Металлические порошки вольфрама и кобальта получают восстановлением их окислов WO3 Co3O4. Ангидрид вольфрама восстанавливают водородом при 900-1200°С или углеродом при 1450-1800°С, а окись кобальта – водородом при 520-570°С.
Карбид W получают прокаливанием смеси порошка W с сажей при 1400-1500°С.
Сложный титановольфрамовый карбид получают прокаливанием смеси WC с TiO2 и сажи при 2000-2300°С в токе осушенного водорода.
WC+TiO2+CàWC+TiC+CO
Приготовление смеси порошков карбидов с кобальтом и их размол осуществляют в жидкой среде (спирт или вода) в шаровых мельницах. После сушки смесь смешивают с раствором клеящего вещества (раствор каучука в бензине, глицерин и др.). и подвергают сушке. После просеивания и грануляции порошок идет на прессование изделий при 100-120 МПа. Сушка при 100-120 градусах С для повышения прочности. Спекание в две стадии: предварительное 700-800 градусов, окончательное 1390-1500 градусов в водороде.
Кроме прессования применимы и другие методы формообразования.
Антифрикционные материалы
Антифрикционные материалы могут быть пористые и беспористые.
Особенности пористых подшипников скольжения следующее: исключительно хорошая прирабатываемость при относительно низком коэффициенте трения, самосмазываемость, достаточная прочность, бесшумность в работе.
Самосмазываемость пористых подшипников достигается пропиткой пор маслом. Во время работы подшипника масло, нагреваясь, вытесняется из пор и образует пленку на трущихся поверхностях.
Запас смазки в порах достаточен для его работы в течение нескольких месяцев. Для работы подшипников в течение более длительного времени применяют пористые подшипники со специальными «карманами», выполненными в теле подшипника. Запас смазки в карманах обеспечивает работу подшипника без дополнительной смазки в течение 2-3 лет.
Для пористых антифрикционных материалов в качестве металлической основы применяют железо, медные сплавы и сплавы на алюминиевой основе.
Беспористые антифрикционные материалы изготовляют в виде биметаллических или триметаллических вкладышей. Сочетанием прочной металлической основы с пористым антифрикционным материалом можно получить антифрикционные изделия высокого качества.
Биметаллические втулки получают нанесением смеси металлических порошков на стальную ленту с последующим спеканием и обработкой давлением для достижения необходимой пористости.
Триметаллические вкладыши изготавливают так, чтобы на поверхности стальной ленты получился пористый слой из смеси порошков меди и никеля, который пропитывают баббитом. Такой материал выдерживает нагрузки на 20% выше, чем литые высокооловянистые и свинцовые баббиты.
Фрикционные материалы
К современным фрикционным материалам предъявляют высокие требования. Коэффициент трения этих материалов должен быть необходимой величины и оставаться постоянным при высоких температурах (до 1000 градусов С). Они должны быть достаточно прочными, иметь хорошую прирабатываемость, обладать высокой теплопроводностью и коррозионной стойкостью.
В качестве металлической основы металлокерамических фрикционных материалов обычно применяют железо и медь.
Повышение коэффициента трения достигается добавкой в шихту кремнезема, карбидов тугоплавких металлов, окислов некоторых металлов или асбеста.
Для улучшения прирабатываемости и уменьшения износа вводится свинец или графит.
Фрикционные материалы применяют в виде биметаллических элементов, состоящих из фрикционного слоя, спеченного под давлением со стальной основой (лента или диск).
В промышленности широко применяется фрикционный материал на основе меди (60-75%Cu, 5-15%Pb, 5-10%Sn, 0-2%Ni, 0-10%Fe, 0-7%Zn, 0,2%Si, 4-8% графита, до 0,6%SiO2, 0,2-10% асбеста.
Хорошие свойства имеет также фрикционный материал на основе железа 64%Fe, 15%Cu, 9% графита, 3% SiO2, 3% асбеста и 6% BaSO4.
Пористые материалы
Методами порошковой металлургии можно изготовлять металлические материалы заданной (10-70%) пористости с сообщающимися порами. Из таких материалов, обладающих проницаемостью для жидкостей и газов, изготовляют детали разных назначений, в особенности фильтров.
Металлические фильтры, в отличие от фильтров из бумаги, ткани, стекла или керамики, обладают значительной прочностью и жесткостью, имеют хорошую теплопроводность, способны работать при высоких температурах и давлениях, лучше задерживают мелкие твердые частицы.
В зависимости от назначения, металлические фильтры изготовляют из порошков железа, меди, латуни, бронзы, алюминия, нержавеющей стали, различных тугоплавких металлов, их сплавов и карбидов, золота, серебра, платины, никеля и других металлов и сплавов.