-
та, никеля, оксида кадмия, оксида олова, вольфрама, карбида вольфрама. Их можно изго-
товить только методами порошковой металлургии, за исключением композиций серебро-
оксиды металлов, которые можно получить также методом внутреннего окисления.
Не существует сколько-нибудь надежных, независимых от аппаратов методов из-
мерений характеристик материалов, которые количественно определяли бы изложен-
ные выше требования.
В технических условиях на контакты приводятся следующие свойства: плотность,
твердость, удельное электросопротивление, химический состав. Оговоренные преде-
лы этих свойств гарантирует лишь то, что материал имеет определенные химический
состав и микроструктуру и что не нарушена технология его изготовления.
Необходимые форма, масса, марка (химический состав) и микроструктура опреде-
ляются для каждого типа аппарата экспериментальным путем.
Все материалы для электрических контактов на основе серебра характеризуются
тем, что добавки в серебряную матрицу почти не реагируют с серебром и последнее
находится в чистом виде. Это обеспечивает электро- и теплопроводимость компози-
ционного материала в целом на уровне, близком к уровню чистого серебра, что, в
свою очередь, приводит к низкому переходному сопротивлению и хорошему теплоот-
воду от рабочей поверхности.
Области применения контактов приведены в табл. 4.187.
Основные способы получения
Методы изготовления контактов из порошков можно подразделить на следующие
группы.
1. Метод индивидуального прессования. Этим методом получают однослойные и
двухслойные контакты.
В двухслойных контактах второй слой - технологический - предназначен для
обеспечения возможности пайки или приварки к контактодержателям. Необходи-
мость подслоя вызвана тем, что такие добавки, как CdO, SnO2, графит, предназначе-
ны для того, чтобы при соприкосновении контакты не приваривались один к другому
недопустимо прочно. Однако эти же добавки препятствуют достаточно надежному
креплению к контактодержателям методами пайки или сварки. Технологические под-
слои бывают из серебра и композиций Ag-Ni, Cu-Ni, Ag-Cu-Ni.
Контакты, полученные методами индивидуального прессования, изготовляются
по обычной схеме, принятой в порошковой металлургии: приготовление смесей,
прессование (на прессах-автоматах), спекание, калибровка, отжиг. Некоторые виды
Таблица 4.187. Характеристика контактных материалов
Область применения Контактные материалы тока, А
1 10 100 1000 10000 100000
Переключатели в бытовых нагревательных устройст- вах Ag-Ni 90/10 Ag-CdO 90-80/10-20; Ag-SnO2 92-88/8-12
Световые выключатели, главные выключатели Ag-CdO 90-80/10-20; Ag-SnO2 92-88/8-12
Бытовые автоматические выключатели Ag-CdO 90-85/10-15; Ag-ZnO 92-88/8-12; Ag-SnO2 92-88/8-12 Ag-C 97-95/3-5 в паре с Си или Ag-Ni 60-70/40-30
Вспомогательные выключа- тели Ag-Ni 90/10
Электромагнитные пуска- тели и контакторы, реле Ag-Ni 70-90/30-10 Ag-SnO2 92-88/8-12; Ag-CdO 90-80/10-10
Промышленные автомати- ческие выключатели Ag-CdO 90-80/10-20; Ag-ZnO 92-88/8-12; Ag-SnO2 92-88/8-12 Ag-C 97-95/3-5 в nape c Ag-Ni 70-60/30-40 Ag-Cd 85/15 в паре c Ag-Ni 70/30 или c Ag-NiC 68/29/3; Ag-W 50-25/50-75 в паре c Ag-C 95/5
Раздел 4. Порошковые материалы
контактов калибруются два раза с промежуточным вторым спеканием. В этом случае
к названию контакта добавляется буква «д». Как правило, температура спекания не
превышает температуры плавления серебра (961 °C). Однако контакты, содержащие
W или WC, спекаются и при более высоких температурах (1200-1300 °C). Практику-
ется предварительное спекание тугоплавкого каркаса с последующей пропиткой се-
ребром.
Разновидностью метода индивидуального прессования является метод внутреннего
окисления порошков сплавов. В этом случае из порошков сплавов Ag-Cd, Ag-Sn и дру-
гих готовятся прессовки массой, близкой к массе готового контакта, и эти прессовки под-
вергаются внутреннему окислению (ВО) с последующими спеканием, калибровкой и от-
жигом. Это гораздо быстрее и удобнее, чем ВО листов сплава с последующей вырубкой.
2. Метод горячего прессования (экструзии) порошковых заготовок в прутки требуе-
мого профиля с последующей нарезкой или вырубкой пластинок толщиной 1-3 мм.
3. Метод изготовления контактов заклепочного типа из проволок, полученных ме-
тодами порошковой металлургии сплавов Ag-Ni, Ag-SnO2, Ag-CdO.
Контакты заклепочного типа бывают монометаллические, изготовленные целиком
из контактного материала, и биметаллические, состоящие из контакта в виде «шляп-
ки» из контактного материала, приваренного к медной «ножке» для крепления.
Существуют автоматы, на которых из одной или соответственно из двух проволок
изготовляются указанные контакты. Производительность таких автоматов составляет
порядка 3000-4000 контактов в час.
4. Метод прокатки порошковых заготовок с последующими вырубкой и калибров-
кой контактов из полос. Полосы (и соответственно контакты) в этом случае могут быть
многослойные, что дает дополнительные возможности экономии серебра путем созда-
ния тонких серебросодержащих слоев (порядка 10 мкм) на не драгоценной основе.
Контакты индивидуального прессования
Размеры и форма (так называемые типоразмеры) контактов индивидуального
прессования регламентируются ГОСТ 3884-77 или чертежами заводов-изготовите-
лей, согласованными с заказчиками.
Заводов-изготовителей в России три: НПО «Благовест» (г. Истра Московской обл.),
завод «Электроконтакт» (г. Кинешма Ивановской обл.) и завод Обработки цветных ме-
таллов (г. Екатеринбург).
В ГОСТ 3884-77 предусмотрены только контакт-детали с боковыми стенками ли-
бо цилиндрической формы, либо в форме прямоугольных параллелепипедов. В по-
следнем случае ребра скруглены, и радиус закругления растет с ростом длин граней.
Высота контактов находится в интервале 1,0-3,0 мм. В зависимости от формы ос-
нования контактов и противоположной (рабочей) поверхности контакт-детали с ци-
линдрической боковой поверхностью предусматриваются в ГОСТ 3884-77 со следую-
щими формами поверхностей оснований:
обе поверхности плоские (тип ПП);
рабочая поверхность плоская, противоположная - плоская с шипом (тип ПШ);
рабочая поверхность плоская, противоположная - плоская со сферическим высту-
пом (рельефом) (тип ПР);
рабочая поверхность сферическая, противоположная - плоская (тип СП);
рабочая поверхность сферическая, противоположная - плоская с шипом (тип СШ);
рабочая поверхность сферическая, противоположная - плоская со сферическим
выступом (рельефом) (тип СР);
рабочая и противоположная поверхности сферические (тип СС).
Контакты с плоскими боковыми гранями имеют сечение, перпендикулярное этим
граням, в виде квадрата или прямоугольника со скругленными углами. Радиусы скруг-
лений зависят от размеров прямоугольников. Такие контакты, так же как и цилиндри-
ческие, имеют разные формы рабочей поверхности и поверхности, предназначенной
для крепления.
ГОСТ 3884-77 предусматривает 15 сочетаний разных поверхностей:
плоская - плоская (тип ПП);
плоская - плоская с шипами (тип ПШ);
плоская - цилиндрическая (тип ПР);
плоская с укосом - плоская (тип ПуП);
плоская с укосом - плоская с шипами (тип ПуШ);
плоская с укосом - цилиндрическая (тип ПуР);
цилиндрическая - плоская (тип ЦП);
цилиндрическая - плоская с шипами (тип ЦШ);
цилиндрическая - цилиндрическая (тип ЦР);
цилиндрическая с укосом - плоская (тип ЦуП);
цилиндрическая с укосом - плоская с шипами (тип ЦуШ);
цилиндрическая с укосом - цилиндрическая (тип ЦуР);
сферическая - плоская (тип СП);
сферическая - плоская с шипами (тип СШ);
сферическая - цилиндрическая (тип СР).
В приведенном перечне первыми указаны рабочие поверхности. Противополож-
ные поверхности служат крепежными и могут иметь рельефные выступы (сфериче-
ские или цилиндрические), либо шипы для фиксации при пайке. Если крепежные по-
верхности плоские или с рельефом, то при пайке фиксация контактов достигается спе-
циальными оправками.
ГОСТ 3884-77 лимитирует также допуски на все размеры, но не содержит ника-
ких сведений о внутренней структуре, химическом составе контактов и их свойствах.
Свойства приводятся в ТУ предприятий, выпускающих контакты.
НПО «Благовест» выпускает по ТУ 3498-009-11720239-95 контакты с рабочим
слоем, составы которых приведены в табл. 4.188.
Таблица 4.188. Химические составы контактов
Марка контакта Массовая доля, %
Ag CdO Ni Mg с W
КМК А09мБ 87,5±0,5 Ост. — — — —
КМК-АЮмБ 85,0±0,5 » — — — —
КМК-АЮмдБ 85,0±0,5 » — — — —
КМК-А27 48,0±0,5 — 2,0±0,3 — — Ост.
КМК-А27П 48,0±0,5 — 2,0±0,3 — — »
КМК-А27п 48,0±0,5 — 2,0±0,3 — — »
КМК-А30Б 70,0±0,5 — Ост. — — —
КМК-АЗОмБ 70,0±0,5 — » — — —
КМК-АЗОмдБ 70,0±0,5 — » — — —
КМК-А30МН 70,0±0,5 — » — — —
КМК-АсЗОБ 70,0±0,5 — » 0,08 — —
КМК-АсЗОпБ 70,0±0,5 — » 0,08 — —
КМК-А31Б 60,0±0,5 — » — — —
КМК-А31мд 60,0±0,5 — » — — —
КМК-А36Б 80,0±0,5 — » — — —
КМК-АЗбмБ 80,0±0,5 — » — — —
КМК-А37Б 40,0±0,5 — » — — —
КМК-АЗ 8 90,0±0,5 — » — — —
КМК-А40Б 95,0±0.5 — — Ост. —
КМК-А40пБ 95,0±0,5 — — — » —
КМК-А40мПБ
КМК-А40мЭБ »
Продолжение табл. 4.188
Марка контакта Массовая доля, %
Ag CdO Ni Mg с W
КМК-А41Э 97,0±0,5 — — — » —
КМК-А41Б 97,0±0,5 — — — » —
КМК-А41ЭП 97,0±0,5 — — — » —
КМК-А41снБ 97,0±0,5 — — » —
КМК-А41ПБ 97,0±0,5 — — — » —
КМК-А32мБ 68,0±0,5 — Ост. — 3,О±О,3 —
КМК-А32мпБ 68,0±0,5 — » — 3,0±0,3 —
КМК-АЗЗмдБ 69,0±0,5 — » — 2,0±0,3 —
КМК-АЗЗмдпБ 69,0±0,5 — » — 2,0±0,3 —
В марке контакта цифры 09; 10; 27; 30; 31; 32; 33; 36; 37; 38; 40; 41 - это условное
обозначение химического состава контакта. Буквы обозначают: А - основа контакта
Ag; м - мелкозернистая структура; д - двойное спекание и допрессовка; п - наличие
подслоя из композиции Ag-Ni 40/60; МН - подслой состоит из сплава Cu-Ni 90/10; сн -
подслой состоит из композиции Ag-Ni 70/30; с - серебро, составляющее основу кон-
такта, получено субтрактивным способом; П - к контакту прикреплен слой припоя
ПСр 15 толщиной О,15±О,О5 мм (состав Cu-Ag - Р 80/15/5); Э - контакт получен ме-
тодом экструзии; Б - улучшенная микроструктура контакта за счет применения ряда
особых технологических приемов.
Выполнение требований ТУ 3498-00239-11720239-95 гарантирует свойства кон-
тактов, приведенных в табл. 4.189.
Таблица 4.189. Свойства контактов
Марка контакта у, г/см3 Интервал HV, кгс/мм2 р, мкОм м, не более
КМК А09мБ 10 0 +0’2 70-120 -
КМК-АЮмБ О -7 +0,3 У,/ -0,2 85-100 0,028
КМК-АЮмдБ 10 0 +0’ 1 704 00 0,027
КМК-А27 13,2±0,2 100-130 0,032
КМК-А27П 13,2±0,2 100-130 0,032
КМК-А27п 13,2±0,2 100-130 0,032
КМК-А30Б 9,6±0,2 70-85 0,030
КМК-А30мБ 9,7±0,2 75-90 0,029
КМК-А30мдБ о у +0,2 Л/ -0,1 75-95 0,029
КМК-А30МН 9,7±0,2 55-80 0,029
КМК-АсЗОБ 9,7±0,2 70-90 0,031
КМК-Ас30пБ 9 7 +0>2 -0,3 70-90 0,031
КМК-А31Б 9,5±0,2 70-85 0,035
КМК-А31мд 9,6±0,2 70-85 0,035
КМК-А36Б 9,7±0,2 55-70 0,025
КМК-АЗбмБ 9,8±0,2 60-75 0,025
КМК-А37Б 9,1 ±0,2 65-80 0,044
КМК-А38 10,1±0,2 — 0,024
КМК-А40Б 8,5±0,2 — 0,036
КМК-А40пБ 8,5±0,2 — 0,036
КМК-А40мПБ 8,7±0,2 30-50 0,034
КМК-А40мЭБ 8,7±0,2 30-50 0,034
Продолжение табл. 4.189
Марка контакта у, г/см3 Интервал HV, кгс/мм2 р, мкОм м, не более
КМК-А41Б 9,0±0,3 28-38 0,026
КМК-А41снБ 9,0±0,3 28-38 0,026
КМК-А41Э 9,0±0,3 30-50 0,026
КМК-А41ЭП 9,0±0,3 30-50 0,026
КМК-А41пБ 9,0±0,3 28-38 0,026
КМК-А32мБ 8,7±0,2 40-68 0,045
КМК-А32мпБ 8,7±0,2 40-68 0,045
КМК-А32мБ 9,3±0,2 55-70 0,035
КМК-АЗЗмдпБ о -j+0,2 у’<0,3 55-70 0,035
Свойства, указанные в табл. 4.189, проверяются на образцах от каждой партии кон-
тактов (приемо-сдаточные испытания), кроме удельного электросопротивления, про-
веряемого на образцах-свидетелях.
В указанных ТУ есть сведения о выпускаемых предприятием типоразмерах кон-
тактов (согласно ГОСТ 3884-77 или чертежам).
В табл. 4.190 и 4.191 содержатся также характеристики контактов, полученных ме-
тодом экструзии с расположением «строчек» графита перпендикулярно рабочей по-
верхности, - КМК-А40мПБ, КМК-А40мЭБ, КМК-А41Э.
Фирма «Благовест» выпускает также контакты индивидуального прессования
КМК А44, КМК А41м и КМК АПм, КМК А42. Их характеристики представлены в
табл. 4.190.
Таблица 4.190. Химические составы контактов по ТУ фирмы «Благовест»
Марка контак- та ТУ Содержание в рабочем слое, % Свойства рабочего слоя
С CdO Ag Ni плот- ность, кг/м HV 5/15
КМК А44 3498-001-11720239-94 3,О±О,3 — 87,0±0,5 Ост. 9,1±0,2 40-80
КМК А44п » 3,О±О,3 — 87,0±0,5 » 9,1 ±0,2 37-60
КМК А44СН » 3,О±О,3 — 87,0±0,5 » 9,1±0,2 37-60
КМК А41м 3498-008-11720239-94 Ост. __ 96,5±0,5 — 8,9±0,4 25-50
КМК А41мСН 3498-008-11720239-94 » — 96,5±0,5 — 8,9±0,4 25-50
КМК АПм 3498-007-11720239-94 — Ост. 80,0±0,5 — 9,52±0,2 75-105
КМК А42 3498-001-13345947-03 Ост. — 96,5±0,5 — 8,9±0,4 28-50
Контакты КМК А42 при том же химическом составе, что и контакты КМК А41м,
имеют более мелкую микроструктуру, повышенную твердость и более высокую ком-
мутационную износостойкость.
Кинешемский завод «Электроконтакт» выпускает контакты индивидуального
прессования по ТУ 16.685.020-85. Составы контактов приведены в табл. 4.191. Циф-
ры и буквы в марках контактов означают то же, что и в марках контактов «Благовес-
та». Буква «н» обозначает никелевый подслой.
Основное отличие контактов по ТУ 16.685.020-85 от контактов по ТУ фирмы
«Благовест» заключается в микроструктуре. Свойства контактов завода «Электрокон-
такт» представлены в табл. 4.192.
Таблица 4.191. Химические составы контактов по ТУ 16.685.020-85
Марка контакта Массовая доля, %
Ag Ni С
KMK-A00 Не менее 99,9
КМК-А41Н 97,0±1,0 — Ост.
КМК-А41 97,0±0,5 — »
КМК-А40 95,0±0,5 — »
КМК-А20м 90,0±0,5, ост. СиО — —
КМК-АЮм 85,0±0,5, ост. CdO —
КМК-А50* 76,5±0,5 0,8±0,1 —
КМК-А30 70,0±0,5 Ост. —
КМК-АЗОм 70,0±0,5 » —
КМК-АЗОмд 70,0±0,5 » —
КМК-А30мн 70,0±0,5 »
КМК-АЗЗмд 69,0±0,5 » 2,0±0,3
КМК-А32 68,0±0,5 » 3,О±О,3
КМК-АЗ 2н 68,0±0,5 » 3,О±О,3
КМК-АЗ1 60,0±0,5 » —
КМК-АЗ 1м 60,0±0,5 » -
’Кроме указанных элементов еще содержится железо в количество 0,4±0,1 %, остальное -
кадмии.
Таблица 4.192. Свойства контактов по ТУ 16.685.020-85
Марка контакта Y, г/см3 Интервал НВ Интервал HV р, мкОмм, не более
KMK-A00 10,0±0,2 30-50 — 0,019
КМК-АЮм 9,7 +0,2 -0,1 80-105 70-105 0,028
КМК-А20м 9,6±0,2 55-75 55-80 0,025
КМК-АЗ 0 9,6±0,2 55-75 55-80 0,030
КМК-АЗОм 9,7 +0,3 -0,2 75-100 80-111 0,029
КМК-АЗОмд 9,7 +0,3 -0,2 75-100 80-111 0,028
КМК-АЗ 1 9,5±0,2 60-80 61-86 0,035
КМК-АЗ 1м 9,5 +0,3 -0,2 80-115 86-130 0,035
КМК-АЗ 2 8,7±0,2 45-65 42-67 0,045
КМК-АЗЗмд 9,3 +0,2 -0.3 70-90 74-99 0,035
КМК-А40 8,5±0,2 25-40 — 0,037
КМК-А41 9,0±0,3 28-50 26-49 0,026
КМК-А50 9,6±0,2 50-70 49-74 0,070
КМК-АЗ Омн 9,7 +0,3 -0,2 75-105 80-117 0,029
КМК-АЗ 2н 8,7±0,2 45-65 42-67 0,045
КМК-А4Ю 9,0±0,3 28-50 22-49 0,026
Контакты Ag—CdO 85/15 по ТУ 117-1-111—93 выпускает завод ОЦМ (г. Екатерин-
бург) под маркой КМК А10м со свойствами: плотность 9,6-9,9 г/см3; НВ 80-105; HV
70-105; удельное электросопротивление 0,028 мкОмм.
Завод ОЦМ выпускает также контакты Ag-C 97/3 на медносеребряном подслое -
КМК А41дв по ТУ 1689 ИМЦЖ 685.112.01. Свойства рабочего слоя: плотность
9,0±0,3 г/см3, твердость HV 26-49 кгс/мм2. Этот же завод выпускает контакты марки
КМК А25 на основе Ag-W-Ni 75/22/3 по ТУ 48-111-86-88 со свойствами рабочего
слоя: плотность 14,8-15,6 г/см3, твердость НВ 170-220 кгс/мм2.
Контакты заклепочного типа
Биметаллические контакты заклепочного типа по ТУ 1995-817-05785324-00 и
ГОСТ 25852-83 с рабочей головкой из сплава СрМ 0,2 (Си 0,2±0,05 %, Ni 0,1±0,05 %,
остальное - серебро), полученного методами порошковой металлургии, выпускает
фирма «Благовест».
Проволоку из композиции Ag+10 % Ni выпускают Московский завод спецспла-
вов по ТУ 117-1-739-91 и фирма «Благовест». Эта проволока применяется для из-
готовления монометаллических контактов в виде заклепок по ГОСТ 25852-83 и
биметаллических контактов по ТУ 48-1-292-82 с рабочей головкой из указанной
композиции.
Ленты и контакты из проката
Фирма «Благовест» впускает профилированные контактные материалы из порош-
ков -ленты и контакты по ТУ 3498-013-11720239-2001.
Ленты, чертежи которых приведены в указанных ТУ, имеют рабочий слой соста-
вов Ag-Ni 90/70, Ag-Ni 99,85/0,15, Ag-CdO 87,5/12,5, а технологический подслой -
соответственно составов Cu-Ni 90/10, Cu-Ni 81/19, Ag 99,9. В контактах рабочий слой
состоит из Ag-Ni 90/10, а подслой - из Cu-Ni 90/10. Указанные ленты и контакты из-
готавливаются по оригинальной технологии, разработанной фирмой «Благовест», ко-
торая позволяет получать изделия с тонким рабочим слоем (от десятка микрометра),
что недоступно при применении обычной порошковой металлургии (индивидуальное
прессование в размер).
По указанной технологии выпускается еще одна биметаллическая рельефная лен-
та с характеристиками, приведенными в ТУ 3498-004-11720239-01. Лента имеет рабо-
чий слой из композиции Ag-CdO 87,5/12,5, подслой из Ag 99,9 %.
По ТУ 3498-010-11720239-01 выпускаются контакты с рабочим слоем из серебра
(> 99,8 %) и подслоями из Cu-Ni 90/10 (КМК ПА00 МНЮ), Fe (КМК ПА00Ж) Cu-Ni
80/20 (КМК ПА 00 МН20).
Толщина рабочего слоя контактов по указанным выше ТУ составляет 0,15-0,25 мм
при общей толщине 1,0 и 1,7 мм. По ТУ 3498-002-11720239-00 выпускаются контак-
ты КМК ПА09м МН, в которых рабочий слой представляет собой сферическую по-
верхность с максимальной толщиной 0,3 мм; он состоит из Ag-CdO 87,5/12,5, а под-
слой - из Cu-Ni 90/10; общая толщина равна 1,2 мм.
По ТУ 3498-012-11720239-01 выпускаются двухслойные и трехслойные контакты,
составы слоев в которых приведены в табл. 4.193.
В марке контакта приняты следующие обозначения: ПА09 - Ag -CdO 87,5/12,5;
МНЮ - Си -Ni 90/10; МН 20 - Си -Ni 80/20; М - Си; СрНЗО - Ag -Ni 70/30; СрМ70 -
Ag-Cu 30/70; СрМ28 -Ag-Cu 72/28; Cp-Ag; ПАЮ -Ag-SnO2 88/12, ПАЮ -Ag-SnO2
90/10, ПАЮ - Ag-SnO2 92/8; первым обозначен рабочий слой, вторым - технологиче-
ский подслой.
По ТУ 3498-003-11720239-94 выпускаются контакты на основе меди с покрытием
из Ag -Ni 70/30 (условное обозначение МАН), покрытие двустороннее толщиной
25±15 мкм.
Таблица 4.193. Химический состав слоев контакт-деталей
Марка контакта Массовая доля основных компонентов, %
в рабочем слое в технологи- ческом слое в крепежном слое
Ag CdO SnO2 Си Ni Ag Си Ni
КМК ПА09/МН10 87,5±1,0 Ост. — 90,0±1,0 Ост. — — —
КМК ПА09/МН20 87,5±1,0 » — 80,0±2,0 » — — —
КМК ПА09/М/СрН30 87,5±1,0 » — >99,5 70,0±1,0 — Ост.
КМК ПА09/М/СрМ70 87,5±1,0 » — >99,5 — 30,0±1,0 Ост. —
КМК ПА09/М/СрМ28 87,5±1,0 » — >99,5 — 72,0±1,0 » —
КМК ПА09/МН10/СрН30 87,5±1,0 » — 90,0±1,0 Ост. 70,0±1,0 — Ост.
КМК ПА09/МН10/СрМ70 87,5±1,0 » — 90,0±1,0 » 30,0±1,0 Ост. —
КМК ПА09/МН10/СрМ28 87,5±1,0 » — 90,0±1,0 » 72,0±1,0 » —
КМК ПА09/МН10/Ср 87,5±1,0 » — 90,0±1,0 » 99,8 — —
КМК ПА09/МН20/СрН30 87,5±1,0 » — 80,0±2,0 » 70,0±1,0 — Ост.
КМК ПА09/МН20/СрМ70 87,5±1,0 » — 80,0±2,0 » 30,0±1,0 Ост. —
КМК ПА09/МН20/СрМ28 87,5±1,0 » — 80,0±2,0 » 72,0±1,0 » —
КМК ПА12/МН10 88,0±1,0 — Ост. 90,0±1,0 Ост. — — —
КМК ПА12/МН20 88,0±1,0 — » 80,0±2,0 » — — —
КМК ПА12/М/СрН30 88,0±1,0 — » >99,5 — 70,0±1,0 — Ост.
КМК ПА12/М/СрМ70 88,0±1,0 — Ост. >99,5 — 30,0±1,0 Ост. —
КМК ПА12/МН10/СрН30 88,0±1,0 — » 90,0±1,0 Ост. 70,0±1,0 — Ост.
КМК ПА12/МН10/СрМ70 88,0±1,0 — » 90,0±1,0 » 30,0±1,0 Ост. —
КМК ПА12/М20/СрН30 88,0±1,0 — » 80,0±2,0 » 70,0±1,0 — Ост.
КМК ПА12/МН20/СрМ70 88,0±1,0 — » 80,0±2,0 » 30,0±1,0 Ост. —
КМК ПА12/МН20/СрМ28 88,0±1,0 — » 80,0±2,0 » 72,0+1,0 » —
КМК ПА13/МН10 90,0±1,0 — » 90,0±1,0 » — — —
КМК ПА13/МН20 90,0±1,0 — » 80,0±2,0 » — — —
КМК ПА13/М/СрН30 90,0±1,0 — » >99,5 — 70,0±1,0 — Ост.
КМК ПА13/М/СрМ70 90,0±1,0 — » >99,5 — 30,0±1,0 Ост. —
КМК ПА13/МН10/СрН30 90,0±1,0 — » 90,0±1,0 Ост. 70,0±1,0 — Ост.
КМК ПА13/МН10/СрМ70 90,0±1,0 — » 90,0+1,0 » 30,0+1,0 Ост. —
КМК ПА13/МН20/СрН30 90,0±1,0 — » 80,0±2,0 » 70,0±1,0 — Ост.
КМК ПА13/МН20/СрМ70 90,0±1,0 — » 80,0±2,0 » 30,0±1,0 Ост. —
КМК ПА13/МН20/СрМ28 90,0±1,0 — » 80,0±2,0 » 72,0±1,0 » —
КМК ПА14/МН10 92,0±1,0 — » 90,0±1,0 » — — —
КМК ПА14/М20 92,0±1,0 — » 80,0±2,0 » — — —
КМК ПА14/М/СрН30 92,0±1,0 — » >99,5 — 70,0±1,0 — Ост.
КМК ПА14/М/СрМ70 92,0±1,0 — » >99,5 — 30,0±1,0 Ост. —
КМК ПА14/МН10/СрН30 92,0±1,0 — » 90,0±1,0 Ост. 70,0+1,0 — Ост.
КМК ПА14/МН10/СрМ70 92,0±1,0 — » 90,0+1,0 » 30,0±1,0 Ост. —
КМК ПА14/МН20/СрН30 92,0±1,0 — » 80,0±2,0 » 70,0±1,0 — Ост.
КМК ПА14/МН20/СрМ70 92,0±1,0 — » 80,0±2,0 » 30,0±1,0 Ост. —
КМК ПА14/МН20/СрМ28 92,0±1,0 — » 80,0±2,0 » 72,0±1,0 » —
Фирма «Благовест» выпускает широкую номенклатуру типоразмеров контактов по
ТУ 3498-012-11720239-01. В этих ТУ кроме типоразмеров приведены массы и содер-
жание серебра в каждом контакте.
4.8.4. Скользящие электроконтакты
Группа электроконтактных материалов, обладающих помимо электроконтактных
также антифрикционными свойствами, широко используется в аппаратостроении как
для токопроводящих узлов трения, так и для коммутирующих электрических контак-
Таблица 4.194. Характеристика порошковых сплавов и псевдосплавов, используемых
в электротехнической промышленности для изготовления электрических контактов
Тип материала Система Основа компо- зиции Легирующая примесь Влияние легирующей примеси на электро- контактные характеристики Структура
Металл—металл Металл-оксид Металл- бескислородные тугоплавкие со- единения Металл- антифрикцион- ный наполнитель Двухкомпонентная » » Трехкомпонентная » » » Двухкомпонентная Двухкомпонентная Двухкомпонентная » Трехкомпонентная Ag Ag Си Ag-W Ag-Мо Cu-W Си-Mo Ag Си Ag Си Си Ag Си Ag-Ni Ag-Pd W, Mo, Ni, Fe, Co Cd, Pd W, Mo, Fe Ni, Co, Cu Ni, Co, Cu Ni, Co Cu-Mo CdO, ZnO, MgO, CuO, PbO, SnO2, In2O 3, NiO A12O3, CdO, ZrO2, TiO2 WC, Mo2C BN, графит MoS2 MoS2 Графит CaF2 . Повышает электроэрозионную стойкость и износоустойчивость, снижает склонность к схватыванию, повышает удельное электро- сопротивление Повышает износостойкость и эрозионную стойкость, коррозионную стойкость, удель- ное электросопротивление Повышает электроэрозионную стойкость и износостойкость, снижает склонность к свариванию Улучшает технологические свойства, по- вышает электроэрозионную и коррозион- ную стойкость, износостойкость, удельное электросопротивление, сопротивление сва- риванию Повышает эрозионную стойкость и износо- стойкость, подавляет склонность к сварива- нию Повышает эрозионную стойкость, износо- устойчивость, снижает склонность к свари- ванию, снижает коэффициент трения Гетерогенная двух- фазная Гомогенная Гетерогенная двух- фазная То же Г етерогенная двух-' фазная То же Гетерогенная двух- фазная То же Гетерогенная двух- фазная Г етерогенная трех- фазная Гетерогенная двух- фазная
Раздел 4. Порошковые материалы
ОО
тов. Контакты этого типа представляют собой своеобразную пару трения, в которой
контактирующие элементы скользят друг по другу, не нарушая их электрической свя-
зи. Поэтому наряду с указанными выше требованиями контактный материал должен
обладать также комплексом антифрикционных свойств применительно к условиям су-
хого трения. Контактная пара должна состоять из разнородных материалов, так как в
случае одинаковых материалов будет происходить схватывание трущихся поверхно-
стей даже в обычных условиях эксплуатации, не говоря уже о работе в вакууме. Же-
лательно, чтобы контртело (токонесущий элемент) было более твердым (примерно в
1,3-2 раза), чем подвижный контакт (токоснимающий элемент). В табл. 4.194 пред-
ставлены разные типы композиционных материалов и легирующие добавки к ним,
влияющие на электроконтактные свойства.
Микроструктура псевдосплавов этого типа представляет собой металлическую од-
нофазную или двухфазную матрицу, в которой равномерно распределены отдельные
частицы твердого смазочного наполнителя. Участки твердых смазок выполняют анти-
фрикционные функции, а металлическая основа с малым электросопротивлением
обеспечивает основную электрическую связь в сопряженном контактном узле. Осно-
вой контактного материала служит медь, серебро, никель, железо, алюминий. В слу-
чае добавления к контактному материалу легкоплавких металлов (например, галлия)
износ уменьшается благодаря замене сухого трения жидкостным при расплавлении
этой добавки. Наиболее распространенным наполнителем является чешуйчатый гра-
фит, который практически не взаимодействует с металлической составляющей мате-
риала и не образует с ней прочных связей. Наряду с графитом в качестве добавок,
уменьшающих коэффициент трения, используются и другие твердые смазки, напри-
мер дисульфид молибдена, сульфид цинка, селениды некоторых редких металлов,
фтористый кальций и др.
В табл. 4.195 приведен перечень наиболее широко применяемых электроконтакт-
ных материалов и легирующих добавок, улучшающих некоторые электроконтактные
свойства.
Таблица 4.195. Характеристика псевдосплавов, используемых в электротехнической
промышленности для изготовления скользящих электрических контактов
Система Основа компози- ции Легирующая добавка Влияние легирования на электроконтактные харак- теристики Тип микрострукту- ры
Двухкомпо- Си, Ag BN, графит Гетерогенная двух- фазная Гетерогенная трех- фазная
Трехкомпо- нентная Ag-Ni Графит Повышает эрозионную стойкость и износостой-
Ag-Pd CaF2 кость, снижает склонность к свариванию, снижает ко- Гетерогенная двух- фазная
Двухкомпо- нентная Ag, Си MoS2 эффициент трения Гетерогенная двух- фазная
Скользящие контакты применяют в виде пластин, стержней, цилиндров, проволо-
чек и т.п. в слабо- и среднеточной технике, ими оснащены потенциометры, токосъем-
ники, реостаты, коллекторы. Скользящие контакты широко применяются в радиотех-
нических и радиоэлектронных приборах.
Для слаботочных электроконтактов, передающих токи от миллиампера до единиц
ампера, широко применяются сплавы на основе драгоценных металлов типов сереб-
ро-никель, серебро-палладий-никель, золото-палладий-серебро, серебро-цирконий
и прочие с добавками сульфидов и селенидов (вольфрама, молибдена, ниобия), халь-
когенидов некоторых металлов, галлоидных соединений, фтористого кальция, графи-
та и др.
Как правило, серебрянографитовые контакты содержат 2-50 % графита и работа-
ют в точных измерительных приборах либо сухими, либо полностью погруженными
в масло при скоростях скольжения до 20 м/мин и нагрузке 0,05-0,07 МПа.
Более подробное представление о некоторых марках материалов для слаботочных
контактов дает табл. 4.196.
Для работы в области средних токов для скользящих контактов разработано боль-
шое количество материалов, содержащих графит, упрочненный металлами. Такие
контакты используют в качестве коллекторных пластин пантографов для питания то-
ком двигателей электропоездов при скоростях скольжения до 1500 м/мин и воздейст-
вии сравнительно высоких давлений и ударов, а также для производства щеток элек-
тродвигателей и динамомашин, магнето, электролизеров и др.
В последние несколько десятилетий в научной литературе появилось большое ко-
личество сведений о материалах для скользящих электроконтактов на медной основе,
а также на основе серебра, железа, никеля и алюминия.
Меднографитовые контакты содержат 8-75 % графита, обладают хорошими элек-
трофизическими свойствами и дешевы, работают надежно в тяжелых эксплуатацион-
ных условиях; бронзографитовые контакты содержат 2-5 % графита, 70-80 % меди,
остальное - олово, железо, никель. При изготовлении меднографитовых электрокон-
тактов необходимо создать медный каркас, придающий материалу максимальную
электропроводность. Технологически эту задачу решают несколькими способами. По
одному из них пористый графит инфильтруют под давлением расплавленной медью,
что оказалось экономически выгодным при содержании меди в композиции > 50 %;
пористый графит должен иметь сквозную пористость 20-35 % и быть прочным. Бо-
лее распространен метод, связанный с прессованием и спеканием смеси порошка ме-
ди с различными углеродсодержащими материалами.
Скользящие контакты также можно изготовлять из графита, покрытого медью или
ее сплавами. В этом случае порошки графита, цинка и свинца погружают в водные
растворы CuSO4 или СиС12. Медь осаждается на поверхности графита и механически
захватывается часть свинца. Лучшие свойства по износостойкости, твердости и проч-
ности достигаются при содержании свинца 1-2 %. Структура спеченных изделий
обеспечивает им высокую износостойкость и хорошие электрические, термические и
механические свойства. Как правило, в качестве исходных берут порошки графита
(ГОСТ 4404-78), меди (ГОСТ 4960-75), свинца (ГОСТ 1638-78) и олова (ГОСТ
9723-79).
Одним из наиболее распространенных видов изделий, относящихся к типу сколь-
зящих контактов, являются щетки электрических машин, представляющие собой де-
тали токосъемного устройства, которые применяются для подвода и отвода тока на
коллекторах и контактных кольцах электрических вращающихся машин. Щетки элек-
трических машин изготавливаются с токоведущим проводом и без него. Крепление
токоведущего провода в электрощетке осуществляется одним из следующих спосо-
бов: конопаткой, запрессовкой, развальцовкой и пайкой.
Электротехнические щетки, изготовленные методом порошковой металлургии,
позволяют снимать ток 15-20 А/см2, работают при скорости скольжения до 20-25 м/с
с коэффициентом трения 0,2-0,25. Легирование оловом и свинцом (до 7 %) позволяет
повысить номинальную плотность тока до 27 А/см2, скорость скольжения - до 55 м/с
и снизить коэффициент трения до 0,14-0,17.
Типы материалов для скользящих электроконтактов на основе меди, алюминия и
железа даны в табл. 4.197-4.199.
Материал, ГОСТ, ТУ Массовая доля, % Y> 3 г/см HB P, mkOmcm Краткие сведения о технологии изго- товления контактов Назначение
ПдСр-70 (проволока), ТУ 48-1-76-74 (про- волока из компо- зиции марок ПдСрН-70-5 и ПдСр-70) ПдСрН-70-5, ТУ 48-1-76-74 (прово- лока из компози- ции марок ПдСрН- 70-5 и ПдСр-70); ТУ 48-1-132-76 (кон- такты металлокера- мические из компо- зиции ПдСрН-70-5) СПдЗ-17Су-10 СНДсМ-7,5 СПдФ-2 СПдН5-3 Ag 70; Pd 30 Ag 70; Pd 25; Ni 5 Ag 48; Pd 25; Au 17; Sb 10 Ag 65; Ni 27,5; MoS2 7,5 Ag 88,5; Pd 29,5; CaF2 2,0 Ag 63; Pd 25,0; Ni 5,0; C 3,0 10,8 10,6 11,5 9,05 9,63 10,0 980 980 735-882 284 1009 686 12 15 2,2 43 18 18 Исходные материалы: порошок сплава серебро-палладий. Прессование круп- ногабаритной заготовки, твердофазное спекание, допрессовка, отжиг, экструзия в проволоку, пруток или ленту, отжиг и высадка контактных деталей Исходные материалы: гомогенизиро- ванная смесь порошков серебра, палла- дия и никеля. Прессование крупногаба- ритных заготовок, их твердофазное спе- кание, допрессовка, отжиг, экструзия, отжиг и высадка контактных тел Смешивание порошков исходных мате- риалов, прессование заготовки, спека- ние, допрессовка, экструзия, высажива- ние контактов Смешивание порошков исходных мате- риалов, прессование контактов, твердо- фазное спекание в среде аргона, допрес- совка, отжиг Смешивание порошков, прессование, твердофазное спекание, допрессовка, отжиг, экструзия или прокатка и воло- чение в проволоку, ленту, штамповка контактов Смешивание порошков, прессование с подслоем из серебра, твердофазное спе- кание, допрессовка, отжиг Скользящие контакты для по- тенциометров с двусторонним вращением платы, работающие с большими скоростями, при нормальной и повышенной тем- пературах, коммутирующие токи от миллиампера до 5А Скользящие контакты для по- тенциометров, работающих в условиях повышенной скорости вращения платы Скользящие контакты потен- циометров, токосъемники, пе- реключатели Скользящие контакты токо- съемников с коэффициентом трения 0,27, работающие в при- борах при температуре 500 °C, не изменяющие контактное сопротивление, коммутируют токи до 2А Разрывные контакты слаботоч- ных реле, скользящие контакты потенциометров, токосъемни- ков
486 Металлические порошки и порошковые материале
Продолжение табл. 4.196
Материал, ГОСТ, ТУ Массовая доля, % г/см HB P, мкОмсм Краткие сведения о технологии изго- товления контактов Назначение
СНДсМ-2,5 Ag 67,5; Pd 25; Ni 5,0; MoS2 2,5 10,2 980 20 Смешивание порошков сплава серебро- палладий с никелем и дисульфидом молибдена, прессование при 300 °C, экструзия в прутки, проволоку или лен- ту, отжиг, штамповка контактов Скользящие контакты слабо- точных потенциометров, токо- съемников
Таблица 4.197. Характеристика материалов на медной основе для скользящих контактов
Массовая доля, % Свойства Назначение
С Sn Al Ni Pb сульфиды другие добавки
2-12 0 5-10 0 0,3-6,0 0 0 ак = 0,41 Дж/см2; р = 25 мкОм см Скользящие контакты электропоездов
1-15 0 0 0 0 CuS 1-10; MoS2 0,5-3,0 0 у = 7,2 г/см3; НВ 372-392 МПа; ов = = 136 МПа; 5 = 0,5 % Пластины пантографов
1-5 0 0 0 0 CuS 1-10 Сплав Fe-Cr 0,2-5,0 у = 7,4 г/см3; НВ 440-460 Мпа; ов = = 134 МПа; 5 = 4%; р = 4,48 мкОм см Токосъемники скоро- стных электрокар
0,3-3,0 2-8 0 0,1 0 CuS 2-10 Fe 3-12; борид желе- за 0,2-5,0 — Пластины пантографов
0,2-5,0 7-11 0 0,3-6,0 0 0 Mo, FeW или нержа- веющая сталь 3-25 — То же
0,5-6,0 2-13 0 3-15 2-8 0 0 Повышенная ударная вязкость и пластичность Токосъемники
1-5 5-15 0 0,5-2,0 0 FeS или CuS 3-15 FeW или FeMo, или FeTi, или FeP 3—15 Повышенная износостойкость Пластины пантографов
1-5 3-15 0 0 0,5 0 Сг 3-20; Р0,1-0,2 — То же
1-4 3-8 0 2-6 2-10 CuS 1-10 0 — Наружный слой токо- съемникрв
5-30 2-10 0 0 2-10 0 Сг 2-30; Ag 2-20 — Электроды для подвода больших токов
1-5 4-10 0 2-13 0 0 Fe 0,4-15; Сг 0,6-3; ВО,1-1,0; Si 0,1-1,0 НВ 725-872 МПа; ов = 323... 333 МПа; р = 18...20 мкОм см; ак = = 9,8... 12,7 Дж/см2 Токосъемники скоро- стных электрокар
Раздел 4. Порошковые материалы 487
Таблица 4.198. Химический состав материалов на алюминиевой основе для скользящих
электроконтактов
Массовая доля, %
С Си РЬ Ni Mg Si другие металлы или соединения
0,5-5,0 0 0,5-5,0 0,5-10 0,5-10 0,5-10 3,45 0 1,0-25 1,0-6,0 0,5-5,0 0,5-5,0 0 0,2-2,0 0,2-2,0 0 5,0-25 5,0-25 MoS2, Сг 1,0-5,0 Сг 0,2-5,0 MoS2 0,5-5,0; Сг 0,2-5,0
Таблица 4.199. Характеристика материалов скользящих электроконтактов
для электропоездов и троллейбусов
Массовая доля, % Длина пробега при работе без смазки, тыс. км
Fe Си С РЬ
95 0 5 0
86 0 6 8 2
82 4 14 0 4-7,5
В табл. 4.200 приведены данные по отдельным предприятиям, выпускающим раз-
личные изделия, относящиеся к классу скользящих контактов.
Таблица 4.200. Технические характеристики скользящих контактов, выпускаемых
разными предприятиями
Наименование изделия (марка) Показатель Применение
ФГУП «Научно-i Контакт-детали Колодки конструкцион- ные токопроводящие (КТПДГР2) Щетки для электрических машин (МГС5) (МГСОА, МГС20) (МГСО1, МГСО) (МГ) (МГЗК) 1сследовательский институт элекг HV 40-100; р < 0,025-0,045 мкОм м; Rn < 1,0-5,0 мкОм м; f = (0,2-0,4); i = (10-4- 102) А; Р = (10’"- 105) Па ЗАО «Электроконтакт» проугольных изделий» Для вакуумных вращающихся устройств (контакты, щетки, контактные кольца) Для работы в качестве сколь- зящих контакторов шовных машин и в оборудовании для шовной сварки без пламенных аккумуляторов В стартерах для дизельных двигателей «КАМАЗа», «ИКА- РУСа» и др. В стартерах автотракторных машин, автомобилей «Волга», «Москвич», «Жигули» В электрических машинах постоянного тока напряжени- ем до 12 В, в стартерах для автомобилей и тракторов на- пряжением до 12 В В асинхронных двигателях с фазным ротором, стартерах напряжением до 6 В, электри- ческих машинах постоянного напряжения до 12 В В электрических машинах постоянного тока малой и средней мощности с напряже- нием питания до 48 В
Продолжение табл. 4.200
Наименование изделия (марка) Показатель Применение
(МГ4) Вставки контактные для ЭПД, вставки троллей- бусные ВТП, ВТ а Пластины контактные (ТУ 14-1-4136-86) Ж70Д22Св5Н-ПМ (ВЖ-1) Ж77Д22Н-ПМ (ВЖ-2) Ж84Д15Н-ПМ (ВЖ-3) Д75Ж15Св7Н-ПМ (ВМ) 40 «Выксунский металлургический Исходные порошки - Fe, Cu, Ni, Pb, графит, дисульфит молибдена HV 70-100; р < 0,3 Омм; ои = 15 кгс/мм2; ор = 10 кгс/мм2 HV 80-ЮО; р < 0,3 Ом м; ои = 20 кгс/мм2; ор = 13 кгс/мм2 HV 80—100; р < 0,3 Ом м; ои = 25 кгс/мм2; Ор = 12 кгс/мм2 HV 80-100; р < 0,3 Ом м; ои = 12 кгс/мм2; ор = 6 кгс/мм2 В асинхронных двигателях с фазным ротором, синхронных генераторах, электрических машинах постоянного тока напряжением до 40 В Для токосъемников шинно- провода электроподвесных до- рог, троллейбусов завод» Для токоприемников электро- подвижного состава постоян- ного тока
4.8.5. Электропроводниковые материалы и изделия различного назначения
Катодные материалы
Одним из основных элементов вакуумных электронных приборов, использующих
явление эмиссии электронов в вакууме, является катод. Основное требование к мате-
риалу катода заключается в обеспечении необходимой для данного прибора плотно-
сти эмиссионного тока.
К катодным элементам электронных устройств повышенной мощности, особенно
разборных, предъявляется ряд дополнительных требований, основными из которых
являются высокие электропроводность, теплопроводность, температуры плавления,
малая упругость паров при рабочих температурах и термоциклических нагрузках, вы-
сокая эрозионная стойкость по отношению к ионной бомбардировке.
Катоды электронных систем повышенной мощности могут быть классифицирова-
ны по следующим основным типам: 1) металлические; 2) композиционные; 3) на ос-
нове тугоплавких соединений.
Металлические термокатоды
Металлические термокатоды изготовляют из тугоплавких металлов, которые ха-
рактеризуются малой скоростью испарения при рабочих температурах.
Наиболее эффективными термоэмиттерами являются Та, W, Nb, Hf, Re.
Наиболее распространенным катодным материалом является вольфрам, обладаю-
щий наименьшей упругостью паров. Рабочие температуры вольфрамового катода со-
ставляют обычно 2200-2400 °C, при этом плотность эмиссионного тока 0,25-1,0 А/см2
при сроке службы в условиях высокого вакуума ~10 тыс.ч.
Металлические катоды изготавливают в виде нитей, прутков, лент, спиралей в сис-
темах прямого накала и используют в мощных высоковольтных электронных систе-
мах - генераторных лампах, рентгеновских трубках, электронно-лучевых установках.
Технология изготовления этих катодных элементов определяется технологическими
процессами металлургии тугоплавких металлов.
Композиционные термокатоды
Более специфичными являются так называемые металлопористые камерные като-
ды (L-катоды). Принцип их работы заключается в том, что активная в эмиссионном
отношении пленка бария, аналогичная пленке на обычных катодах, разрушающаяся
во время работы катода вследствие испарения и ионной бомбардировки, непрерывно
возобновляется за счет поступления бария из внутренних полостей катодного элемен-
та через пористую стенку, изготовленную из спеченного порошка тугоплавкого метал-
ла. Путем регулирования проницаемости пористой стенки можно управлять плотно-
стью эмиссионного тока и долговечностью катода.
Основная составная часть катода - пористая перегородка, изготавливаемая обыч-
но из вольфрамового порошка, а также из порошков молибдена, рения с вольфрамом
или сплавов благородных металлов с вольфрамом.
Заполнение пор активным эмитирующим материалом может происходить несколь-
кими способами, например пропиткой пористого тела сплавами на основе оксида ба-
рия, смесей оксидов бария и алюминия, бария и титана, бария и тория и т.д. или раз-
ложением на поверхности пор карбоната бария с образованием ВаО; также существу-
ет технология, при которой порошки тугоплавкого металла и активного вещества
прессуют и спекают при температуре выше температуры плавления активного веще-
ства. Далее катоды подвергают активированию с образованием свободного бария.
ОАО «Выксунский металлургический завод» производит композиционные катоды
по ТУ ЯЕО.021.082.
Из порошка сплава Ni-Al-Ba (НАБ-2) прокатывают ленту толщиной 0,2 мм, ши-
риной 75 мм. Исходными материалами служат порошки никеля, алюминия, бария.
Конструкционные электротехнические изделия
Типовыми деталями конструкционного назначения являются корпуса и подшипни-
ковые щиты малых электродвигателей, дистанционные втулки, распорные кольца,
шайбы, клеммные зажимы, контактные ролики, контактодержатели и др.
При изготовлении конструкционных электротехнических деталей используются
типовые технологические схемы, предусматривающие выпуск либо готовых изделий
или заготовок, требующих незначительной механической обработки.
В табл. 4.201—4.204 представлены состав, свойства конструкционных материалов
на основе меди и алюминия, а также отдельные характеристики порошковых деталей
для токосъема.
Таблица 4.201. Характеристика материалов на основе меди и алюминия
Марка мате- риала Номер ТУ Химический состав, % Область применения
КТП-Дгш КП-АД4 ТУ 16-538.377-81 ТУ 16-532.378-81 Медь 99,5, содержание примесей и посторонних включений определяется их содержанием в исход- ном сырье Медь 4±0,5, алюминий - остальное Детали конструкционные токо- проводящие предназначены для работы в электрических аппа- ратах и машинах Детали конструкционные по- рошковые предназначены для работы в электрических аппа- ратах и машинах
Продолжение табл. 4.201
Марка материала Номер ТУ Химический состав, % Область применения
КТМК-БОО ЛМК-80 ЛМК-60 ТУ 16-538.223-77 ТУ 16-538.148-77 Медь 99,5, содержание примесей и посторонних включений определяется их содержанием в исходном сырье Медь (80±40), цинк - остальное Медь (60±8,5), цинк - остальное Двигатели и заготовки конструкционные токопро- водящие предназначены для работы в электрических аппаратах и машинах Детали и заготовки латунные металлические и керамические предназначены для работы в аппаратах напряжением до 1000 В
Таблица 4.202. Физико-механические свойства конструкционных материалов на основе
меди и алюминия
Марка материала у, г/см3 НВ, МПа аи, МПа р, мкОм-м
КТП-Дгш 8,75 588 (60) По чертежу 0,019
КТМК-БОО 8,6 490-833(59-85) — 0,022
ЛМК-80 7,8 — По чертежу 0,080
КП-АД4 2,65 588 (60) Не менее 200,0 —
Таблица 4.203. Характеристика порошковых деталей для токосъема
Изделие Номер ТУ Химический состав, % Область применения
Пластина коллек- торная ПКС-Б00 ТУ 16-538.35-79 Медь 99,5 Двигатели постоянного тока; электромашинные усилители; сварочные преобразователи; универсальные коллекторные двигатели малой и средней мощ- ности
Контактное кольцо ККС-Б00 ТУ 16-538.168-80 Медь 99,5 Контактные кольца для фазных электродвигателей
Биметаллическая коллекторная пла- стина БМКП ТУ 16-538.168-80 Медь 99,5 (рабо- чая часть), желе- зо 99,0, углерод 0,2 Графит 2±0,3, медь - остальное Двигатели постоянного тока средней и большой мощности, сварочные преобразователи
Колодка токосъем- ная ТУ 16-538.392-83 Скользящие контакты шовных машин; оборудование для шов- ной сварки безламельных акку- муляторов
Контакты КМК-Б00 ТУ 16-538.083-78 Медь 100,0 Контроллеры, контакторы (/н > >100 A, U„ < 1000 В), дугогаси- тельные контакты
Контакты КМК-Б10 ТУ 16-538.249-75 Графит 3,0±0,3, медь-остальное Мощные автоматические вы- ключатели
Таблица 4.204. Свойства порошковых изделий для токосъема
Изделие Номер ТУ НВ, не менее Р, мкОмм, не более °В, - МН/м2, не менее Плот- ность у, г/см3, не менее 8(после разрыва), %, не ме- нее
Пластина коллек- торная ПКС-Б00 ТУ 16-38.315-77 55-80 0,02 210 8,7±0,1 17
Контактное кольцо ККС-БОО ТУ 16-538.168-72 55 0,021 215,8 8,7 15
Биметаллическая коллекторная пла- стина Б МКП ТУ 16-538.294—76 55* 65’ 0,023’ — 8,6’; 6,8’ —
Колодка токосъем- ная КТП-ДГрг ТУ 16-538.392-83 30-45 0,036 — 7,1 —
Контакты КМК-Б00 ТУ 16-538.083-78 65 0,02 — 8,6 —
Контакты КМК Б10 ТУ 16-538.242-75 20-35 0,040 — 7,0±0,3 -
Ниже даны характеристики отдельных изделий, производимых на предприятиях
Российской Федерации. ОАО «Уралэлектромедь» (г. Верхняя Пышма Свердловской
обл.) выпускает электротехнические изделия, указанные в табл. 4.205.
Таблица 4.205. Характеристика электротехнических изделий, выпускаемых
ОАО «Уралэлектромедь»
Группа из- делий Номер ТУ Плотность у, г/см3, не менее р, Ом-м, не более Область применения. Назначение. Режим работы
Заготовки коллекторов электродви- гателей Электро- контакты и контакто- держатели, токоподво- дящие шины коммутаци- онных аппа- ратов1 'Для этой ТУ 1990-368-112-99 ТУ 1990-368-120- 2000 группы изделий НВ н 8,3 8,5 е менее 55. 2,1108 2,2-10’8 Коллекторно-щеточная пара, то- косъемные кольца для электро- двигателей постоянного и пере- менного тока, применяемые в сервисных двигателях автомоби- лей и бытовой технике, привод погружных насосов; скользящий контакт щеточно-коллекторных узлов электрических машин; ко- роткозамкнутое кольцо ротора двигателя погружного насоса В автоматических электровыклю- чателях, рубильниках, в качестве разъемных соединений силовой цепи сварочных агрегатов, элек- троподвижных составах и т.д. Коммутация постоянного и пере- менного тока в номинальном ре- жиме и режиме короткого замы- кания. Величина коммутируемого тока - до 400 А, рабочее напряжение 220-380 В
То же предприятие выпускает наконечники токоподводящие для сварки проволоч-
ным электродом в среде защитных газов (марка материала М70) и электроды контакт-
ной сварки (марка материала М306) из дисперсно-упрочненной меди. Наконечники и
электроды обладают повышенными твердостью, прочностью, износостойкостью при
температурах до 850 °C, низкой адгезией к расплавам металлов, к цинку и другим ма-
териалам покрытий плакированных сталей. Наконечники и электроды изготавливают-
ся как стандартных типоразмеров, так и по чертежам заказчиков. Физико-механиче-
ские параметры материалов даны в табл. 4.206.
Таблица 4.206. Физико-механические параметры материала
Параметры Марка материала
М70 М306
Твердость по Виккерсу HV Электропроводность (% от электропроводности меди марки Ml), не менее Предел прочности при растяжении, МПа (кгс/мм2), не менее Относительное удлинение, %, не менее Предел прочности при сжатии, МПа (кгс/мм2), не менее Относительная деформация при сжатии, %, не менее Твердость после отжига в течение 1 ч, МПа (кгс/мм2), не менее (в числителе - температура, °C, в знаменателе - твердость) 1900-2200 (194-225) 45 590(60) 4,5 1000(102) 36 680/1700(174) 1800-2000 (184-204) 48 540 (55) 8,5 1300(133) 55 700/1600(163)
ЗАО «Электроконтакт» (г. Кинешма Ивановской обл.) выпускает следующую
номенклатуру конструкционных деталей на основе железа, латуни и меди (табл.
4.207).
Таблица 4.207. Номенклатура деталей конструкционного назначения
Марка изделия Наименование продукции Применение
Жгр1ДЗ; ЖД2; ЖД2Н5; ПМТ; ПМК; ПМС ДГР-9 Детали конструкционного наз- начения на основе латуни, железа и меди Наконечники марки кпд Используются в электрических машинах, станках, приборах (в автоматических выключателях, контакторах, реле, магнитных пускателях, силовых трансформаторах), глубинных насосах, товарах народного потребления (швейные машины, оверлоки, стиральные машины и т.д.) Предназначены для использования в полуавтоматах для дуговой сварки плавящимся электродом
В табл. 4.208 содержатся сведения о пористых и беспористых конструкционных
изделиях электротехнического назначения, выпускаемых ОАО «Выксунский метал-
лургический завод» методом прокатки порошков.
Таблица 4.208. Технические характеристики конструкционных электротехнических
изделий
Материал, прока- танный из порош- ков Номер ТУ Исходные материалы По- ристость, % Предел прочности на разрыв, кгс/мм , не менее Основное применение
Лента пористая никелевая* Ту 14-1-3928-85 Порошок никеля 35-40 4,0 Для элек- тронных приборов
Лента пористая никелевая (ЛНПИТ) ФЮ0.021.005-ТУ Порошок никеля, моче- вина 71-80 — Для металло- керамиче- ских источ- ников тока
Пластины никеле- вые высокопорис- тые электродные ТУ 14-1-3542-83 То же 60-70 1,0 Для электро- дов в элек- трохимиче- ских уста- новках
Пластины титано- вые высокопорис- тые электродные ТУ 14-1-4572-89 Порошок титана, би- карбонат аммония 30-60 1,0 То же
Полосы из при- пойного материала на основе медь- олово“ (МОС-4, МОС-4,5) ’Число перегибе ’’Удельное элек' ЯЕО.021.214-ТУ в 10. гросопротивление н Порошок меди, олова, свинца нике- ля, лития, углекислого кобальта, железа, бора аморфного е более 5,8-7,0 <3 мкОм-м. Для изделий электронной техники
4.9. Антифрикционные материалы
4.9.1. Общие сведения
Антифрикционные порошковые материалы используются для изготовления дета-
лей узлов трения (подшипников скольжения, распорных втулок, колец, торцевых уп-
лотнений, шайб, подпятников, поршневых колец и др.) различных машин и механиз-
мов. Они применяются вместо дефицитных подшипниковых литых сплавов из цвет-
ных металлов, подшипников качения, антифрикционных сталей и чугунов. Примеры
узлов с порошковыми подшипниками скольжения приведены на рис. 4.68.
Введение в состав спеченных антифрикционных материалов различных веществ,
играющих роль твердой смазки, присадок, повышающих прочностные свойства мате-
риала, а также во многих случаях наличие в материале подшипника остаточных пор
(-15-30 об. %), которые после спекания пропитываются смазочными жидкостями,
увеличивают срок службы деталей в 1,5-10 раз.
В качестве присадок, играющих роль твердой смазки, обычно применяют графит,
сульфиды, фториды, фторопласты, иногда оксиды. Наличие запаса жидкой и твердой
смазок обеспечивает хорошую работу таких материалов в условиях ограниченной пода-
Рис. 4.68. Примеры узлов с порошковыми подшипниками скольжения:
1 — самосмазывающаяся втулка; 2 — втулка с буртом; 3 - направляющая клапана двигателя
внутреннего сгорания; 4 - ползуны-вкладыши в суппортах; 5 - вкладыши шаровых пальцев; 6 -
опора вращательного и поступательного перемещения штока; 7 - подпятник; 8 -
самоустанавливающиеся сферические подшипники электроагрегатов; 9 - двуслойный подшипник
чи смазки, а также при повышенных нагрузках, скоростях скольжения, повышенных тем-
пературах, в присутствии агрессивных и инертных жидких и газовых сред, в вакууме.
Универсальность методов порошковой металлургии позволяет создавать сложные
композиционные материалы, в которых введение соответствующих добавок позволя-
ет достигать строго заданных свойств, необходимых для конкретных условий работы
узла трения.
Промышленность порошковой металлургии в основном изготавливает антифрик-
ционные порошковые материалы на основе железа, меди и их сплавов. В последнее
время для работы в узлах трения в качестве антифрикционных материалов разрабаты-
вают сплавы на основе алюминия, титана, применяют также твердые сплавы и созда-
ют композиционные покрытия.
Порошковые антифрикционные материалы находят широкое применение в раз-
личных отраслях техники: тракторо- и сельхозмашиностроении, автомобильной про-
мышленности, тяжелом энергетическом и транспортном машиностроении, в тек-
стильной и пищевой промышленности, бытовой технике, приборо- и станкостроении,
в авиационной технике, в газотурбостроении, химическом машиностроении и др.
Материалы на основе железа (пористое железо, железографит) предназначены в ос-
новном для работы в присутствии смазки, где защита от коррозии обеспечивается при-
сутствием последней. Материалы на основе меди (пористая бронза, бронзографит)
также рекомендуется применять в присутствии смазки, но при повышенной влажности
окружающей среды или в условиях возможной коррозии. Выбор типа материала в ка-
ждом отдельном случае определяется конкретными условиями работы узла трения.
4.9.2. Материалы на основе меди
Антифрикционные материалы на основе меди получили широкое распростране-
ние в связи с их высокими антифрикционными свойствами, коррозионной стойко-
стью и высокой электропроводностью. Они применяются в узлах трения различ-
ных машин и механизмов и в электротехнике в качестве скользящих токосъемных
контактов.
Марки антифрикционных материалов, свойства, физико-механические характери-
стики и области их применения определены в ГОСТ 26719-85 (табл. 4.209^4.211).
4.9.3. Материалы на основе железа
Материалы этого класса являются наиболее распространенными спеченными ан-
тифрикционными материалами. Введение различных антифрикционных и упрочняю-
щих добавок позволяет создавать высокоизносостойкие материалы, успешно конку-
рирующие с литыми и спеченными материалами на основе цветных металлов.
На базе железа разработано большое количество порошковых антифрикционных
материалов - пористое железо, пропитанное смазкой, железографит, желе-
зо-медь-графит, сульфидированные железографитовые материалы, материалы с при-
садками в качестве твердых смазок фторидов кальция или бария, пористые материа-
лы, пропитанные свинцом или легкоплавкими сплавами на основе меди, олова, свин-
ца и других присадок, сульфидированные нержавеющие стали, сложнолегированные
антифрикционные материалы и т.д. Введение различных присадок на основе железа
позволило создать антифрикционные материалы для работы в условиях повышенных
нагрузок, скоростей скольжения, температур, в присутствии агрессивных газов и жид-
костей, в условиях абразивного износа и др.
ГОСТ 26802-86 определяет основные марки, физико-механические свойства, ус-
ловия работы и области применения антифрикционных порошковых материалов на
основе железа (табл. 4.212^4.214).
Таблица 4.209. Химический состав и физико-механические свойства антифрикционных порошковых материалов на основе меди
Марка Массовая доля, % Физико-механические свойства
Sn С Fe, Ni Сг пористость, % НВ, МПа, не менее микроструктура
ПА-БрО 9,5-10,5 До 0,25 — - 18-27 350 Однородный a-твердый раствор оло- ва в меди, поры. Допускается при- сутствие эвтектоида, состоящего из твердого раствора и фазы Cu31Sn8
ПА-БрОГр 9,5-10,5 0,5-1,0 — — 15-28 250 То же и графит
ПА-БрОГр2 9,0-11,0 1,5-2,5 — — 15-25 250 »
ПА-БрОГр4 9,0-11,0 3,0—4,5 — — 10-25 200 »
ПА-БрОЖГр 7,5-8,5 0,5-1,0 19-21 Fe — 18-28 200 Твердые растворы олова и железа в меди, включения фаз на основе желе- за, графит, поры
ПА-БрОХ 4,5-5,5 — — 9,5-10,5 4-20 800 Однородный a-твердый раствор оло- ва и хрома в меди с включением хромсодержащей фазы, поры
ПА-БрОХН 4,5-5,5 6,5-7,5 Ni 9,5-10,5 4-20 900 Однородный твердый раствор меди, никеля и хрома с включениями хром- содержащей фазы, соединение Ni3Sn и поры
ПА-ДГрЮ 9,0-11,0 2-9 200 Медная матрица с равномерно рас- пределенными включениями графи- та, поры
Раздел 4. Порошковые материалы
Таблица 4.210. Механические характеристики порошковых антифрикционных
материалов на основе меди
Марка материала сти, МПа ств, МПа ан, кДж/м3
не менее
ПА-БрО 100 60,0 13,0
ПА-БрОГр — 78,5 —
ПА-БрОГр2 — 70,0 —
ПА-БрОГр4 — 60,0 —
ПА-БрОЖГр — 78,5 —
ПА-БрОХ 390 176,0 2,0
ПА-БрОХН 430 215,0 2,0
ПА-ДГрЮ 50 — 8,0
Таблица 4.211. Эксплуатационные характеристики и области применения порошковых
антифрикционных материалов на основе меди
Марка Условия работы Область применения
ПА-БрО При смазке маслом допустимое давление до 5 МПа при скорости скольжения 2 м/с. При ограничен- ной смазке маслом и в режиме самосмазывания допустимое дав- ление до 1,9 МПа при скорости скольжения до 1,5 м/с в диапазоне температур от -60 до +120 °C. Материалы не требуют дополни- тельной смазки в течение 3-5 тыс. ч, имеют низкий и стабильный коэффициент трения (0,01-0,04), низкий уровень шума Подшипники узлов трения приборов магнитной записи и воспроизведения, малогабаритных редукторов, элек- тродвигателей, акустических прибо- ров, машин по обработке пищевых продуктов, бытовых приборов, тек- стильных машин и др. Применяются вместо подшипников качения, литых сплавов на основе цветных металлов (бронз, баббитов и др.)
ПА-БрОГр, При смазке маслом допустимое Подшипники узлов трения швейных
ПА-БрОГр2, давление до 6 МПа при скорости машин, аппаратов и приборов быто-
ПА-БрОГр4, скольжения до 2 м/с. В режиме вой техники, соковыжималок, фенов,
ПА-БрОЖГр самосмазывания допустимое дав- ление до 3 МПа при скорости скольжения 1-2 м/с; материалы имеют коэффициент трения 0,03- 0,06, низкий износ, бесшумные в работе магнитофонов, электрических двига- телей малой мощности, конвейеров, счетно-вычислительных машин, плат малогабаритных редукторов, автомо- билей, тракторов, комбайнов, мото- циклов и т.п. Заменяют оловянные литые бронзы, латуни, подшипники качения
ПА-БрОХ, Материалы предназначены для Подшипники узлов трения в машино-,
ПА-БрОХН работы в условиях смазки при средних и тяжелых нагрузках (7- 10 МПа), при незначительных скоростях скольжения (около 1 м/с). Могут подвергаться термо- обработке (закалке, старению), повышающей их физико- механические свойства. Коэффи- циент трения при смазке до 0,1, без смазки до 0,7 авто-, судо-, приборостроении, для гидронасосов и др.; заменяют бабби- ты литые бронзы типа марок БрО5Ц5С5; БрО12; БрОЗО; БрАЖ9-4; БрАЖМц 10-3-1,5 и др.
ПА-ДГрЮ Материалы предназначены для работы без смазки, при высоких скоростях скольжения (до 50 м/с), в присутствии активных жидких и газовых сред Узлы трения насосов, приборов и других механизмов, торцевые уплот- нения быстровращающихся валов
Таблица 4.212. Состав и физико-химические свойства порошковых антифрикционных материалов на основе железа
Марка Массовая доля, % Физико-механические свойства
Ni Си Р Мо с S другие элементы порис- тость, % НВ, не менее микроструктура
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
ПА-Ж - - - - Не более 0,3 - - 17-34 200 Феррит, поры, допускает- ся перлит до 20 %
ПА-ЖД ПА-ЖД5 - 2,5-3,5 4,8-10,0 - - Не более 0,3 Не более 0,5 - 12-28 16-27 450 500 То же То же; допускаются от- дельные включения меди и цементита до 10 %
ПА-ЖК Не более 0,3 0,1-0,5 17-22 400 Феррит, включения суль- фидов, поры, допускается перлит до 20 % и отдель- ные включения цементита до 5 %
ПА-ЖДК ПА-ЖГр - 2,3-3,5 - Не более 0,5 0,5-1,2 0,2-0,4 - .15-23 15-25 450 500 То же Перлит, графит, поры, допускается феррит до 40 %, включения цемен- тита до 10 %
ПА-ЖГр2 — — — — 1,4-2,0 — — 15-25 500 То же
ПА-ЖГрЗ — — — —- 2,2-3,2 — — 15-25 450 »
ПА-ЖГрД — 2,3-3,5 — 0,5-1,2 — — 15-25 600 »
ПА-ЖГр2Д — 2,5-3,0 — — 1,5-2,8 — — 13-23 600 »
ПА-ЖГрД5 — 4,8-10,0 — — 0,7-1,3 — — 16-27 500 То же; допускаются включения меди
ПА-ЖГрК 0,6-1,2 0,6-1,0 17-23 500 Перлит, графит, включе- ния сульфидов, поры, допускается феррит до 40 %, отдельные включе- ния цементита до 15 %
ПА-ЖГр2К — — — — 2,0-2,8 0,6-1,0 — 17-25 600 То же
ПА-ЖГрДК — 2,3-3,5 — — 0,8-1,5 0,2-0,5 — 15-25 600 »
ПА-ЖГрДК 1 — 2,3-3,5 — — 0,5-1,2 0,6-1,0 — 17-25 600 »
Раздел 4. Порошковые материалы 499
Продолжение табл. 4.212
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
ПА-ЖГр2К — — — — 2,0-2,8 0,6-1,0 — 17-25 600 То же
ПА-ЖГрДК — 2,3-3,5 — — 0,8-1,5 0,2-0,5 — 15-25 600 »
ПА-ЖГрДК1 — 2,3-3,5 — — 0,5-1,2 0,6-1,0 — 17-25 600 »
ПА-ЖГрДКб 2,7-3,5 0,6-1,5 1,6-6,0 18-25 600 Зернистый перлит, твер- дый раствор меди в желе- зе, сульфиды, поры, до- пускаются включения и разорванная сетка цемен- тита
ПА-ЖГрЛ 12,0-15,0* 0,4-1,5 Zn 5,0- 7,0“ Не более 18 600 Перлит, латунь, допуска- ются феррит до 40 % и включения цементита до 15%
ПА-ЖГрЦс 0,6-1,4 0,4-1,1* Zn не более 2,7* 15-20 500 Перлит, сульфиды, гра- фит, поры, допускаются феррит до 30 % и вклю- чения цементита до 15 %
ПА-ЖГрЗЦс — — — — 2,2-3,2 0,6-1,3* Zn не более 2,7* 10-20 600 То же
ПА-ЖГрЦс(Ж — — — — 0,7-1,4 1,5-1,9* Zn не более 2,7 14-20 500 Перлит, феррит 30-60 %, сульфиды, графит, поры
ПА-ЖГрФК 0,3-0,7 0,6-1,2 0,8-1,2 Sn 0,8-1,2 До 20 1100 Перлит, сульфиды, фос- фористая эвтектика, по- ры, допускается феррит до 40 %
ПА-ЖГрФ1К — — 0,8-1,2 — 0,6-1,2 0,8-1,2 — Не более 20 1200 То же
ПА-ЖГрДФК — 2,5-3,5 0,1-0,5 0,2-0,6 0,2-0,6 0,1-0,4 — 17-25 600 »
GLIA-ЖГрДФМс — 2,5-3,5 0,1-0,5 1,5-2,0* 0,6-1,3 0,6-1,5* — 18-23 500 То же и цементит до 10 %
ПА-ЖГрДМс Не более 1,5 2,5-3,5 1,5-3,6* 1,8-3,0 1,5-2,4 15-25 700 Перлит, сульфиды, сво- бодный графит, поры, допускается до 40 % фер- рита и до 10 % цементита
ПА-ЖГрЗМ 13,0-16,0 1,8-3,0 15-23 600 Перлит, свободный гра- фит, отдельные включе- ния карбидов до 15 %, феррит до 30 %, поры
Металлические порошки и порошковые материалы
Продолжение табл. 4.212
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
ПА-ЖНГрЗМ 39,0-43,0 13,0-16,0 1,8-3,0 12-23 700 Твердый раствор с участ- ками перлита и мартенси- топодобной структуры, отдельные включения карбидов, свободного графита, поры
ПА-ЖНГрЮЦс 40,0-44,0 7,5-11,0 0,4-1,2* Zn не более 1,9* Мп не более 2,2 8-18 230 Твердый раствор с вклю- чениями участков перли- та и карбидов, графит, сульфиды, поры
ПА-ЖФК — — 0,3-0,7 — — 0,8-1,2 — Не более 20 950 Феррит с включениями сульфидов, фосфористая эвтектика, поры
ПА-ЖФ1К — — 0,8-1,2 — — 0,8-1,2 — Не более 20 700 То же
ПА-ЖФКМ — — 1,0-1,2 2,4-2,6 - 0,8-1,2 - Не более 20 600 »
ПА-ЖХ20КБ — — — 0,2-О,5‘ 0,2-0,8 0,3-1,5 Сг 17-23, В 0,02- 0,80 20-30 700 Легированный хромом и бором феррит, включения сульфидов, карбидов, боридов, поры
ПА-ЖХ18Н15КБ 12,0-16,0 0,2-0,5* 0,5-1,5 0,3-1,5 Сг 16-20, В 0,02- 0,15 18-26 600 Гетерогенная структура на основе легированного аустенита, включения перлитообразного типа, карбидов, сульфидов, поры
Примечани я: В обозначении марок перед дефисом буквы указывают: П - на принадлежность материала к порошковому, А - на назначе-
ние материала - антифрикционный. После дефиса следует буквенное обозначение основы материала и легирующих компонентов: Ж - железо,
Д - медь, О - олово, Г - графит, X - хром, Н - никель, Ф - фосфор, Б - тунь, М - молибден. бор, К - сера, Мс - дисульфид молибдена, Цс - сернистый цинк, Л - ла-
Цифры, стоящие после букв, указывают на содержание определенного элемента в материалах сходных композиции, отличающихся процент- ным содержанием одних и тех же элементов. ’Компоненты введены в виде сульфидов металлов. ‘‘Элементы пропитывающего сплава - латуни Л69.
Раздел 4. Порошковые материалы
Таблица 4.213. Механические свойства порошковых антифрикционных материалов
на основе железа
Марка ои, МПа ов, МПа ан, кДж/м2
не менее
ПА-Ж 130 85 30
ПА-ЖД 250 120 39
ПА-ЖД5 300 150 40
ПА-ЖК 170 120 —
ПА-ЖДК 250 120 30
ПА-ЖГр 140 120 30
ПА-ЖГр2 ПО 100 20
ПА-ЖГрЗ ПО 70 15
ПА-ЖГрД 250 150 30
ПА-ЖГр2Д 200 150 25
ПА-ЖГрД5 250 150 30
ПА-ЖГрК 140 100 30
ПА-ЖГр2К 150 100 20
ПА-ЖГрДК 200 150 25
ПА-ЖГрДК 1 200 150 20
ПА-ЖГрДКб 220 — —
ПА-ЖГрЛ — 300 150
ПА-ЖГрЦс 180 140 —
ПА-ЖГрЗЦс 160 100 20
ПА-ЖГрЦсОК 180 — —
ПА-ЖГрФК — 180 70
ПА-ЖГрФ1К — 240 60
ПА-ЖГрДФК — 200 20
ОПА-ЖГрДФМс 200 200 20
ПА-ЖГрДМс 220 200 40
ПА-ЖГрЗ М 150 60 10
ПА-ЖНГрЗМ 250 180 20
ПА-ЖНГрЮЦс 50 50 8
ПА-ЖФК — 150 70
ПА-ЖФ1К — 180 60
ПА-ЖФКМ — 200 20
ПА-ЖХ20КБ 160 — —
ПА-ЖХ18Н15КБ 300 — —
Таблица 4.214. Эксплуатационные характеристики и области применения порошковых
антифрикционных материалов на основе железа (по ГОСТ 26802-86)
Марка Условия работы материалов Область применения
ПА-Ж, ПА-ЖК Работают при обильной смазке при давлении до 2,5 МПа и скоростях скольжения 1-2 м/с. В режиме самосмазывания нагруз- ки до 1,5 МПа, коэффициент тре- ния 0,03-0,06. Присутствие серы увеличивает срок службы и улуч- шает обрабатываемость материала Прецизионные подшипники при- боров, бытовой аппаратуры, счет- но-решающих машин, текстиль- ного оборудования
Продолжение табл. 4.214
Марка Условия работы материалов Область применения
ПА-ЖД, ПА-ЖД5, ПА-ЖДК, ПА-ЖГр, ПА-ЖГр2, ПА-ЖГрЗ, ПА-ЖГрД, ПА-ЖГрД5, ПА-ЖГр2Д ПА-ЖГрК, ПА-ЖГр2К, ПА-ЖГрДК, ПА-ЖГрДК 1, ПА-ЖГрДКб, ПА-ЖГрЦс ПА-ЖГрЛ ПА-ЖГрЗЦс ПА-ЖГрЦсОК Работают в условиях ограниченной и обильной смазки при давлениях до 4 и 10 МПа соответственно и скорости скольжения до 3 м/с; в режиме самосмазывания давление до 2 МПа. Коэффициент трения 0,035-0,0125 в зависимости от ко- личества смазки и состава материа- ла. Материалы с увеличенным со- держанием графита работают на верхнем пределе указанных нагру- зок, при скоростях скольжения до 5 м/с имеют большой срок службы, меньший износ и коэффициент трения. Присутствие серы увеличи- вает износостойкость и улучшает обрабатываемость материала Работают в режиме самосмазыва- ния и ограниченной подачи смазки при давлении до 12 МПа, при ско- ростях скольжения 3-8 м/с, при повышенных температурах (до 250 °C). Коэффициент трения 0,01-0,1 Работает в условиях ограниченной смазки при давлении 8 МПа, скоро- сти скольжения 2-5 м/с и темпера- туре от -60 до +100 °C; коэффици- ент трения не более 0,1 и улучшен- ная притираемость по сравнению с латунью Работает в режиме самосмазывания и ограниченной смазки при скоро- стях скольжения до 100 м/с; при давлениях до 20 МПа в случаях скорости 5-10 м/с. Работает в паре с закаленными сталями, имеет вы- сокую износостойкость (до 8 раз большую, чем бронзы, баббиты, подшипники качения, чугуны), низкий коэффициент трения (0,02- 0,2), величина которого зависит от условий трения Работает в режиме самосмазывания и ограниченной смазки в диапазоне скоростей скольжения 5-75 м/с при давлениях от 0,1 до 10 МПа, уменьшающихся с повышением скорости. Работает в паре с закаленными и нормализованными сталями, обла- дает повышенной износостойко- стью (в 2,5 раза выше износостой- кости пористого бронзографита), имеет коэффициент трения 0,03-0,1 Подшипники и детали узлов тре- ния тракторов, сельхозмашин, станков, приборов, аппаратов бытовой техники, автомобилей, например деталей телескопиче- ских амортизаторов, редукторов лебедки и др. Подшипники скольжения и дру- гие детали узлов трения автомо- билей, станков, различных машин и механизмов, например втулки направляющей клапана, компрес- сора бытового холодильника и др. Пробки кранов воздушных, водя- ных, паромасляных и других сис- тем, например кранов тормозных систем паровозов, вагонов и др. Подшипники, втулки, вкладыши, торцовые уплотнения быстров- ращающихся валов различных машин, двигателей, электровере- тен, приборов и т.д. Узлы трения вьюркового верете- на, подшипники активатора сти- ральной машины и других быто- вых приборов, текстильного обо- рудования и т.п.
Продолжение табл. 4.214
Марка Условия работы материалов Область применения
ПА-ЖГрФК, ПА- ЖГрФ1К ПА-ЖГрДФК, ПА- ЖГрДФМс, ПА- ЖГрДМс ПА-ЖГрЗМ, ПА- ЖНГрЗМ ПА-ЖГрЮЦс ПА-ЖФК, ПА- ЖФ1К, ПА-ЖФКМ ПА-ЖХ20КБ, ПА- ЖХ18Н15КБ Работают в условиях ограниченной смазки при давлении до 20 МПа; скорости скольжения от 0,5 до 12 м/с; коэффициент трения 0,01-0,05. Малопористые материалы исполь- зуются для работы без смазки при давлениях до 3 МПа. Рабочая тем- пература до 200 °C, коэффициент трения 0,19-0,33 Работают в условиях ограниченной смазки и без смазки при давлениях до 2,5 МПа. Имеют низкий износ и коэффициент трения 0,08-0,12 Работают в условиях ограниченной смазки и без смазки в широком диапазоне скоростей скольжения от 0,01 до 100 м/с; допустимые давле- ния до 18 МПа, температура до 450 °C на воздухе; имеют коэффициент трения 0,03-0,20, повышенную износостойкость по сравнению с другими материалами на основе железа. Введение никеля повышает коррозионную стойкость материа- ла, позволяет использовать его при трении в присутствии влаги и ее паров Предназначен для работы в воде, паре и других несмазывающих жидкостях; работает по закаленным и незакаленным поверхностям. Допустимые давления до 10 МПа, скорости скольжения до 50 м/с, температура до 250 °C; коэффици- ент трения 0,03-0,3 в зависимости от режима трения. Имеет в 2-6 раз более высокую износостойкость по сравнению с износостойкостью антегмита, текстолита, пластогра- фита и фторопласта Работают в условиях ограниченной смазки при давлениях до 20 МПа, в диапазоне скоростей скольжения 0,5-6,0 м/с; рабочая температура до 200 °C; коэффициент трения 0,009- 0,030. Малопористые материалы способны работать без смазки при давлениях до 3,5 МПа и скорости скольжения 0,8 м/с. Коэффициент трения 0,19-0,30 Предназначены для работы без смазки в воде и других агрессивных средах, при температурах до 600 °C, скоростях скольжения до 60 м/с. Имеют более высокую износо- стойкость в присутствии абразива, чем закаленная сталь 40X13 Подшипники и другие детали узлов трения станков, машин и механизмов Детали узлов трения автомобилей (шайбы, сухари, втулки), напри- мер втулка маятникового рычага передней подвески автомобиля ГАЗ-14 и др. Подшипники верхних опор скольжения шпинделя барабанов хлопкоуборочных машин, элек- тромоторов, уплотнения бессма- зочных компрессоров, приборов и др. Торцевые уплотнения насосов установок по обработке молока, масла и молочных продуктов; подшипники опор скольжения моечных ванн, красильно- отделочных и сушильных агрега- тов текстильной промышленности и т.п. Подшипники и другие детали узлов трения станков, машин и механизмов Армировочные втулки насосов водоподъема, подшипники хими- ческой аппаратуры, двигателей, приборов и т.д.
Примером антифрикционных изделий, работающих в узлах трения со смазкой,
могут быть подшипники, пропитанные жидкой смазкой после спекания. Они обла-
дают преимуществом при работе в местах, труднодоступных для подачи смазки.
Такие подшипники изготовляют на основе пористого железа и бронзы, сплавов на
основе алюминия, железографита, бронзографита с содержанием графита 3-4 %,
железомедных и железомедьграфитовых композиций и др. При небольших скоро-
стях трения (до 1-1,5 м/с) и малых давлениях (до 0,1 МПа) они могут работать без
дополнительной смазки 3-5 тыс. ч при температурах от -60 до +120 °C. В корро-
зионных средах предпочтительнее применение подшипников на основе меди и
алюминия.
Примером изделий, работающих в условиях трения без смазки на воздухе, могут
быть изделия, выпускаемые ОАО «Уралэлектромедь» по ТУ 1990-368-121-2000, ос-
новные характеристики которых приведены ниже:
Группа изделий Пористость, % НВ Назначение. Режим работы
Втулки, подшипники сколь- жения и другие изделия ан- тифрикционного назначения из спеченных меднографито- вых и бронзографитовых композиций 10-20 30-60 Уменьшение трения сопряжен- ных движущихся деталей, в том числе при невозможности использования смазки. Предел работоспособности (рхР): 200' Н м/(см2 с); темпе- ратура до 80 °C
Эти изделия применяются в бытовой технике: холодильники, стиральные машины,
пылесосы, кухонные агрегаты, вентиляторы; в машиностроении: генераторы, насосы,
приводы стеклоочистителей, текстильные, упаковочные, печатные машины и др.; в уз-
лах гидромашин и агрегатов машины непрерывного литья заготовок.
Учитывая, что в нормативно-технической документации, а также в научной лите-
ратуре еще используются старые обозначения антифрикционных порошковых мате-
риалов на основе железа, например ЖГр2 (2 % графита), ниже даны соответствия этих
обозначений и новых по ГОСТ 26802-86.
Соответствие новых и ранее применявшихся обозначений антифрикционных по-
рошковых материалов на основе железа:
Обозначение марок по ГОСТ Ранее применявшиеся обозначения
26802-86 ПА-Ж ПА-ЖД ПА-ЖД5 ПА-ЖК ПА-ЖДК Жпор; ЖГрО,5; Ж-6,0; ЖГр0,1 ЖД2,5; ЖДЗ; ЖДЗ,5; ЖГр0,1Д2,5; ЖГр0,5Д2,5 ЖД5; ЖД10; ЖГр0,25Д5; ЖДЮ-6,0 ЖК0,3; ЖК0,4 ЖДЗКО,3; ЖДК0,27; ЖГр0,5ДЗДЗК0,34 ЖГр0,5ДЗК0,4 ЖГр0,5Д2,5К0,3; ЖГр0,5Д2,5К0,4
ПА-ЖГр ПА-ЖГр2 ПА-ЖГрЗ ПА-ЖГрД ЖГр1; ЖГр1,2; ЖГр1,5; Ж40-59; ЖГр1-60; Ж20-62 ЖГр2; ЖГр2-20; Ж50-58 ЖГрЗ-20; ЖГрЗ-5,5; ЖГрЗ; Ж60-57 ЖГр0,5Д2,5; ЖГрО,8ДЗ; ЖГр(1-1,5) Д(2,7-3,3); ЖГр1Д2,5; Ж40ДЗ-58
ПА-ЖГр2Д ПА-ЖГрД5 ПА-ЖГрК ЖГр2Д2,5; ЖГрЗДЗ; ЖГрЗДЗ-5,5 ЖГр1,5Д10; МЖГ1; ЖГр1,5Д5 ЖГр1К0,8; ЖГр1К1; ЖГр1,2К0,8 Ж20Н1,5К1-59; Ж30К1-58
ПА-ЖГр2К ПА-ЖГрДК ЖГрЗК0,8; ЖГрЗК1; ЖГр2К1 ЖГр1Д2,5К0,4; ЖГр1,2Д2,5К0,4 ЖГр1,5Д2,5К0,4; ЖГр2,5Д2,5К0,3 ЖГр1,5ДЗК0,4; ЖГр1,5ДЗК0,4 ЖГр1,5ДЗК0,3; ЖЗОДЗКО,4-6О; ЖГр1,5Д2,5К0,5
Обозначение марок по ГОСТ Ранее применявшиеся обозначения
26802-86
ПА-ЖГрДК 1 ЖГр0,5ДЗК0,8; ЖГр1Д2,5К; ЖГр1,2Д2,5К0,8
ЖГр2Д2,5К0,8; Ж20Н1,5Д1,5К1-59
ПА-ЖГрДКб ЖГр1,5ДЗ пропитан серой (без марки)
ПА-ЖГрЛ ЖГр1,5Л; Ж40Л-69
ПА-ЖГрЦс ЖГр(1,0-1,5)Цс4
ПА-ЖГрЗЦс ЖГрЦс4У; ЖГрЗЦс4
ПА-ЖГрЦсОК ЖГр1,5Цс401К1
ПА-ЖГрФК ЖФ0,5К1Гр0,8
ПА-ЖГрФ1К ЖФ1К1ГрО,8
ПА-ЖГрДФК ЖГр0,6Д2,8К0,ЗФ0,3
ПА-ЖГрДФМс —
ПА-ЖГрДМс —
ПА-ЖГрЗМ ЖГрЗМ15
ПА-ЖНГрЗМ ЖНГрЗМ15
ПА-ЖНГрЮЦс МГ30ЖН1К
ПА-ЖФК ЖФ0,5К1
ПА-ЖФ1К ЖФ1К1
ПА-ЖФКМ ЖФ1К1М2,5
ПА-ЖХ20КБ Х20КБ
ПА-ЖХ18Н15КБ Х18Н15КБ
4.10. Фрикционные материалы1
4.10.1. Общие сведения
Порошковые фрикционные материалы предназначены для работы в различных
тормозных и передаточных узлах самолетов, автомобилей, гусеничных машин, до-
рожных и строительных механизмов, станков, прессов и т.п.
Фрикционные элементы с порошковыми материалами изготавливают в виде дис-
ков, секторных накладок и колодок различной конфигурации. Они представляют со-
бой, как правило, конструкцию, состоящую из стального несущего каркаса, облицо-
ванного с одной либо с двух сторон слоем спеченного фрикционного материала.
Во фрикционных материалах сочетается металлическая несущая матрица, обладаю-
щая необходимыми свойствами: прочностью, износостойкостью, жаропрочностью и
пластичностью, с хрупкими наполнителями, обеспечивающими достижение требуемых
значений коэффициента трения и их стабильность и предотвращающими схватывание.
В связи с этим порошковые фрикционные материалы представляют собой сложные ком-
позиции из металлических и неметаллических порошков. Доля последних нередко дос-
тигает 50-60 об. %. Высокое содержание неметаллических добавок снижает прочность
металлической основы, ухудшает прессуемость и требует приложения нагрузки при
спекании. Именно из-за хрупкости фрикционного материала, как было сказано выше,
изделия изготавливают путем припекания фрикционного слоя к стальной прокладке.
В качестве компонентов, образующих металлическую матрицу материалов, обыч-
но используют порошки меди и железа.
Для фрикционных материалов на медной основе наиболее подходящим является
медный порошок с дендритной формой частиц, полученный электролизом. Для изго-
товления обычно используют порошки марок ПМА, ПМ, ПМС-1, ПМС-2, ПМС-К
!При подготовке данного раздела использовались материалы справочника «Порошковая
металлургия. Материалы, технология, свойства, области применения» /Отв. ред. И.М. Федор-
ченко. - Киев, 1985.
(ГОСТ 4960-68). Предпочтение отдается порошкам марок ПМС-1 и ПМС-2, имеющих
следующий гранулометрический состав: 65-90 % фракций менее 45 мкм и до 10 %
фракций от 45 до 70 мкм. Эти порошки имеют насыпную плотность 1,2-2,2 г/см3.
Для изготовления фрикционных изделий на железной основе используют желез-
ные порошки марок ПЖ1, ПЖ2, ПЖЗ (ГОСТ 9849-74), изготавливаемые методом вос-
становления. Они имеют разветвленную форму частиц, уменьшающую сегрегацию
различных присадок и улучшающую прессуемость. Рекомендуется применять мелкие
и очень мелкие железные порошки, так как с увеличением дисперсности исходного
порошка улучшаются фрикционные характеристики.
Сорт графита не влияет существенно на фрикционные свойства материала, поэто-
му возможно применение порошков графита различного происхождения, в частности,
выпускаемых по ГОСТ 5279-61.
Форма и размер частиц порошка олова существенно не влияют на технологические
свойства и структурообразование. В производстве фрикционных материалов использу-
ют порошок олова, получаемый методом распыления, с размером частиц 50-60 мкм
(олово марки ПО, ГОСТ 9723-73).
Другие легкоплавкие металлы - свинец, висмут, сурьма, мышьяк - применяют в
материалах на медной и железной основах в качестве твердых смазок.
Свинцовый порошок изготавливают методом распыления. Применяют порошок
свинца марок ПСА и ПС1 (ГОСТ 1638-70), у которых 75-90 % частиц имеют размер
не менее 45 мкм.
В качестве фрикционной добавки в материалах на бронзовой и железной основах
наибольшее распространение получил диоксид кремния. Дисперсность и форма час-
тиц могут изменяться в очень широких пределах и зависят от состава материала и
предъявляемых к нему требований. Для изготовления фрикционных материалов на
основе железа используют кварцевый песок первого, второго и третьего классов, со-
держащий не менее 94 % оксида кремния (ГОСТ 2138-56).
Основными типами порошковых материалов, предназначенных для тормозных и
передаточных устройств, являются материалы на железной и медной основах. Первые
обычно применяются для тяжелых и самых тяжелых условий работы и, как правило,
используются в условиях сухого трения. Материалы на медной основе предназначены
для работы в более легких условиях и применяются как при сухом трении, так и при
работе с жидкостной смазкой.
4.10.2. Материалы на основе железа
Из материалов на железной основе наибольшее распространение получили ФМК-8,
ФМК-11, МКВ-50А и СМК. Составы и некоторые физико-механические свойства
этих материалов приведены в табл. 4.215 и 4.216.
Таблица 4.215. Составы антифрикционных материалов на основе железа
Марка Массовая доля, %
Fe Си Ni С (графит) SiO2 асбест другие добавки
ФМК-11 64 15 0 9 3 3 BaSO4 6
МКВ-50А 64 10 0 8 0 3 FeSO4 5; SiC 5; В4С 5
СМК 40-65 9-25 0 0 0 0 Мп 6,5-10; BN 6-12; В4С 8-15; SiC 1-6; MoS2 2 -5
Таблица 4.216. Физико-механические характеристики некоторых фрикционных
материалов на железной основе
Марка Г> 3 г/см НВ, МПа ов, МПа Тс, МПа ПСж, МПа X, Вт/ (м-К) а-106, К-1 С, кДж/ (кг-К) f Умакс /л
фри- кцион- ный мате- риал контр- тело (чугун ЧНМХ)
ФМК-8 6,0 600- 90- 70-90 450- 37,7 — — 0,21- 0,54- 5-8 1-2
900 100 500 0,22 0,55
ФМК- 6,0 800- 50-70 80- 300- 19-46 — — — — — —
11 1000 100 350
МКВ- 5,0 800- 30-40 67-85 150- 18,8- 12,67 0,50- — — — —
50А 1000 210 27,2 0,84
СМК- 5,7 800- — 65-80 200- 21-29 — — — — — —
80 1000 250
Примечание, у - плотность; НВ - твердость по Бринеллю; ов - предел прочности при
растяжении; тс - предел прочности при срезе; осж - предел прочности при сжатии; X - коэффи-
циент теплопроводности; а - температурный коэффициент линейного расширения; с - удель-
ная теплоемкость; f - коэффициент трения; - стабильность коэффициента трения; 1Я -
линейный износ за одно торможение
Материалы ФМК-8 и ФМК-11 предназначены для работы в тяжелонагруженных
колесных дисковых тормозах. Материал ФМК-11 превосходит ФМК-8 по величине
стабильности коэффициента трения, но обладает меньшей износостойкостью.
Материал МКВ-50А также предназначен для работы в тяжелонагруженных диско-
вых тормозах. Из него изготавливают накладки различных размеров для дисковых
тормозов ответственного назначения. Этот материал отличается относительно высо-
кой стабильностью механических свойств при температурах до 600 °C. По величине
и стабильности коэффициента трения и по износостойкости материал МКВ-50А пре-
восходит материалы ФМК-11.
К материалам, отличающимся высокими фрикционными свойствами при работе в
тяжелых условиях, относятся также материалы типа СМК. Они характеризуются по-
вышенным содержанием марганца, присутствием карбида и нитрида бора, карбида
кремния и дисульфида молибдена. Различные модификации этого материала рекомен-
дуются для работы в тяжелонагруженных многодисковых тормозах закрытого типа,
открытых дисковых тормозах с коэффициентом взаимного перекрытия до 0,2, тяжело-
нагруженных ленточных и колодочных тормозных устройствах, для оснащения тор-
мозных устройств тяжелых автомобилей грузоподъемностью 65 т и более. Материа-
лы СМК имеют высокую стабильность коэффициента трения и величины износа.
В материалах на железной основе для тяжелых условий работы с целью повыше-
ния коэффициента трения вводят преимущественно тугоплавкие соединения типа
карбидов, силицидов, нитридов вместо оксидов кремния и алюминия. Характерным
является также обязательное присутствие 10-25 % Си.
4.10.3. Материалы на основе меди
Фрикционные порошковые материалы на основе меди находят широкое примене-
ние для работы в условиях сухого трения. Примеры фрикционных материалов на ос-
нове меди даны в табл. 4.217. Материалы на основе оловянистой бронзы по своей вы-
Таблица 4.217. Составы фрикционных материалов на основе меди
Номер материала Массовая доля, %
Fe Си Sn Pb С (графит) SiO2 асбест другие добавки
1 <5 60-75 6-10 < 10 1-8 4,5-8 0 Ti, V, Si, As 2-10; MoS2 < 6
2 3-5 68-76 8-10 7-9 6-8 0 0 0
3 8 67-80 5-12 7-11 6-7 4,5 0 0
4 4 75 8 5 1-20 0 0 Si 0,75; Zn 6
5 <2 62-86 5-10 5-15 4-8 <3 <3 Ni < 2
6 7 67 6 9 7 4 0 0
7 4 72 5 9 7 0 0 SiC 3
8 <4 86 10 0 0 0 0 Sn 2
сокой износостойкости и достаточно высокому коэффициенту трения хорошо зареко-
мендовали себя в тормозных и передаточных устройствах различного назначения. По
сравнению с материалами на основе железа они значительно меньше истирают сопря-
женную деталь, изготовленную из стали или чугуна.
Состав № 1 используют для изготовления тормозных дисков железнодорожного
транспорта, в который вводится 2-20 % диоксида титана.
В отечественном материаловедении широкое распространение получил материал
марки МК-5 на основе оловянистой бронзы (№ 2). Физико-механические свойства
сплава марки МК-5 даны ниже:
у, г/см3 НВ, при /, °C ап, Дж/см3 ов, МПа осж, МПа тс, МПа
20 500
6,0-6,2 250-280 100-120 2,9-4,9 24 250-280 57
Материал № 3 на основе оловянистой бронзы широко используется в автомобиле-
и тракторостроении. В его состав входят 5-10 % олова, которые придают металличе-
ской основе повышенную прочность; свинец и графит играют роль твердой смазки;
железо, диоксид кремния (или кремний) повышают коэффициент трения.
В электромагнитных муфтах фрезерных станков, тормозах вулканизаторов-форма-
торов и фрикционных парах торовых вариаторов скоростей применяют порошковые
материалы на основе алюминиевой бронзы. Они имеют коэффициент трения качения
при эксплуатации вариаторов 0,30-0,31, коэффициент трения скольжения по стали в
условиях эксплуатации электромагнитных муфт фрезерных станков 0,30-0,33 и отли-
чаются повышенной износостойкостью.
4.10.4. Материалы для работы в условиях жидкой смазки
Тормозные и передаточные узлы трения, работающие в среде жидкой смазки, ши-
роко применяются в муфтах сцепления, тормозах, фрикционах, синхронизаторах и
т.п. Это связано с тем, что устройства, работающие без смазки, имеют более высокий
темп износа, эффективность их. действия снижается при попадании масел на поверх-
ности трения, когда фрикционные устройства расположены в непосредственной бли-
зости от обильно смазываемых подшипников, шестерен и валов.
Преимущество масляных фрикционных устройств заключается в плавности вклю-
чения, большей долговечности, легкости и надежности охлаждения. Однако при заме-
не сухой муфты масляной уменьшается фрикционная эффективность. Динамический
коэффициент трения порошковых фрикционных материалов в условиях смазки дос-
Таблица 4.218. Сравнительные характеристики фрикционных материалов на медной
основе
Материал Ис, м/с р, МПа Тип масла f
МК-5 20 3,8 МТ-16П 0,05
МК-5 15 1,45 ДП-8 0,06
ФАБ 20 3,8 МТ-16П 0,04
ФАОБ 20 3,8 МТ-16П 0,05
тигает максимум 0,08-0,10, что приблизительно в три раза ниже коэффициента при
сухом трении. В результате этого для обеспечения равной энергоемкости необходимо
увеличение диаметра дисков, их количества или повышение удельной нагрузки на по-
верхности трения.
Во фрикционных устройствах, работающих в условиях жидкой смазки, применя-
ют порошковые материалы на основе медных сплавов, преимущественно на основе
бронз. Эти сплавы характеризуются высокой износостойкостью при работе в тяжело-
нагруженных муфтах сцепления, фрикционах и тормозах. Твердыми смазками наибо-
лее часто служат графит и свинец. Многие материалы в качестве фрикционных доба-
вок содержат диоксид кремния и железо.
В отечественной промышленности чаще всего применяют материал марки МК-5.
Коэффициент трения материала колеблется в пределах 0,04-0,07.
Для работы в условиях смазки рекомендуются также фрикционные материалы на
основе алюминиевой бронзы (типа ФАОБ). Сравнительные характеристики сплавов
МК-5 и ФАОБ даны в табл. 4.218.
Материалы типа МК-5 с добавками бентонита, асбеста и талька при определенных
условиях работы характеризуются более высокими значениями коэффициента трения.
Приложение
Предприятия, производящие металлические порошки
и порошковые материалы
Предприятие Продукция Адрес
Металлические порошки
ОАО «Богословский алюминиевый за- вод» Алюминиевый порошок (ГОСТ 6058-71 АВП-П, ТУ 1790-466-52,4210-01- 99, ТУ 1791-99-024-99) 624460, г. Краснотурьинск Сверд- ловской обл., ул. К. Маркса 1; тел.: (34314) 465-85; 4-67-16; факс: (34314) 4-67-16; 4-5058; e-mail: baxgssham@burg.ru
ОАО «Волгоград- ский алюминий» Алюминиевый порошок (ПА-ВЧ, ТУ 1791-99-020- 98, ТУ 1791-99-019-98, порошки алюминиевых сплавов) 400014, г. Волгоград, ул. Шкиря- това 21; тел./факс: (8442) 71-32-33
ООО «СУАЛ-ПМ» Алюминиевый порошок (ПА-ВЧ, ТУ 1791-99-020- 98) 666020, г. Шелехов Иркутской обл.; тел.: (39510) 4-33-38; 9-42- 01; факс: (39510) 9-46-46; 4-58-35; e-mail: pm@sual pmirkutsk.ru
ООО «УЭМ-ЭККА» Алюминиевый порошок, крупка алюминиевая дробленная, медный по- рошок распыленный, пас- ты 624901, г. В. Пышма Свердлов- ской обл., ул. Ленина 1
ОАО «Каменск- Уральский завод ОЦМ» Пудра алюминиевая вто- ричная (ПАВ, ТУ 1791- 001-00200992-93) 623414, г. Каменск-Уральский Свердловской обл., ул. Лермонто- ва 53; тел.: (34378) 3-09-25; 3-11- 90; 3-57-17; 6-73-38; факс: (34378) 6-79-49; 6-76-94; e-mail: ucmo@mail.ur.ru
ФГУП «Сибирский химический комби- нат» Порошок алюминевый ультрадисперсный, поро- шок меди ультрадисперс- ный (ТУ 1790-023- 07622928-97) 636000, г. Северск Томской обл., ул. Курчатова 1; тел: (3822) 22-25- 86; 77-07-84; 77-17-98; факс: (3822) 77-25-28; 72-44-46
АООТ «Уралредмет» Порошок ванадия элек- тролитический 624093, г. В. Пышма Свердлов- ской обл., ул. Петрова 59
ОАО «Победит» Вольфрамовый порошок (ТУ 48-19-101-84), мо- либденовый порошок (МПЧ ТУ 48-19-69-80) 362000, г. Владикавказ, ул. Диви- зионная 1; тел.: (8672) 76-72-92; 76-91-09; факс: (8672) 76-90-60
Предприятие Продукция Адрес
АОО «Кировградский завод твердых сплавов» Вольфрамовый порошок (ТУ 48-4205-62-2000), кобальтовый порошок, (СТП 19-4205-214-95), смеси твердосплавные (СТП 19-4205-227-2003) 624140, г. Кировград Свердловской обл., ул. Свердлова 26а; тел.: (34357) 3-16-46
ОАО «Полема- Тулачермет» Порошок вольфрамовый (ТУ 14-22-143-2000), порошок молибденовый (ТУ 14-22-51-91), порошок бронзы (ТУ 14- 22-51-91), порошок тита- новый (ТУ 14-22-57-92) 300016, г. Тула, ул. Пржевальского 3
«Челябинский цинковый завод» Индий порошковый (ТУ 48-0213-5/0-86), порошок цинка (ТУ 48-40115-22/0- 94) 454008, г. Челябинск, Свердловский тракт 24
РАО «Норильскникель» Кобальтовый порошок (ГОСТ 972-70); никелевый порошок (ГОСТ 972-79) 663300, г. Норильск, пл. Гвардейская 2; тел.: (3919) 42- 80-01; 42-80-02; факс: (3914) 42- 89-45; (095) 928-10-49; e-mail: vdb@nomik.ru
РКТЦМ-ВАМИ Порошок магниевый распыленный (ПМР, ТУ 1791-009-99-96) 199106, С.-Петербург, В.О., Сред- ний проспект 86
ОАО «АВИСМА» Магний гранулированный (ТУ 1741-350-12014415- 93) 618421, г. Березники Пермской обл., ул. Загородная 1
ОАО «У ралэле ктром е д ь» Медный порошок элек- тролитический 642091, г. В. Пышма Свердловской обл., ул. Ленина 1
ООО «КИМ» Порошки медные электролитические г. Киров, ул. Кирпичная 42а, оф. 10; тел.: (8332) 51-25-60; 51-20-24; факс: (8332) 53-41-33; e-mail: argo@kimintd.kirov.ru
ООО НПП «Уралавтосим» Бронзовый порошок ульт- радисперсный 620014, г. Екатеринбург, пр. Ле- нина 101
ОАО «Каменск- Уральский завод ОЦМ» Пудра бронзовая (БПФ, ТУ 48-21-355-74) 623414, г. Каменск-Уральский Свердловской обл., ул. Лермонто- ва 40; тел.: (34378) 3-00-35; 4-47- 88; 3-11-06; факс: (34378) 4-48-28; 3-11-06; e-mail: Pochta@m-k.ru
Предприятие Продукция Адрес
Фирма «Петрам» Порошки никелевые элек- тролитические (ТУ 1793- 001-004), пасты паяльные 624133, г. Новоуральск Свердлов- ской обл., ул. Чкалова 10
ФГПУ «ГИРЕДМЕТ» Порошок ниобиевый гид- рированный (ТУ 4804- 498-89) 119017, г. Москва, Б. Толмачев- ский пер. 5
ОАО «Новосибир- ский оловокомби- нат» Оловянный порошок (ГОСТ 9723-92, ТУ 48- 0200-42-92) 630033, г. Новосибирск, ул. Мира 62; тел.: (3832) 47-58-16; 47-67-02; факс: (3832) 47-44-92; 47-49-95; e-mail: nok@sibnot.ru
ОАО «Красцветмет» им. В.Н. Гулидова Порошки: иридия (ГОСТ 1238-81), осмия (ГОСТ 12339-79), палладия (ГОСТ 14836-82), плати- ны (ГОСТ 14837-79), ро- дия (ГОСТ 12342-81), рутения (ГОСТ 12343-79) 660027, г. Красноярск, Транс- портный пр. 1; тел.; (3912) 64-20- 33; 62-94-00; 64-29-03; факс: (3912) 62-94-14; 64-29-03
ОАО «Екатерин- бургский завод ОЦМ» Серебряный порошок (ГОСТ 9724-61) 620014, г. Екатеринбург, пр. Ле- нина 14
ОАО «Беловский цинковый завод» Порошок цинковый рас- пыленный (ТУ 1721-002- 194228-97) 652600, г. Бедово Кемеровской обл., ул. Кузбасская 37; тел: (38452) 2-16-37; 2-29-16; 40-48-29; факс: (38452) 2-20-39
ООО «Фирма «АКВА» Порошок цинковый рас- пыленный (ТУ 1721-002- 194228-97) 454080, г. Челябинск, ул. Энту- зиастов 11 б
ООО ПП «Уралав- тосим» Порошок цинковый высо- кодисперсный (ТУ 1721- 005-50316079-02) 620014, г. Екатеринбург, пр. Ле- нина 101
ЗАО «Цветметсер- вис» Порошок цинковый (ТУ 1721-003-49132078-02) 456790, г. Озерск Челябинской обл., а/я 984
ОАО «Чепецкий механический за- вод» Циркониевый порошок электролитический (ТУ 95259-99-ЛУ) 427620, г. Глазов, ул. Белова 7; тел.: (34141) 3-60-70; 7-39-30; факс: (34141) 3-45-07; 3-40-55; e-mail: post@chmz.udm.net.
ООО «ПОЗ- Прогресс» Порошки на основе Со- РЗМ 624098, г. В. Пышма Свердлов- ской обл., ул. Петрова 59
Предприятие Продукция Адрес
ОАО «Елизаветин- ский опытный за- вод» Паста паяльная ППВС (ТУ 48-3535-1-99) 620054, г. Екатеринбург, пос. Рудный
ТОО «Техномет» НПО «Благовест» Порошки сплавов никеля, содержащие РЗМ и ко- бальт (ТУ 1767-297/0- 0198399-97) Порошковые мате^ Электрические контакты (ТУ 3498-009-11720239- 95) 119017, г. Москва, Б. Толмачев- ский пер. 5; e-mail: wwwlab32@germet.ru шалы 143500, г. Истра Московской обл., ул. Панфилова 10; тел./факс: (095) 994-64-45; e-mail: blagovest.-istra@mail.ru
Завод «Электрокон- такт» Электрические контакты (ТУ 16.685.20-85), магни- тотвердые материалы 155805, г. Кинешма Ивановской обл., ул. Вичугская 150
«Завод обработки цветных металлов» Электрические контакты (ТУ 117-1-111-93) 620014, г. Екатеринбург, ул. Ле- нина 8; тел.: (3433) 58-06-92; факс: (3483) 56-85-96
Московский элек- троламповый завод «МЭЛЗ» Полуфабрикаты (прово- лока, листы, ленты, шта- бики) из вольфрама, мо- либдена и их сплавов (не- сколько десятков ГОСТов и ТУ) 105023, г. Москва, ул. Электроза- водская 23; тел.: (095) 963-65-86; 963-71-55; 962-73-76; факс: (095) 963-65-77; e-mail: melz@rol.ru
«Магнит» Магнитотвердые материа- лы 346412, г. Новочеркасск Ростов- ской обл., ул. Буденного 156
ОАО «Элемаш» Магнитотвердые материа- лы 144001, г. Электросталь Москов- ской обл., ул. К. Маркса 12
ОАО «НПО Магне- тон» Магнитотвердые материа- лы 600026, г. Владимир, ул. Куйбы- шева 26
ОАО «Олкон» Стронциевые ферриты (ТУ 2663-003-001186734- 97) 184284, г. Оленегорск Мурман- ской обл., пр. Ленинградский 2
ООО «Эрга» Магнитотвердые материа- лы, магнитопласты 248018, г. Калуга, ул. Хрусталь- ная 22; тел./факс: (0842) 54-45-82; (0842) 54-39-37
Предприятие Продукция Адрес
ООО «Элис» Магнитотвердые материа- лы, магнитопласты 456780, г. Озерск Челябинской обл., ул. К. Маркса 23-68; тел.: (35171)4-38-83; факс: (35171)4-48-40
ООО НПП «Техно- фильтр» Фильтры 600016, г. Владимир, ул. Б. Ниже- городская; тел.: (0922)31-28-38
ОАО СвердНИИ- химмаш Фильтры 620010, г. Екатеринбург 31; тел.: (3432) 27-20-50; факс: (3432) 27-5-92
ЗАО «Фильтр» Фильтры 249855, Калужская обл., Дзер- жинский р-н, пос. Товарково, Промышленный мкр. д. 1. 175200, г. Старая Русса Новго- родской обл., а/я 28
ООО «СпецТех- Маш-Потенциал» Фильтры 127473, г. Москва, Краснопроле- тарская ул. 23
НПЦ «Звезда» Фильтры тел.: (095) 978-44-65; факс: (095)681-91-93, - e-mail: Info@filter-z-com
Фирма «BIOGON» Фильтры 127299, г. Москва, ул. Клары Цет- кин, 4/6; тел.: (095) 156-29-16
Фирма «Пента» Фильтры 109044, Москва, ул. 1-я Дубров- ская 1, корп. 1; тел.: (095) 730-05-30; 730-05-10; e-mail: Penta@penta-91 ,ru
Завод «Экомаш» Фильтры 140004, г. Люберцы Московской обл., пос. ВУГИ; тел.: (095) 558-87-88
НПФ «Комос» Фильтры 620075, г. Екатеринбург, ул. Р. Люксембург 326; тел.: (3432) 61-67-07; 61-06-53; 71-26-92
АО «КИМПОР» Краснопахрский завод композицион- ных изделий из ме- таллических порош- ков Фильтры 142150, Московская обл., Подоль- ский р-н, п/о Красная Пахра, с. Былово; тел.: (095) 969-29-23; е- mail: ul03164@dialup.podolsk.ru
Предприятие Продукция Адрес
ОАО «ОКТБ Кри- сталл» Конструкционные изде- лия из порошков на осно- ве железа 424000, Республика Марий Эл, г. Йошкар-Ола, ул. Строителей 93; тел.: (8362) 73-14-21; 73-39-10; факс: 45-31-31; 64-03-52, e-mail: Kristal@mari-el.ru
ММП им. В.В. Чер- нышева Констуркционные детали из гранул жаропрочных сплавов 125362, Москва, ул. Вишневая 7; тел.: (095) 491-58-74; 491-49-88; факс: (095) 490-56-00
АО «Биомашпри- бор» Изделия порошковой ме- таллургии 42006, Республика Марий Эл, г. Йошкар-Ола, ул. Строителей 94; тел.: (8362) 42-13-83; 73-26-99; факс: (8362) 73-14-91; e-mail: biomachpribor@mai 1 ,ru
ЗАО «Завод «Ком- позит» Конструкционные и ан- тифрикционные изделия из порошков на основе железа и меди, режущий инструмент 196084, г. С.-Петербург, наб. Об- водного канала 74; тел.: (872) 252- 18-42; 316-80-86, факс: (812) 252- 09-16; 316-57-11; e-mail: marcom@mail.wplus.net
ООО «Промтрактор- Промлит» Конструкционные, анти- фрикционные, электро- технические изделия из порошков на основе желе- за и меди 428028, г. Чебоксары, пр. Тракто- ростроителей 101; тел.: (8352) 62- 63-90; 63-66-58; факс: (8352) 63- 38-99; 63-65-64; e-mail: foundry@chlts.ru
Уральский завод твердых сплавов Режущий инструмент из порошков быстрорежу- щих сталей 456320, г. Миасс Челябинской обл., ул. Севастопольская 1а; тел.: (35135)98-9-08; e-mail: all@eird.ru
ОАО «Белгородский завод «Ритм» Детали и специнструмент из твердых сплавов 308860, г. Белгород, пр-т Б. Хмельницкого 135 Д; тел.: (0722) 34-46-74; факс: (0722)34-15-92; e-mail: ritm.g@btrc.ru
ФГУП «Научно- исследовательский институт электро- угольных изделий» Изделия порошковой ме- таллургии разного назна- чения 142490, г. Электроугли Москов- ской обл., пер. Гоки 1; тел.: (095) 702-93-12; 239-19-60; 239-19-64; факс: (095) 702-93-13; e-mail: niil@dio.ru
Предприятие Продукция Адрес
ГП Институт Физики прочности и материаловедения СО РАН Изделия из порошков алюминия 634021, г. Томск, пр. Академический 2/1; тел.: (3822) 25-94-81; факс: (3822) 25-95-76; e-mail: ispms@ispms.tomsk.ru
ОАО «Торговое предприятие Том- ский инструмент» Режущий инструмент, оснащенный твердо- сплавными пластинами 634034, г. Томск, ул. Вершинина 43; тел.: (3822)41-72-18; факс: (3822)41-95-07; e-mail: tpti@tiz.ru
ЗАО «Белфрезинст- румент» Металлорежущий инструмент с напайными пластинами из твердого сплава 308800, г. Белгород, ул. Волчан- ская 159; тел.: (0722) 21-72-30; 21-75-42, факс: (0722) 27-05-19; 27-89-53, e-mail: belfrin@btrc.ru
ФГПУ «ВНИИТС» Твердосплавный инструмент различного назначения 117638, г. Москва, Варшавское ш.; тел./факс: (095) 113-20-33
ЗАО «Оренбургский инструментальный завод» Сверла с твердосплавны- ми пластинами для свер- ления бетона 4600018, г. Оренбург, пр. Победы 75; тел.: (35632)41-61-45; факс: (35632)41-29-78; e-mail: orendril@mail.tsoo.ru
ОАО «Спенцинстру- мент» Сборный инструмент, оснащрнный твердо- сплавными пластинами 357820, г. Георгиевск Ставро- польского края, ул. Калинина 162/2; тел.: (87951) 6-41-19; 6-41-85; факс: (87951) 6-41-19; 6-42-75
ОАО «Серпухов- ский инструмен- тальный завод» (ОАО «СИЗ ТВИНТОС») Режущий твердосплавный инструмент 143111, г. Серпухов Московской обл., ул. Сольца 1; тел.: (0967) 35-01-80; факс: (0967) 72-59-43; e-mail: tvintos@tvintos.ru
ФГПУ им. М.В. Хруничева Фрагментированный твердый сплав ВК-8 121309, г. Москва, Новозаводская ул. 18; тел./факс: (095) 145-98-64; e-mail: Qnti@khrunitchev.com
ООО ИЦ РИА «Пе- редовые техноло- гии» Резцы и буровые колонки из твердых сплавов 123424, г. Москва, Волоколамское ш., 73, СП «Мосвирт»; 121084, г. Москва, Береговой пр. 4; тел./факс: (095)239-13-41
Предприятие Продукция Адрес
ОАО «Храпунов- ский инструмен- тальный завод» твердосплавные пласти- ны, резцы, сверла, пилы Московская обл., Ногинский р-н, пос. им. Воровского; тел./факс: (0959) 239-13-41; e-mail: info@hiz.ru
ФГУП ВНИИНМ им. А.А. Бочвара Магнитотвердые материа- лы, проводники на основе Cu-Nb, фильтры 123006, г. Москва, ул. Рогова 5а; тел.: (095) 190-81-82
ОАО «ИЖ-Авто» Антифрикционные, кон- струкционные материалы 426060, г. Ижевск, Удмурдская республика, ул. Автозаводская 5; тел: (3412) 45-64-56; 26-71-36; e-mail: cust@izhayto.ru
НТП «Светотехни- ка» Электротехнические, ан- тифрикционные материа- лы 428000, г. Чебоксары, ул. Матэ Залка 21; тел./факс: (8352) 34-01-11; 34-02- 22; 34-05-55; e-mail: tsiism@dataforce.net
ЦНИИСМ Антифрикционные мате- риалы 141371, г. Хотьково Московской обл.; тел.: (095) 584-55-11; факс: (095)3-13-13; e-mail: tssism@dataforce.net
ООО «Электрокон- такт» Электрические контакты 198097, С.-Петербург, Турбинная ул. 50; гел.: (812) 973-89-52; e-mail: electrocontact@electrocontact.SDb.ru
198097, С.-Петербург, пр. Стачек, д. 45, корп. 2, оф. 223; тел.: (812) 184-65-29; 183-84-13; факс: (812) 184-65-29; 183-84-13, e-mail: electrocontakt@narod.ru
ОАО «Магнитогор- ский метизно- металлургический завод» Электроды и порошковая наплавочная проволока 455007, г. Магнитогорск, ул..9 Мая 3; тел.: (3511) 33-28-29; 35-49-11; факс: (3511)35-35-68
455031, г. Магнитогорск, ул. Сладкая 4; тел.: (3551) 33-75-69; 37-62-86; факс: (3551)35-35-68
Предприятие Продукция Адрес
«Новомет-Пермь» Пористые материалы 614065, г. Пермь, ш. Космонавтов 395; тел.: (3422) 96-27-56; 96-27-59; факс: (3422) 96-23-02; e-mail: Post@novomet.ru
ГП Институт Физи- ки прочности и ма- териаловедения СО РАН Спеченные алюминиевые сплавы 634021, г. Томск, пр. Академиче- ский 2/1; тел.: (3822) 25-94-81; факс: (3822) 25-95-76; e-mail: ispms@ispms/tomsk.ru
НТП СОВИНТЕХНИКА Электроконтакты, токо- проводящие шины, под- шипники скольжения 428000, г. Чебоксары, пр. М. Горького, 5; тел./факс: (8352) 45-64-41; e-mail: sovint@cbx.ru
ООО «КИМ» Медные электролитиче- ские порошки, медные катоды г. Киров, ул. Кирпичная 42а, оф. Ю; тел.: (8332) 51025-60, 51-20-24; e-mail: argo@kimltd.kirov.ru
Уральский электро- химический комби- нат Никелевые электролити- ческие порошки 624130, г. Новоуральск Свердлов- ской обл., ул. Дзержинского 2; тел.: (34370) 9-59-54; 9-70-97; факс: (34370) 5-71-36
ЗАО «Оренбургский инструментальный завод» Сверла с твердосплавны- ми пластинами 460018, г. Оренбург, пр. Победы 75; тел.: (3532) 41-61-45; факс: (3532)41-29-78; e-mail: orendril@mail.esoo.ru
БУРИНТЕХ Буровой инструмент 450029, г. Уфа, ул. Юбилейная 4; тел.: (3472) 43-33-53; факс: (3472) 43-35-00; e-mail: burinth@ufacom.ru
ОАО «Волгобур- маш» Буровой инструмент 443004, г. Самара, ул. Грознен- ская 1; тел.: (8462) 30-30-70; 30-31-66; факс: (8462) 30-27-52; 30-31-06; e-mail: General@vbm.samara.ru
Материалы-К Дактилоскопические по- рошки и пленки, порошки для магнитной дефекто- скопии, гранулированные порошки карбидов, ме- таллов, сплавов 300016, г. Тула, ул. Д. Гумилев- ской, 16; тел./факс (0872) 40-74- 74; 40-75-11; 8-910-845-45-25
Справочное издание
Бабич Борис Наумович, Вершинина Екатерина Владимировна,
Глебов Владимир Александрович, Калихман Виктор Липович,
Левинский Юрий Валентинович, Лопатин Владимир Юрьевич,
Люлько Валерий Григорьевич, Набойченко Станислав Степанович,
Тимофеев Игорь Александрович, Фальковский Всеволод Александрович,
Фомина Ольга Николаевна
Металлические порошки и порошковые материалы
Под редакцией Ю.В. Левинского
Редактор В.П. Молокова
Технический редактор Э.А. Кулакова
Корректор С.А. Березенцева
Компьютерная верстка М.А. Анциферовой
Переплет художника М.А. Анциферовой
Подписано в печать 29.08.05. Формат 70х100'/|6. Бум. офсетная № 1.
Печать офсетная. Гарнитура «Таймс». Усл. печ. л. 41,6.
Уч.-изд. л. 55,45. Заказ 1504
Соответствует санитарным правилам СанПиН 1.2.1253-03(санитарно-эпцдемиоло-
гическое заключение № 77.99.02.953.Д. 006128.08.03)
«ЭКОМЕТ»
127006, Москва, Старопименовский пер., д. 8, стр. 1-1А
e-mail: info@imet.ru
www.imet.ru
Отпечатано с оригинал-макета в ППП «Типография «Наука»
121009, Москва, Шубинский пер., д. 6
ISBN 5-89594-122-2
II
о
металлические
порошки
и порошковые
матеоиалы