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).