Железный порошок ПЖР5 — технические характеристики и применение
Железный порошок ПЖР5 — распыленный порошок железа, получаемый методом распыления расплава водой высокого давления. Марка ПЖР5 относится к классу порошков для порошковой металлургии и характеризуется повышенной чистотой по примесям и контролируемым гранулометрическим составом. Основное назначение материала — изготовление конструкционных деталей методом прессования и последующего спекания, а также производство антифрикционных изделий и компонентов фрикционных композиций.
ПЖР5 производится по ГОСТ 9849–86 и отличается от марок ПЖР2 и ПЖР3 более узким диапазоном насыпной плотности и стабильной прессуемостью. Частицы порошка имеют разветвленную поверхность, что обеспечивает высокую механическую связность при холодном прессовании. Технологические свойства ПЖР5 позволяют получать заготовки с плотностью до 6,8–7,1 г/см при давлении прессования 400–700 МПа без введения пластифицирующих добавок.
Химический состав и гранулометрия
Содержание основного компонента в ПЖР5 составляет не менее 98,5 %. Лимитируемые примеси — углерод, кремний, марганец, сера и фосфор — контролируются в узких пределах, что обеспечивает воспроизводимость свойств спеченных изделий в серийном производстве. Фракционный состав ПЖР5 оптимизирован для получения равномерной усадки при спекании и минимальной анизотропии механических характеристик.
- Массовая доля железа — не менее 98,5 %
- Содержание углерода — не более 0,05 %
- Содержание кремния — не более 0,15 %
- Содержание серы и фосфора — не более 0,02 % каждого
- Остаток на сите 016 — не более 0,5 %
- Остаток на сите 0045 — не более 15 %
Технологические свойства и режимы спекания
Насыпная плотность ПЖР5 находится в диапазоне 2,4–3,0 г/см, текучесть — 30–40 с на 50 г материала. Указанные параметры обеспечивают стабильное заполнение пресс-форм при автоматическом прессовании на механических и гидравлических прессах. Рекомендуемая температура спекания для ПЖР5 составляет 1120–1180 C в защитной атмосфере диссоциированного аммиака или эндотермического газа. Выдержка при температуре изотермической выдержки — 30–60 минут в зависимости от массы и конфигурации детали.
Порошок ПЖР5 совместим с легирующими добавками — графитом, медью, никелем и ферросплавами. При введении 1,5–3,0 % меди и 0,3–0,8 % графита после спекания достигается предел прочности при растяжении 350–450 МПа при относительном удлинении 3–8 %. Для повышения твердости и износостойкости изделий применяется последующая термическая обработка — закалка и низкий отпуск.
Применение в промышленности
Изделия из ПЖР5 используются в автомобилестроении, производстве бытовой техники, электроинструмента и сельскохозяйственных машин. Типовые детали — втулки, шестерни, фланцы, корпусные элементы, детали замковых механизмов и узлов трения. Порошок также применяется для изготовления пористых фильтрующих элементов и фрикционных накладок, работающих в масляной среде.
| Параметр | ПЖР5 | ПЖР2 | ПЖР3 | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Насыпная плотность, г/см | 2,4–3,0 | 2,2–2,8 | 2,3–2,9 | ГОСТ 19440 |
| Текучесть, с/50 г | 30–40 | 35–45 | 32–42 | ГОСТ 20899 |
| Прессуемость, г/см | 6,8–7,1 | 6,5–6,9 | 6,6–7,0 | ГОСТ 25280 |
| Содержание Fe, % | 98,5 | 98,0 | 98,2 | ГОСТ 9849 |
Условия хранения и транспортировки
ПЖР5 поставляется в герметичной таре — бумажных мешках с полиэтиленовым вкладышем или мягких контейнерах типа МКР. Материал склонен к окислению при длительном контакте с влажным воздухом, поэтому хранение должно осуществляться в сухих отапливаемых складах при относительной влажности не более 60 %. Срок хранения в невскрытой заводской упаковке — 12 месяцев с даты изготовления. Перед использованием порошок рекомендуется просеивать через сито 025 для разрушения агломератов, образовавшихся при транспортировке.
Вопросы и ответы
Чем ПЖР5 отличается от ПЖР2?
ПЖР5 имеет более высокое содержание основного металла (не менее 98,5 % против 98,0 % у ПЖР2), повышенную насыпную плотность и лучшую прессуемость. Это позволяет получать заготовки большей плотности при том же давлении прессования.
Какое давление прессования рекомендуется для ПЖР5?
Оптимальный диапазон давления холодного прессования — 400–700 МПа. При давлении 600 МПа достигается плотность сырой заготовки 6,8–7,0 г/см, что обеспечивает стабильную усадку при спекании.
В какой атмосфере проводится спекание изделий из ПЖР5?
Рекомендуется спекание в диссоциированном аммиаке, эндотермическом газе или азотоводородной смеси с точкой росы не выше –30 C. Температура процесса — 1120–1180 C.
Можно ли использовать ПЖР5 для изготовления фрикционных изделий?
Да, ПЖР5 применяется как основа фрикционных композиций, работающих в масляной среде. В состав шихты вводятся неметаллические добавки — графит, дисульфид молибдена, оксид кремния — в количестве 5–15 %.
