Железный порошок ПЖРВ: распыленный восстановленный материал для порошковой металлургии
Железный порошок ПЖРВ — распыленный водой железный порошок, прошедший восстановительный отжиг в защитной атмосфере. Маркировка расшифровывается как «порошок железный распыленный восстановленный». Материал сочетает развитую поверхность частиц, полученную распылением расплава, с низким содержанием кислорода после восстановления. Это обеспечивает высокую насыпную плотность и стабильную текучесть при прессовании.
ПЖРВ выпускается по ГОСТ 9849-86, который нормирует химический состав, гранулометрию и технологические свойства. В отличие от восстановленных губчатых порошков, распыленные частицы имеют оскольчатую форму с внутренней пористостью, что повышает площадь контакта при спекании и улучшает прочность прессовок после спекания.
Технические характеристики и марки
Основные параметры железного порошка ПЖРВ регламентируются по фракциям и содержанию примесей. Ключевые показатели — массовая доля железа, кислорода, углерода и нерастворимого остатка.
| Марка | Fe, % мин | O, % макс | Насыпная плотность, г/см | Текучесть, с/50 г |
|---|---|---|---|---|
| ПЖРВ 2.160.26 | 98,5 | 0,60 | 2,60–2,90 | 28–34 |
| ПЖРВ 3.160.26 | 98,0 | 0,80 | 2,50–2,80 | 30–36 |
| ПЖРВ 4.160.26 | 97,5 | 1,00 | 2,40–2,70 | 32–40 |
| ПЖРВ 2.200.26 | 98,5 | 0,55 | 2,70–3,00 | 26–32 |
Гранулометрический состав нормируется остатком на ситах: для фракции 160 мкм остаток не превышает 2 %, для 63 мкм — не более 25 %. Формовочные свойства оценивают по плотности прессовок при давлении 600–700 МПа.
Технологические свойства
- Уплотняемость при 600 МПа — 6,6–6,9 г/см для марок с низким содержанием кислорода.
- Спекаемость в атмосфере эндогаза или водорода при 1120–1150 C.
- Предел прочности на изгиб спеченных образцов без легирования — 250–350 МПа.
- Содержание углерода — не более 0,05 % для предотвращения охрупчивания.
- Потери при восстановлении водородом — в пределах 0,3–0,8 %.
Применение в промышленности
Железный порошок ПЖРВ применяется в производстве конструкционных деталей методами однократного и двукратного прессования с последующим спеканием. Основные потребители — автомобилестроение, электротехника, станкостроение.
- Спеченные втулки, вкладыши подшипников скольжения, работающие при нагрузках до 8 МПа.
- Фрикционные диски тормозных систем и муфт сцепления.
- Магнитопроводы электрических машин, дросселей, трансформаторов.
- Детали топливной аппаратуры дизельных двигателей — распылители, плунжеры.
- Порошковая проволока для наплавки и восстановления изношенных поверхностей.
- Компонент шихты для получения легированных порошков и спеченных сталей.
Условия эксплуатации и переработки
ПЖРВ склонен к окислению при хранении во влажной среде, поэтому транспортировку осуществляют в герметичной таре с инертным газом или в вакуумных пакетах. При подготовке шихты вводят стеарат цинка или лития в количестве 0,5–1,0 % для снижения трения при выталкивании прессовок. Смешивание с графитом, медью, никелем проводят в двухконусных смесителях в течение 20–40 минут.
Спекание ведут в проходных или колпаковых печах с контролем точки росы. Для деталей с высокой плотностью применяют горячее изостатическое прессование или повторное прессование с промежуточным отжигом.
Вопросы и ответы
Чем ПЖРВ отличается от восстановленного губчатого порошка?
ПЖРВ получают распылением расплава с последующим восстановительным отжигом, что даёт оскольчатую форму частиц и более высокую насыпную плотность по сравнению с губчатыми порошками. Это улучшает текучесть и уплотняемость при прессовании.
Какое давление прессования оптимально для ПЖРВ?
Для конструкционных деталей применяют давление 600–800 МПа. При 600 МПа достигается плотность 6,6–6,9 г/см, при 800 МПа — до 7,1 г/см в зависимости от марки и содержания смазки.
При какой температуре спекают изделия из ПЖРВ?
Спекание проводят при 1120–1150 C в атмосфере эндогаза, диссоциированного аммиака или водорода. Точка росы защитной атмосферы не должна превышать –40 C для предотвращения окисления.
Как хранить железный порошок ПЖРВ?
Хранение осуществляют в закрытой таре при относительной влажности не выше 60 % и температуре 5–30 C. Вскрытую упаковку рекомендуется использовать в течение 30 суток или хранить в среде инертного газа.
