Металлические порошковые материалы
Металли́ческие порошко́вые материа́лы, материалы, получаемые методами порошковой металлургии. В технической литературе, наряду с названием «порошковые материалы», часто используют термин «спечённые материалы», т. к. спекание – один из основных способов консолидации порошков. Порошковые материалы позволяют создавать изделия с уникальными свойствами, сочетать разнородные и не соединяемые другими способами компоненты. Порошковые материалы классифицируют: по химическому составу (порошки металлов, сплавов и металлоподобных соединений, а также их смеси с неметаллическими порошками), по плотности (компактные, пористые), назначению (конструкционные, триботехнические, фильтрующие, высокотемпературные, электротехнические, с особыми ядерными свойствами, а также инструментальные твёрдые сплавы и др.).
Детали из конструкционных порошковых материалов подразделяют на ненагруженные, слабо-, средне- и сильнонагруженные, а по типу материала – на основе железа или сплавов цветных металлов. Из конструкционных порошковых материалов изготовляют детали машин, механизмов и приборов (например, шестерни, фланцы, втулки и др.).
К триботехническим порошковым материалам относятся антифрикционные материалы и фрикционные материалы.
Фильтры из пористых порошковых материалов используют для отделения газов и жидкостей от посторонних примесей (могут отделять частицы размером 3–4 мкм и менее в зависимости от размера пор), для очистки отходящих газов в химической, металлургической, атомной и цементной промышленности; коррозионностойкие фильтры применяют для очистки воды, молока, растворов щелочей и кислот. Их изготовляют с изменяемой и регулируемой пористостью, проницаемостью и степенью очистки.
К пористым порошковым материалам относятся «потеющие» материалы.
Порошковые материалы на основе тугоплавких металлов (W, Mo, Nb, Та, Zr, Re, Ti и др.) используют при высоких температурах, разнообразных давлениях (от сотен атмосфер до высокого вакуума) и в различных средах (агрессивных, инертных), например для изготовления камер сгорания и элементов защитных конструкций ракет.
Электротехнические порошковые материалы включают контактные (для разрывных и скользящих контактов), магнитные, электропроводящие и др. Разрывные контакты, предназначенные для многократного (до нескольких миллионов) замыкания и размыкания электрических цепей, выполняют из порошковых сплавов на основе Ag, W, Mo, Cu, Ni с добавками графита, оксидов Cd, Cu, Zn и др. Скользящие контакты из порошковых сплавов на основе Cu, Ag, Ni, Fe с добавками графита, нитрида В, а также сульфидов (для снижения коэффициента трения) применяют в электродвигателях, генераторах электрического тока, потенциометрах, токосъёмниках и других устройствах. Металлические магнитотвёрдые и магнитомягкие материалы получают из порошковых сплавов на основе Fe, Co, Ni, Al, SmCo5, сплава Fe–Nd–B. Порошковые электропроводящие материалы и изделия из них разного назначения изготовляют в основном из Cu, Al и их сплавов.
В ядерной энергетике порошковые материалы с особыми свойствами (В, Hf, Cd, Zr, W, Pb, РЗЭ и другие и их соединения) используют в качестве поглотителей, замедлителей, из них изготовляют регулирующие стержни, а также твэлы (с использованием порошков диоксида, карбида, нитрида U и порошков тугоплавких соединений других трансурановых элементов).
Порошковые твёрдые сплавы подразделяются на содержащие WC (или его твёрдые растворы с другими карбидами) и безвольфрамовые (на основе TiC и других тугоплавких соединений). Из них изготовляют инструменты для резания металлов и других материалов, обработки давлением, для бурения горных пород.