Рост спроса на УДП металлов способствует более интенсивному развитию способов их получения и, что особенно важно, придания им специальных свойств.

Существующие способы получения порошковых материалов, в том числе УДП, подразделяют на две группы: физико-механические и физико-химические.

Физико-механические способы связаны с воздействием внешних сил и отсутствием существенного изменения химического состава материала. В результате же применения физико-химических способов получения металлических порошков достигается изменение не только размеров частиц, но и химического состава исходного материала, в частности может происходить рафинирование — очистка металла от нежелательных примесей.

Любой металл в виде порошка можно получить одним из этих способов. Выбор конкретного способа для практического применения диктуется необходимыми физико-химическими характеристиками получаемого материала и экономическими соображениями.

Физико-механические способы получения порошков включают в себя:

•дробление и размол (Ре, Мп, Си, Сг, А1, латунь, сталь);

•гранулирование (Ре, Си, Ъл, РЬ и др.);

•плазменно-дуговой способ, осуществляемый в низкотемператур ной плазме дугового или высокочастотного разряда (порошки туго плавких металлов и их соединений со сферической формой частиц)

Эта группа способов обеспечивает получение частиц порош сферической или чечевичной формы с широким диапазоном размеров.

Изготовление смеси порошков возможно только механическим способом. Степень ее однородности зависит от формы и дисперсности смешиваемых частиц. Порошки и их смеси, получаемые данными способами, не применяют для изготовления ответственных деталей.

К физико-химическим способам получения порошков, наиболее широко применяемым в промышленности, относятся:

•термическая диссоциация карбонилов;

•электролиз водных растворов и расплавов солей;

•осаждение из паровой фазы;

•плазмохимический способ;

•химическое восстановление металлов из растворов их соединений.

При получении порошков посредством термической диссоциации используют летучие карбонилы металлов. В основе карбонил-процесса лежит химическая реакция

оМ + 6СО ?= М0(СО)ь

где М — металл.

В первой фазе процесса (синтез) реакция протекает слева направо с образованием карбонила металла и всегда является экзотермической. Во второй фазе (термическое разложение) реакция, происходящая в противоположном направлении с образованием металла и оксида углерода, всегда эндотермична.

Характер и условия протекания этой реакции оказывают влияние на специфические свойства получаемых карбонильных металлических порошков. Как правило, в качестве примесей в них присутствуют углерод, азот и кислород, суммарное содержание которых может составлять 1. 3 %.

Такое загрязнение ухудшает спекаемость карбонильных порошков и прочностные свойства деталей. Поэтому непосредственно перед прессованием и спеканием этих порошков их подвергают отжигу в атмосфере водорода или вакууме при температурах 400. 600 "С для удаления примесей. Отжиг приводит к некоторому увеличению размеров частиц, снижению концентрации дефектов структуры и сокращению свободной поверхности порошков.

Электролиз водных растворов и расплавов солей основан на разложении металлических соединений при пропускании электрического тока через их растворы. На катоде осаждаются частицы металла, источником ионов которого обычно служит анод.

Основным преимуществом электролиза перед карбонил-процес-сом является возможность получения высокочистых металлических порошков в результате рафинирования, сопутствующего процессу электролиза.

Электролитические порошки металлов обладают лучшими технологическими свойствами (текучесть, прессуемость) по сравнению с порошками, получаемыми диссоциацией карбонилов. Это вызвано тем, что частицы электролитического порошка имеют, как правило, большие размеры (например, у карбонильного порошка никеля ПН КОТ-1 они составляют менее 10 мкм, а у электролитического ПНЭ-1 — 45 .70 мкм) и развитую поверхность (рис. 2.1): У ПНКОТ-1 удельная поверхность равна 0,48 м2/г, а у ПНЭ-1 — 0,12 м2/г. Такое сочетание параметров обеспечивает хорошее сцепление между частицами в процессе прессования и спекания. Усадка порошка ПНЭ-1 при одинаковых режимах спекания меньше, чем у ПНКОТ-1 (см. рис. 1.1).

Осаждение из паровой фазы применяют главным образом для получения порошков легкоплавких металлов, таких, как СсЗ, Ъл и ^ч2. Основой данного способа служат процессы испарения и конденсации на охлаждаемой поверхности элементов, находящихся в свободном состоянии в паровой фазе.

Эти процессы могут сопровождаться химическими реакциями между газообразными компонентами, в результате которых образуются порошки новых веществ.