Формирование структуры материалов при горячем прессовании
Горячее прессование порошковых материалов сопровождается качественным и количественным изменением контактов частиц, изменением физико-механических характеристик.
Прочность металлического каркаса материалов определяется прочностью межчастичных связей, спекаемостью металлических частиц при температурах горячего прессования.
Отличие значений пределов прочности при срезе прессовок из порошков бронзы и спеченных под давлением образцов из этих прессовок (рис. 4.13) и изменение удельных электрических сопротивлений (рис. 4.14) при одинаковых относительных плотностях свидетельствуют о качественно-количественных изменениях меж - частичных связей.
Разница в измерениях предела прочности при срезе горячепрессованных образцов из порошков бронзы с размерами частиц 1^10 мкм (Сср = 5 мкм) (зависимости 1 и 2 на рис. 4.13) и из порошков бронзы с размерами частиц 30^160 мкм (зависимости 3 и 4) показывают лучшую спекаемость первых при условиях изготовления материалов горячим прессованием из смесей порошков бронзы и фторопласта.
|
Относительная плотность Рис. 4.13. Зависимость предела прочности при срезе от относительной плотности образцов: 1 - прессовка бронзы (Сср = 5 мкм); 2 - горячепрессованная бронза (Сср = 5 мкм); 3 - прессовка бронзы (С = 30^160 мкм); 4 - горячепрессованная бронза (С = 30^160 мкм) |
Характер изменения удельного электрического сопротивления материалов, изготовленных горячим прессованием из смесей порошков бронзы с размерами частиц 1^10 мкм и фторопласта с размерами частиц 30^160 мкм в зависимости от относительной плотности и количества фторопласта (рис. 4.15) аналогичен характеру изменения характеристик неспеченных прессовок смесей (см. рис. 4.9).
|
0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 Огиасигсльная платності. Рис. 4.14. Зависимость удельного электрического сопротивления от относительной плотности образцов: 1 - прессовка бронзы (Сср = 5 мкм); 2 - горячепрессованная бронза (Сср = 5 мкм) |
|
Х 10'6
0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 Относительная плотность Рис. 4.15. Зависимость электрического сопротивления от относительной плотности: 1 - бронза (й = 1^10 мкм); 2 - бронза (й = 5 мкм) + 30 % фторопласта; 3 - бронза (й = 5 мкм) + 40 % фторопласта; 4 - бронза (й = 5 мкм) +45 % фторопласта; 5 - бронза (й = 5 мкм) + 50 % фторопласта |
Идентичность изменения характеристик материалов, изготовленных горячим прессованием из смесей порошков бронзы с размерами частиц 30^160 мкм и фторопласта с размерами частиц 1^10 мкм, просматривается в зависимостях на рис. 4.11 и 4.16.
Характер изменения зависимостей удельного электрического сопротивления от количества фторопласта и относительной плотности показывает на сохранение структур, сформированных при уплотнении смесей на стадии прессования.
Наибольшее уменьшение удельного электрического сопротивления горячепрессованных материалов из смесей высокодисперсного порошка бронзы с фторопластом относительно неспеченных прессовок из таких же смесей (см. рис. 4.9, 4.15 и 4.11, 4.16) свидетельствуют о лучшей спекаемости порошков бронзы с малыми размерами частиц и создания наиболее благоприятных условий для формирования металлического каркаса.
|
„ хЮ
Относительная плотность Рис. 4.16. Зависимость удельного электрического сопротивления от относительной плотности: 1 - бронза (<С = 30^160 мкм); 2 - бронза (<С = 5 мкм) + 30 % фторопласта (<С = 1^15 мкм); 3 - бронза (<С = 5 мкм) + 40 % фторопласта (<С = 1^15 мкм); 4 - бронза (<С = 5 мкм) + 45 % фторопласта (<С = 1^15 мкм); 5 - бронза (<С = 5 мкм) + 50 % фторопласта (<С = 1^15 мкм) |
Структура горячепрессованных материалов из смесей порошков бронзы с размерами частиц ^ = 1^10 мкм (до определенного количества) представляет металлический каркас (рис. 4.17, а, светлые пятна) с регулярным распределением фторопласта (темные пятна).
В структуре материалов, изготовленных из смеси порошков бронзы с размерами частиц 30^160 мкм и фторопласта с размерами частиц 1^15 мкм отсутствует связь между частью металлических частиц (рис. 4.17, б).
|
|
А б
Рис. 4.17. Структура горячепрессованных бронзофторопластов (45 % фторопласта): а - бронза с й = 1^10 мкм и фторопласт с й = 30^160 мкм; б - бронза с й = 30^160 мкм и фторопласт с й = 1^15 мкм
|
Б |
Рис. 4.18. Структура материалов наполненного типа (фторопласт 80 %): а - бронза с й = 1^10 мкм и фторопласт с й = 30^160 мкм;
Б - бронза с й = 30^160 мкм и фторопласт с й = 1^15 мкм
При определенных количествах фторопласта металлического порошка становится недостаточно для образования каркаса и формируется структура наполненных материалов.
Бронзовые частицы (наполнителя) при условиях образования агрегатов с оболочками из мелких частиц упорядоченно распределены во фторопластовой матрице - мелкие (размеры частиц до 10
мкм) в виде разорванной по ячейкам объемной сетки (рис. 4.18, а), крупные (размеры частиц более 15^30 мкм) в виде отдельных равномерно распределенных частиц (рис. 4.18, б).
