Железный порошок ПЖВ1: восстановленный порошок для порошковой металлургии
Железный порошок ПЖВ1 — восстановленный железный порошок, получаемый методом твердофазного восстановления оксидов железа (прокатной окалины, концентрата) водородом или конвертированным природным газом при температурах 700–1000 C с последующим размолом и классификацией. Марка ПЖВ1 регламентируется ГОСТ 9849-86 и выпускается в нескольких классах крупности, отличающихся гранулометрическим составом, насыпной плотностью и содержанием примесей. Порошок предназначен для холодного и горячего прессования, а также для процессов MIM-литья и аддитивных технологий.
Технические характеристики и химический состав
Восстановленный порошок ПЖВ1 отличается губчатой формой частиц, развитой удельной поверхностью и высокой спекаемостью. Содержание железа составляет не менее 98,0–98,5 %, кислорода — не более 0,5–1,2 % в зависимости от класса. Углерод, кремний, марганец, сера и фосфор нормируются отдельно. Потери при восстановлении водородом не превышают 0,3–0,8 %. Насыпная плотность варьируется в диапазоне 2,4–3,2 г/см, что определяет поведение порошка при заполнении пресс-форм и шнековых дозаторов.
| Класс крупности | Массовая доля Fe, % | Кислород, % | Насыпная плотность, г/см | Типовое применение |
|---|---|---|---|---|
| ПЖВ1.160 | 98,5 | 0,5 | 2,4–2,6 | Фрикционные диски, втулки |
| ПЖВ1.200 | 98,3 | 0,7 | 2,6–2,8 | Шестерни, рычаги |
| ПЖВ1.250 | 98,0 | 1,0 | 2,8–3,0 | Подшипники скольжения |
| ПЖВ1.315 | 98,0 | 1,2 | 3,0–3,2 | Электроды, наплавка |
Технологические свойства и переработка
Порошок ПЖВ1 характеризуется хорошей прессуемостью: при давлении 600–800 МПа плотность прессовок достигает 6,6–7,0 г/см. Формовочная способность позволяет получать заготовки сложной геометрии с отношением высоты к диаметру до 3:1 без расслоения. Спекание проводится в защитных средах — водороде, диссоциированном аммиаке, эндогазе — при 1120–1180 C. Усадка при спекании составляет 0,3–1,5 % в зависимости от класса и давления прессования.
Для улучшения технологических свойств в шихту вводят стеарат цинка или лития в количестве 0,5–1,0 % в качестве внутренней смазки. Порошок совместим с медью, никелем, молибденом и графитом при легировании. Гомогенность смесей обеспечивается в двухконусных смесителях или смесителях-дезинтеграторах.
Области применения
- Порошковая металлургия: изготовление конструкционных деталей — шестерён, втулок, фланцев, рычагов для автомобилестроения и сельхозтехники.
- Фрикционные изделия: тормозные колодки, диски сцепления для железнодорожного транспорта и подъёмно-транспортного оборудования.
- Антифрикционные подшипники скольжения, работающие в узлах с ограниченной подачей смазки.
- Сварочное производство: электроды с железным покрытием, наплавочные порошки для восстановления валов и штампов.
- MIM-технологии: инжекционное формование мелких точных деталей для приборостроения и медицинской техники.
- Магнитные материалы: изготовление сердечников дросселей и низкочастотных трансформаторов.
Условия хранения и транспортировки
Порошок ПЖВ1 поставляется в стальных барабанах или полиэтиленовых контейнерах массой 25–100 кг. Хранение осуществляется в сухих отапливаемых складах при относительной влажности не выше 70 %. При контакте с влагой порошок окисляется, что повышает содержание кислорода и снижает спекаемость. Гарантийный срок хранения — 12 месяцев со дня изготовления при соблюдении условий герметичности тары.
Вопросы и ответы
Чем ПЖВ1 отличается от распылённого порошка ПЖР?
ПЖВ1 получают восстановлением оксидов, частицы имеют губчатую форму и развитую поверхность. Распылённые порошки ПЖР — сферические, с более высокой насыпной плотностью и текучестью, но меньшей спекаемостью.
Какое давление прессования оптимально для ПЖВ1?
Для конструкционных деталей рекомендуется 600–800 МПа. При меньшем давлении снижается плотность прессовки, при большем — возрастает износ пресс-форм и риск расслоения.
При какой температуре спекается ПЖВ1?
Спекание проводится при 1120–1180 C в водороде, диссоциированном аммиаке или эндогазе. Температура зависит от требуемой плотности и состава шихты.
Допустимо ли использовать ПЖВ1 для MIM-литья?
Да, мелкие классы крупности (ПЖВ1.160, ПЖВ1.200) применяются в MIM-технологиях. Однако для стабильного заполнения форм требуется дополнительная классификация и введение связующих.
