Статья: История развития порошковой металлургии

Способы изготовления металлических порошков

Химические, технологические, физические свойства металлических порошков, а также форма частиц зависят от способа производства. Основными способами производства металлических порошков являются:

1. Механическое измельчение металлов в вибрационных, механических, шаровых и вихревых мельницах.
2. Распыление жидких металлов в среде инертных газов или сжатым воздухом. Такой способ получения металлического порошка появился в 1960-х годах. К его достоинствам относятся экономичность процесса, высокая производительность, а также возможность эффективной очистки расплава от примесей.
3. Восстановление окалины или руды. Такой способ получения металлического порошка является самым экономичным, более половины порошка железа получают посредством восстановления руды.
4. Электрическое осаждения металлов из растворов.
5. Использование сильного электрического тока, который прикладывается к стержню металла в вакууме. Такой способ изготовления используется для производства порошка из алюминия.

В промышленных условиях специальные металлические порошки получают также при помощи осаждения, термической диссоциации летучих соединений, науглероживания и другими методами.

История развития порошковой металлургии

Металлические порошки использовались еще в древние времена. Порошки из меди, серебра, золота использовались в красках для декоративных целей. При раскопках были найдены орудия из железа древних египтян и железный памятник в Дели. До 19 века не было известно способов получения высоких температур, необходимых для плавки железа. Упомянутые предметы были изготовлены кричным методом: сначала в горнах при температуре 1000 градусов по Цельсию, посредством восстановления железной руды углем получали крицу (рыхлое, губчатое железо), которую потом многократно проковывали в нагретом состоянии, процесс завершался нагревом в горне, для уменьшения пористости. С появлением доменного производства от крицы отказались и о порошковой металлургии забыли.

Превращение порошковой металлургии в технологический процесс является заслугой Любарского и Соболевского, которые в 1826 году разработали технологию спекания и прессования платинового порошка. В 1924 году Алексеенко-Сербин организовал первую лабораторию тугоплавких сплавов на Московском электроламповом заводе, после чего была создана целая сеть научных учреждений: НИИ твердых сплавов, НИИ Автопром, Институт титана, НИИ порошковой металлургии Белорусского политехнического института и т.п. После организации в 1923 году производства порошка вольфрама на Московском кабельном заводе и получения в 1932 году на Ленинградском механическом заводе электролитического железа, работы ученых привели к созданию оригинальных способов изготовления металлических порошков. Важными историческими событиями в развитии порошковой металлургии являются:

1. Создание способа получения металлических порошков посредством комбинированного восстановления окалины сажей и газом, который был положен в основу функционирования Броварского завода порошковой металлургии в 1948-1958 годах.
2. Организация производства порошков сложнолегированных сталей и сплавов посредством металлотермического восстановления в 1953-1957 годах.
3. В 1926-1946 годах начались работы в области теоретических основ процессов спекания. Данные исследования позволили оптимизировать некоторые технологические режимы, а также создать новые процессы, например, активированное спекание вольфрама, спекание метллоалмазных композитов инструментального назначения, а также изготовление антифрикционных, электроконтактных и конструкционных изделий с применением пропитки расплавленными металлами.

Первыми изделиями из металлического порошка были медно-графитовые щетки. Позже было создано большое количество электроконтактных материалов на основе окиси кадмия, серебра с добавками никеля, графита и вольфрама с пропиткой меди. В 60-х годах развивались работы, связанные с созданием спеченных конструкционных материалов на основе железа, с пропиткой прессовок медью и медными сплавами, сопровождающееся введением в состав углерода в виде графита, с заполнением стеклом пор. Благодаря такому способу удалось достигнуть прочности 80 килограмм на квадратный миллиметр. Использование порошков из легированной стали в сочетании с горячей прессовкой позволило получить материалы, прочность которых превышала 20 килограмм на квадратный миллиметр. Также активно разрабатывались уплотнительные, фрикционные, инструментальные, фильтровые, магнитные и другие материалы.