. Proiectarea Unei Matrite Pentru Realizat Placute Schimbabile DIN Cabluri Metalice

Cuprins

Cap I. Scurt istoric al dezvoltării, producerii și utilizării materialelor dure……………………………………………………………………..4

Introducere …………………………………………………….……………………………..4

Wolframul – carbura de wolfram …………………………………………………………………….11

Titanul. Carbura de titan ……………………………………..….…………………………..14

Tantalul, niobiul. Carbura de tantal-niobiu ……………………….…………………………………14

Alte carburi ……………………………………………………….………………………….14

Cap II Formarea la rece a pieselor………………………………………………16

2.1. Preformarea, presarea în matriță …………………………………………………………….16

Cap III Sinterizarea………………………………………………………………………24

3.1 Generalități …………………………………………………………………………………..24

3.2 Tehnologia de lubrifiere, presinterizare și sinterizare ……………………………………….28

3.3 Instalații și utilaje de sinterizare ……………………………………………………………..37

Bibliografie

Cap I. Scurt istoric al dezvoltării, producerii și utilizării materialelor dure

1.1. Introducere

Domeniul de existență și cunoaștere a materialelor dure este foarte vast. Cele mai utilizate aliaje dure industriale sunt produsele compuse din carburi ale metalelor care, în ordinea importanței sunt: carbura de wolfram, carbura de titan, carbura de tantal sau niobiu sub formă de monocarburi sau carburi complexe. Acestea, compactizate prin sinterizare cu ajutorul uni metal din grupa fierului, cobaltului sau nichelului, formează familia de aliaje dure, cunoscute la noi sub denumirea comerciala „WIDIA”.

Proprietățile aliajelor au fost remarcate cu circa 70 de ani în urmă, când cunoașterea și dezvoltarea acestora se efectua in paralel cu alte tehnologii.

La începutul secolului al XX-lea, lucrarea lui Henri Moissan a însemnat începutul producerii industriale a aliajelor carburilor refractare și a altor metale dure. A trecut aproape un sfert de secol până ce dezvoltarea producerii carburilor pe scară industrială a permis utilizarea acestora ca aliaje dure sinterizate în industria prelucrătoare.

Prima aplicație a carburilor dure a făcut-o Connel, care în 1909 a descris procesul de producere a lagărelor pentru aparate, prin arderea pulberilor de wolfram in prezența carbonului.

În anul 1912 a fost sugerată tehnica presării la cald a carburilor dure, prin încălzirea materialului datorată trecerii directe a curentului electric prin masa materialului.

În 1914 Voigtlander și H. Lohmann pun la punct și patentează fabricația filierelor, ca scule obținute prin sintetizarea unor piese presate din pulberi de carbură de wolfram, carbură de molibden sau amestecuri ale lor.

Un însemnat pas în dezvoltare a fost înregistrat, de așa numitele aliaje TIZIT de către Fuchs și Kopietz [1]. În aceste aliaje, metale ca titanul, ceriul, au fost au fost adăugate carburii de wolfram. Aceste compoziții sunt limitate la 55% wolfram, 30-40% fier, 4-6% titan, 2% ceriu și 2-4% carbon.

Wolframul poate fi înlocuit cu molibdenul, fierul cu manganul, cobaltul sau nichelul și titanul cu zirconiul.

Prin înlocuirea fierului cu cobaltul și creșterea conținutului de carbon care a permis formarea monocarburii de wolfram, s-au obținut produse foarte apropiate de cele numite TITANIT realizate în anii 1929-1930 de echipa Schwarzkopf (grupele de aliaje produse în Germania și conținând 78% WC, 16% TiC și 6% Co).

Un salt decisiv în dezvoltarea aliajelor dure către ceea ce numim astăzi produse din carburi metalice a fost făcut de Schroter. Acesta a utilizat ca material de pornire chiar monocarbura de tungsten cu conținut de carbon (6,13% C) amestecată cu mai mult de 10% metal de liere din grupa fierului.

Prima tehnologie de elaborare pe scara industrială a aliajelor dure sinterizate din carburi metalice ca materiale dure de scule a fost realizată de Schroter în Germania la OSRAM – Studiengesell – schaft.

Multe din realizările ulterioare în domeniul aliajelor dure sintetizate din carburi metalice au apărut ca urmare a modificărilor aduse din carburi metalice au apărut ca urmare a modificărilor aduse de diverși cercetători și producători compozițiilor descrise, prin înlocuirea unei fracțiuni a conținutului de cu alte carburi, din care cele mai frecvent folosite au fost carbura de titan (TiC), carbura de tantal (TaC) și carbura de molibden (MoC).

Astfel, începând din 1929 după patentele lui Schwarzkopf, s-a trecut la producerea și utilizarea pe scară largă în industrie a aliajelor dure sinterizate, bazate pe multicarburi și carburi complexe. , singurele materiale de scule care permit așchierea cu viteze ridicate a oțelurilor.

În Statele Unite ale Americii primul aliaj dur sinterizat bazat pe multicarburi este pus pe piață în 1931 de firma CARBOLOY – aliajul 77B cu compoziția 57-60%WC, 27%, TaC și 13-16% Co.

În 1938 McKenna introduce pe piață aliajele Kenna metals [2] pe bază de carburi (WC-TiC-Co) care sunt produse prin formarea de soluții solide ale carburilor într-o baie de topitură de nichel.

Până în prezent se mai utilizează în producția aliajelor dure sinterizate, aliaje tip WC-Co conținând 3-15% Co pentru așchierea fontelor, a unor materiale cu așchie scurtă și a metalelor neferoase.

Procedeul de presare la cald dezvoltat de Diener, Gilson și Hoyt [3, 4, 5] are o largă utilizare în fabricația filierelor de trefilat, a matrițelor de formare la rece, a cilindrelor pentru laminarea la rece și a bilelor de măcinat în mori cu bile.

Predominante printre multiplele compoziții utilizate în prezent pentru așchierea cu viteze mari a oțelurilor sunt aliajele dure sinterizate de tip WC-TiC-TaC-Co, sugerate pentru prima oară de Comstock.

În mod sintetic, etapele principale în dezvoltarea cronologică a aliajelor dure sinterizate sunt prezentate in fig. 1.2, iar metodele de producere a materialelor dure sunt date in tabelul 1.1.

Realizate prin tehnici ale metalurgiei pulberilor, fie ca este vorba de carburi sinterizate sau de materiale ceramice, boruri, nitruri, carbo-nitruri, oxicarbonitruri , orice aliaj dur sinterizat este utilizat datorită proprietăților sale de duritate ridicată, asociată frecvent cu stabilitatea fizico-mecanice la temperaturi ridicate (800…25000C).

Fig. 1.1 Etapele principale în dezvoltarea cronologică a aliajelor dure sinterizate

CARBURI

MULTICARBURI (CARBURI COMPLEXE)

NITRURI

BORURI

Tabelul 1.1 Metode de [producere a materialelor dure

Principalele aliaje dure destinate fabricării sculelor așchietoare precum și proprietățile materialelor dure sunt prezentate în tabelul 1.2 și respectiv în tabelul 1.3.

Tabelul 1.2 Principalele mărci de aliaje dure sinterizate destinate sculelor așchietoare

În funcție de proprietățile acestor materiale depinde și de domeniul de utilizare a lor (pentru scule așchietoare, scule de prelucrare a metalelor prin deformare la rece, scule pentru foraj minier, pentru diferite organe de mașini și mai ales la piese solicitate la uzura abrazivă.

Datorită costurilor ridicate ale tantalului în prezent se fac eforturi pe plan mondial pentru înlocuirea carburii de tantal (TaC) prin amestecurile de carburi HfC+NbC sau HfC+TaC în aliajele clasice de larga utilitate de tipul WC-TiC-TaC-Co. Aceste noi carburi înlocuitoare ale carburii de tantal conferă aliajelor odata cu îmbunătățirea durității lor și o mărire a rezistenței mecanice și deci performanțe superioare la așchierea oțelurilor [6].

Cunoscându-se compoziția unor oțeluri rapide destinate așchierii în care predomină carburile de crom s-au făcut încercări de realizare a unor aliaje sinterizate bazate pe carbura complexă de crom și cobalt (Cr,Co)C3. aceste aliaje ce pot fi sinterizate la temperaturi relativ joase (12500C), cu liant de sinterizare cobalt sau aliaj cobalt-crom 30%, prezintă proprietăți interesante de rezistență la coroziune combinate cu o buna tenacitate (σri – 1500 N/mm2).

Carburile turnate din sistemul Ti-W-C au fost dezvoltate în S.U.A. pe scară industrială, au permis fabricarea de plăcuțe așchietoare prin turnarea centrifugală la temperaturi ridicate (25000C) a unui aliaj bazat pe Ti-W-C.

În tabelul 1.3 sunt arătate unele proprietăți ale fazelor mai cunoscute din acest sistem, iar în fig. 1.2 sunt figurate după Kieffer și Benesovsky fazele care în prezent sunt cele mai bine caracterizate.

Fig. 1.2 Fazele cele mai cunoscute ale sistemului

B-C-N-Si

Substanțele considerate în prezent ca fiind cele mai dure sunt nitrura de bor cubică și diamantul. După cum rezultă din diagrama în fig. 1.3 condițiile sintezei diamantului industrial pornind de la grafit cer temperaturi situate în domeniul 1500…18000C aplicate simultan cu presiuni mari depășind 50 kbari [40].

Tehnologiile aplicate pentru fabricația industrială a diamantelor sintetice sunt în principal bazate pe tehnici ale presiunilor mari sau de explozie. Prin aceste procedee și prin asociere cu catalizatori (Ni; Ni-Fe; Co-Nb-Cu), se obțin granule relativ mici, monocristale sau policristale la valori ale unei producții mondiale, estimate la circa 10 tone/an.

Fig. 1.3 Diagrama de echilibru a carbonului (după Bundy)

1.2 Wolframul – carbura de wolfram

Pentru producția industrială a wolframului și respectiv a carburii de wolfram sunt utilizate în prezent variate surse de minereu.

Minereuri tipice de wolfram sunt:

scheelita – CaWO4

scheelita – powellita, în care mici proporții de molibden înlocuiesc atomii de wolfram – CaW(Mo)O4

cupro-scheelita CaW(Mo)O4.

Aproape universal valabilă, practica producerii carburii de wolfram pentru aliaje dure sinterizate a avut ca etape obținerea pulberii de wolfram metalic și carburarea ei cu negru de fum la aproximativ 1400…17000C.

În fig. 1.4 sunt date principalele etape tehnologice ale obținerii pulberii de wolfram prin tehnici hidrometalurgice la producătorul Eurotungstene [7].

Procedeul este considerat ca fiind dintre cele mai importante și moderne fabricații de pulbere de wolfram pornind de la minereu.

Sursa de minereu este un concentrat scheelitic conținând aproximativ 70% WO3 provenind din zăcăminte bogate din Coreea, Brazilia, China.

Prima etapă principală este trecerea de la scheelită la trioxid de wolfram.

Cea de-a doua etapă principală a producerii wolframului constă în reducerea anhidridei wolframice prin hidrogen în cuptor de reducere la circa 9000C pentru obținerea wolframului metalic pulbere.

În timpul reducerii, trioxidul de wolfram trece prin numeroase stadii, produsele intermediare fiind caracterizate prin culoarea lor. În tabelul 2.1 sunt date etapele reducerii WO3.

Tab. 2.1 Etapele reducerii WO3

Producerea carburii de wolfram pornește de regulă de la pulberea de wolfram metalic. Acesta este amestecat uscat cu negru de fum în malaxoare rotative care pot fi echipate cu ciocane sau cu bile, sau prin alte sisteme.

În majoritatea cazurilor, carbonul este adăugat cu un excedent de 3-10% față de cel stoichiometric necesar.

Amestecul de pulbere metalică și carbon este încărcat fie liber vărsat, fie precomprimat (brichetat) în nacelele de grafit ale cuptorului și trecut prin cuptor.

Carburarea se face în hidrogen la temperaturi de circa 1375…16500C în funcție de mărimea particulei de carbură este direct proporțională cu temperatura.

Fig. 1.4 Etapele tehnologice ale fabricației prin procedee hidrometalurgice ale pulberii de Wolfram

(la firma Eurotungstene Franța)

1.3 Titanul. Carbura de titan

Producerea carburii de titan pornește aproape în exclusivitate de la oxid, întrucât pulberea de titan metalic este relativ scumpă.

Amestecul de oxid de titan și carbon, în care conținutul de TiO, este cel mai frecvent între 68,5…69%, se prepară ori prin amestecare uscată, ori prin măcinare umedă în utilaje speciale, urmată de o ulterioară uscare. Amestecurile sunt brichetate și carburate la 2100…23000C.

Cuptoarele care se folosesc pot fi cuptoare tubulare orizontale sau verticale, fie cuptoare cu electrozi trifazici.

1.4 Tantalul, niobiul. Carbura de tantal-niobiu

Producerea carburii de tantal-niobiu din pulbere metalică este analogă producerii carburii de wolfram. Totuși, în timp ce pulberea de tantal este relativele tehnologice ale fabricației prin procedee hidrometalurgice ale pulberii de Wolfram

(la firma Eurotungstene Franța)

1.3 Titanul. Carbura de titan

Producerea carburii de titan pornește aproape în exclusivitate de la oxid, întrucât pulberea de titan metalic este relativ scumpă.

Amestecul de oxid de titan și carbon, în care conținutul de TiO, este cel mai frecvent între 68,5…69%, se prepară ori prin amestecare uscată, ori prin măcinare umedă în utilaje speciale, urmată de o ulterioară uscare. Amestecurile sunt brichetate și carburate la 2100…23000C.

Cuptoarele care se folosesc pot fi cuptoare tubulare orizontale sau verticale, fie cuptoare cu electrozi trifazici.

1.4 Tantalul, niobiul. Carbura de tantal-niobiu

Producerea carburii de tantal-niobiu din pulbere metalică este analogă producerii carburii de wolfram. Totuși, în timp ce pulberea de tantal este relativ scumpă, este preferabil să se pornească de la pentaoxid de tantal. Se carburează amestecurile de pentaoxid de tantal și carbon, utilizându-se un cuptor continuu tubular din grafit sau încălzit cu rezistențe de molibden.

1.5 Alte carburi

Fără a fi prea răspândite în compoziția aliajelor dure, carbura de molibden, carbura de zirconiu, carbura de vanadiu și carbura de niobiu sunt considerate ca elemente de compoziție ale aliajelor dure industriale.

Carbura de molibden este produsă din pulbere metalică de molibden. Cuptoarele și procedeele sunt identice cu cele utilizate în producerea carburii de wolfram, dar temperaturile de carburare sunt mai joase cu circa 100…2000C.

În privința carburilor de zirconiu, vanadiu sau niobiu, metoda preferată pentru acestea este carburarea oxizilor în prezența negrului de fum.

Temperaturile cele mai potrivite pentru carburare sunt:

1800…22000C, pentru ZrC,

1100…12000C, pentru VC și

1300…14000C pentru NbC.

Ca și în cazul carburilor de titan este foarte dificil să se obțină conținuturile de carbon apropiate de valorile teoretice, în special în cazul carburii de vanadiu. Metalul și hidrurile lui sub formă de pulberi care se pot obține la prețuri relativ scăzute sunt considerate tot mai mult materiale de pornire în producția de carburi de mare puritate.

Cap II. FORMAREA LA RECE A PIESELOR

2.1. Preformarea, presarea in matriță

Procedeul clasic de producere a pieselor din aliaje dure de carburi sinterizate constă într-o presinterizare urmată de sinterizare.

Amestecurile de carburi uscate sau lubrifiate sau compactizate prin presare sub formă de corpuri de forme geometrice relativ simple, care sunt apoi presinterizate la temperaturi situate între 900…11500C, in funcție de compoziție și de conținutul de liant de sinterizare (cobalt).

In prealabil ele sunt supuse unei delubrifieri, adică deparafinări la temperaturi până la circa 4000C.

După presinterizare, piesele sunt suficient de consistente pentru a putea fi prelucrate prin așchiere cu scule diamantate cu carbură de siliciu sau carburi sinterizate speciale. Acest procedeu de realizare a formei compactului, cu prelucrări după presinterizare, se mai numește preformare. După preformare se face sinterizarea finala la temperatură înaltă (1340… 1500°C), care conduce la obținerea formei si a proprietăților finale ale pieselor.

O varianta moderna de fabricare a pieselor din aliaje dure de carburi sinterizate, larg aplicată în prezent în special la executarea plăcuțelor așchietoare schimbabile sau a pieselor cu toleranțe dimensionale strânse, este formarea prin presare in matriță urmată de un ciclu de sinterizare directă, fără prelucrări după presinterizare. In cadrul acestui procedeu, forma produsului este realizată la presare și nu se mai modifică în proces decât prin contracția realizată la temperaturi apropiate de temperatura de sinterizare, datorită apariției fazei lichide a liantului de sinterizare.

Contracția se produce în tot volumul piesei la temperatura de aproximativ 1350°C (în funcție de conținutul de cobalt si compoziția amestecului). Intr-un timp relativ scurt piesa se contractă până la dimensiuni foarte apropiate de dimensiunile finale. Raportul de dimensiuni realizat prin contracție este de circa 1,2 ori dimensiunea piesei presate, fața de aceeași dimensiune după sinterizare. Mărimea raportului de contractie este caracteristică pentru fiecare lot de pulbere și se determină la punerea lui in fabricație. Aceasta mărime trebuie să fie luată în considerație la construcția matriței de presat, pentru a se putea realiza dimensional cotele dorite ale piesei.

Presarea în matrița se realizează prin simpla sau dubla acțiune a poansoanelor asupra pulberii dozate în interiorul matriței. Principalele elemente componente ale unei matrițe de presat sunt date în fig. 2.1.

Fig 2.1 Matriță de presare

1 – poanson superior; 2 – poanson inferior; 3 – maiou; 4 – miez; 5 – camera de presare a plăcuței

Procedeele de dozare utilizate în mod curent sunt dozarea gravimetrică și dozarea volumetrică.

Dozarea gravimetrică constă în determinarea și utilizarea masei pulberii necesare fabricării piesei. Masa pulberii se determină cu relația:

G=Vpγsp=Vpγsp (2.1)

în care G este masa pulberii, în g; Vp – volumul piesei presate, în cm3; γs – densitatea aliajului după sinterizare, în g/cm3; Ptot – porozitatea totală a corpului presat, în %; p – coeficient reprezentând pierderea de pulbere în timpul presării (p=1,01-1,02); Cp – compactitatea corpului presat, în %.

Se ia în considerare densitatea piesei sinterizate, întrucât, în cursul tratamentului termic de sinterizare, densitatea se modifică prin pierderea lubrifiantului de presare sau chiar din cauza unor reacții de reducere-carburare sau decarburare care pot avea loc.

Masa pulberii, rezultată prin calcul, trebuie să fie realizată în mod constant la umplerea matriței de presat. Din acest motiv, presele moderne utilizează dozatoare gravimetrice automate care realizează, la fabricarea în serie mare a pieselor, masă constantă și toleranțe strânse dimensionale.

Dozarea gravimetrică, deși avantajoasă prin precizia la care se poate realiza comprimate și prin posibilitatea reglării automate a dozării, nu este suficient de productivă pentru fabricația de serie mare și de masă a pieselor. Pierderile de pulberi la manevrare cât mai ales timpul consumat cu cântărirea, fac ca metoda să aibă un domeniu mai restrâns de aplicativitate în industrie.

Cea mai răspândită este metoda dozării volumetrice.

Din egalarea expresiei masei de umplere a matriței cu expresia masei piesei presate, rezultă:

Vuγu=Vpγp (2.2)

de unde, prin înlocuirea volumelor Vu și Vp cu produsul dintre secțiunea transversală și înălțime, se obține expresia factorului de umplere:

[mm] (2.3)

și respectiv expresia analitică a înălțimii hu de umplere a matriței:

[mm] (2.4)

în care hp este înălțimea corpului rezultat după presare, în mm; γp – densitatea corpului rezultat după presare, în g/cm3; γu – densitatea de umplere, în g/cm3.

Luând în considerare un factor de corecție de 1..2%, datorat pierderilor sau erorilor de măsurare, înălțimea de umplere reală hu real este:

Hu real=(1,01..1,02) hu (2.5)

Presele moderne realizează umplerea cu dozatoare volumetrice care sunt simple și au funcționarea rapidă, asigurând o productivitate ridicată și o pierdere relativ mică de pulbere. Dozatoarele volumetrice, acționate mecanic sau pneumatic, permit ca pulberea prin cădere liberă să ajungă din buncărul presei direct în camera de umplere a matriței care asigură exact volumul de umplere necesar al piesei. Pulberea, care este în exces față de volumul de umplere, rămâne în piesa mobilă a dozatorului și este retrasă odată cu aceasta de pe gura camerei de umplere.

Un element esențial la dozarea volumetrică îl constituie granulația pulberii și proprietățile ei de curgere. În producția pieselor sinterizate din aliaje dure cu toleranțe strânse de fabricație, dozarea volumetrică permite obținerea de bune rezultate și productivități mari, numai cu pulberi care umplu uniform volumul de umplere a matriței și la care densitatea de umplere este constantă în întreaga masă a pulberii din camera matriței. Aceste performanțe sunt obținute din pulberi bine granulate cu viteză mare de curgere și cu valori constante ale vitezei de curgere.

În fig. 2.2 este prezentată dispersia granulometrică la sistemul de granulă „SPRAY-DRYING” pentru pulberile fabricate de firma EUROTUNGSTENE din Franța, presate pe prese automate cu dozarea volumetrică în cazul producției de plăcuțe așchietoare schimbabile.

În concluzie, deși dozarea volumetrică asigură presării o bună productivitate și se pretează la automatizarea operației în sine, ea reclamă o calitate deosebită a proprietăților de scurgere și mai ale o bună constanță a acestora.

Procedeul aplicat la „Întreprinderea de Mecanică Fină, București”, în fabricația plăcuțelor așchietoare schimbabile din clasele de precizie ISO 1832 „M” și „u” cu sfărâmator de așchii imprimat pe ambele fețe, permite realizarea acestora foarte precis, direct din presarea de pulberi granulate Spray-Drying (toleranțe ale diametrului cercului închis al plăcuței între ±0,005 și ±0,13mm).

Fig. 2.2 Dispersia granulometrică a paletelor spray – draying din fabricația firmei Eurotungstene din Franța

În general densitatea comprimatelor realizate din aceste amestecuri la o presiune dată depind de:

granulația carburilor componente;

conținutul de cobalt ca liant de sinterizare;

conținutul de liant de presare.

Efectul de compactizare (la același conținut de Co) asupra densității comprimatului este dată în diagrama din fig. 2.3

Întrucât sinterizarea se produce în prezența unei faze lichide, densitatea comprimatului are o influența mică asupra densității finale după sinterizare, precum și asupra proprietăților fizico-mecanice respective. Densitatea comprimatului are însă o mare influența asupra contracției după sinterizare.

Fig. 2.3 Variația densității comprimatului în funcție de presiunea de compactizare a pulberii de diferite granulații

Cunoscând densitatea teoretica a aliajului sinterizat γs și densitatea comprimatului γp, se poate calcula contracția liniara C folosind relația:

·100

În ceea ce privește modul de lucru la realizarea comprimatelor presate bilateral, se observă că la presarea bilaterală există o anizotropie a densității și din aceasta cauză contracția lineara, măsurată pe direcția paralela și respectiv perpendicular pe direcția de presare, diferă între ele.

De exemplu , pentru o pulbere ISO-P30, se obțin datele menționate în tabelul 2.1

Tab 2.1 Datele de calcul pentru determinarea presabilității unei pulberi ISO-P30

Ca parametrii de presare se dau grautatea și groimea comprimatului. Greutatea comprimatului se calculează cu relația:

Gc=kg·VS·γS

în care: Gc- greutatea comprimatului

VS- volumul plăcuței sinterizate;

kg=1,025 – coeficient de corecție pentru conținutul de presare și conținutul de oxigen al pulberii.

Grosimea comprimatului se calculează în felul următor:

Se determină contracția măsurată perpendicular pe direcția de presare (contracția pe diametru), folosind relația:

·100

în care: DS – diametrul plăcuței sinterizate, în mm;

DP – diametrul comprimatului, în mm.

Greutatea putând fi măsurată precis pe orice balanță analitică, iar grosimea cu ajutorul unui micrometru, precizia dimensională poate fi obținută cu ușurința în producția de serie a plăcuțelor sau pieselor din aliaje dure sinterizate.

În ceea ce privește presarea propriu-zisă, aceasta se desfășoară cu o anumită cadență, care este denumită viteză de presare. Un factor hotărâtor la alegerea unei viteze optime îl constituie proprietățile pulberii și introducerea ei în camera de umplere, urmează îndepărtarea dozatorului, apropierea celor două poansoane și realizarea comprimării pulberii.

Pentru o bună presare, este necesară o menținere a forțelor de presare aplicate un timp relativ scurt (30 secunde), care permite atât egalizarea tensiunilor interioare ale piesei cât și evacuarea completă a aerului inclus în timpul dozării.

Următoarea fază constă în extragerea comprimatului din matriță, realizată printr-o mișcare inversă direcției de umplere. Părăsind matrița, comprimatul se relaxează determinând o creștere a dimensiunilor sale cu valori relativ mici, atât în direcția presării cât și perpendicular pe acesta. Pentru evitarea fisurării comprimatului la extragere, este necesară efectuarea unei mișcări continue și relativ încete, identică cu viteza de apropiere a poansoanelor și aplicarea presiunii de presare.

Sculele, cu care se realizează formarea comprimatelor, sunt numite matrițe și poansoane și ele au formele constructive și gradul de complexitate strâns legate de formele pieselor de realizat.

Forma piesei presate trebuie să permită extragerea sa cu ușurință din matriță, deoarece altfel se produc distrugeri ale comprimatului la extragerea din matriță, prin fisuri, exfolieri sau spargeri. De asemenea, este foarte important ca forma piesei, în ceea ce privește raportul intre înălțime și diametru, să se situeze în limite de compactizare acceptabile. Din practica formării prin presarea pulberilor in matriță, este considerat acceptabil raportul intre înălțimea hp si diametrul circumscris Dp al presatului între valorile:

hp/Dp=2,5÷3.

Alte cerințe se referă la evitarea variațiilor mari ale grosimii pereților și la înlocuirea unghiurilor dintre muchiile presei cu racordări cu raze cât mai mari posibile. La alezajul matriței se prevede o așa–numită înălțime de intrare a poansonului, care este de circa 25% din înălțimea de umplere a comprimatului. Repartizată în mod egal, atât în partea superioară cât și în cea inferioara, înălțimea de intrare și respectiv ieșire are o conicitate de circa 2°. Pentru ușurarea intrării poansoanelor în alezaj, muchia alezajului matriței se teșește la 15 ° pe o înălțime de 0,2 mm.

Presele mecanice, utilizate la fabricarea pieselor de serie, pot fi cu excentric, cu arbore cotit, cu came sau cu alte tipuri de mecanisme. Cele mai frecvent utilizate sunt presele mecanice cu came pentru presarea în serii mari a plăcuțelor așchietoare. La acest tip de prese, forța totală se situează de obicei în domeniul 40 ÷ 140 tone, putând atinge în anumite cazuri valori mai mari, până la 350 tone.

Presele hidraulice sau mecano-hidraulice s-au extins tot mai mult în ultimul timp în domeniul aliajelor dure sinterizate. Acest fapt se poate justifica prin mai buna flexibilitate a posibilităților lor, atât în privința lungimii și a preciziei curselor realizate, cât și a variației vitezelor de presare

În fabricația de piese din carburi metalice sunt utilizate mai mult presele mecanice, pentru repere cu abateri admisibile dimensionale mai mari, și prese hidraulice, pentru repere cu abateri dimensionale admisibile mici și precizie mare.

Cap. III SINTERIZAREA

3.1 Generalități

Sinterizarea este tratamentul termic care determină formarea unor legături între particulele unor pulberi metalice în scopul obținerii anumitor caracteristici fizico-metalice superioare ale produsului tratat. Sinterizarea se realizează în mod obișnuit la o temperatura inferioară punctului de topire a componentului cel mai ușor fuzibil.

Se disting următoarele două tipuri de sinterizări:

sinterizarea sistemelor omogene la care produsul final este omogen;

sinterizarea sistemelor eterogene la care produsul final este eterogen.

Sinterizarea sistemelor omogene

La sinterizarea pulberilor omogene se pot deosebi două faze de sinterizare. Prima fază cuprinde formarea și creșterea punților, adică a unor zone de contact între particule învecinate de pulbere. Creșterea acestor zone de contact în prima fază a procesului de sinterizare conduce la o coeziune mărită a particulelor în corpul piesei care conduce la o creștere bruscă a conductibilității ei fără ca aceasta să fie însoțită și de o contracție dimensională.

În timpul celei de a doua faze a sinterizării, crește densitatea materialului piesei. Piesa se contractă, adică volumul porilor scade, iar în condiții favorabile porii dispar aproape în totalitate. Forța motrice în ambele faze o constituie modificarea energiei superficiale a particulelor de pulbere. Energia necesară pentru sinterizare este asigurată de reducerea suprafețelor mari de pulbere.

Sunt posibile la sinterizarea materialelor din sistemele omogene, următoarele mecanisme:

Vaporizare si condensare ulterioară.

Difuziune superficială și la limitele dintre particule.

Difuziune în volum.

Curgere vâscoasă, curgere Newtoniană.

Curgere plastică, curgere Bingham.

Sinterizarea sistemelor eterogene

Din punct de vedere al fenomenului de sinterizare, R. Kieffer [8, 9]. Descrie schematic patru tipuri diferite de sinterizări ale sistemelor eterogene, depinzând de absența sau prezența fazei lichide în timpul sinterizării și de caracterul omogen sau eterogen al produsului final.

În tabelul 3.1 se prezintă tipurile posibile de sinterizare, luându-se ca exemple, în special din domeniul materialelor metalice dure. Din cele patru posibilități, cazul I, adică producerea de materiale metalice dure, cristale mixte, pseudoaliaje dure și piese sinterizate din acestea, cât și in cazul IV, întărirea și densificarea materialelor dure cu lianți lichizi în aliaje eterogene dure sinterizate, prezintă o importanță tehnica deosebită.

Tab. 2.1 Sinterizarea sistemelor eterogene

(Sistem binar A+B)

Fig. 3.1 Formarea structurii materialului sinterizat omogen în condiții de miscibilitate mutuală a celor doi componenți

Procesele care din punct de vedere al structurii au loc la sinterizarea aliajelor complexe (din mai multe componente), cu aspectul final omogen sau eterogen, sunt prezentate schematic în fig. 3.1 … 3.3.

În fig. 3.1 se arată condițiile de miscibilitate completă a două faze A și B care după o omogenizare completă conduce la o structură cu o singură fază (cazul I).

În fig. 3.2,a, se prezintă grupa din două tipuri de cristale nemiscibile A și B, în fig. 3.2,b, corpul sinterizat compact fără creștere a granulelor, iar în fig. 3.2,c, un corp cu creștere puternică a granulelor. Dacă cele două componente au o solubilitate reciprocă redusă, apar în locul tipurilor de cristale pure A și A fazele cristalelor mixte A’ și B’ (cazul II).

În fig. 3.3,a, se prezintă situația în care componentul B devine lichid, topește cristalul de tip A și are loc un fel de „lipire în volum” între componente. Introducerea componentului B între particulele A poate avea loc și pe calea impregnării. Favorizată de

Fig. 3.2 Formarea structurii materialului sinterizat eterogen în condiții de insolubilitate mutuală a celor doi componenți.

faza lichidă de procese de dizolvare și separare, are loc creșterea granulelor chiar și la temperaturi relativ scăzute ale aliajului de impregnare, umectare (cazulIV).

În figura 3.3,b, se prezintă cazul când componentul B lichid este preluat de tipul de cristal A în condițiile în formării de cristale mixte. Cazul clasic pentru acest tip de sinterizare este întâlnit la confecționarea bronzului poros sau sinterizarea materialelor magnetice, unde prealiajul

Fig. 3.3 Formarea produsului final sinterizat omogen: (a) sau eterogen (b) la o temperatura superioară punctului de topire al unuia din cei doi componenți

lichid este preluat de masa de bază în condițiile formării de cristale mixte (cazul III).

Sinterizarea produselor finale omogene

La procesul de sinterizare a produselor finale omogene din carburi, se aplică următoarele trei metode larg utilizate și în procesele metalurgiei pulberilor pentru pulberi de metale pure:

sinterizarea pulberilor din carburi nepresate sau numai compactizate prin vibrare sau scuturare;

sinterizarea pulberilor compactizate prin presare, extrudare sau turnare;

sinterizarea sub presiune sau „presarea la cald” a:

pulberilor de carburi dure nepresate (liber vărsate), prepresate sau deja sinterizate;

amestecurilor de pulbere de metal sau metaloid cu pulbere de carbon.

Kieffer caracterizează structura pseudoaliajului W-C-Co astfel: depinzând de conținutul de cobalt, temperatura de sinterizare și timpul de sinterizare, pseudoaliajul sinterizat WC-Co este format dintr-un schelet mai mult sau mai puțin dezvoltat, dar neapărat continuu de faze α1 sau α2 (soluții solide de WC-Co) care este îmbrăcat de un sistem tridimensional de puncte de sudură sau soluții solide de γ Co (WC dizolvat în Co) într-o stare tensionată mecanic.

După încălzirea comprimatelor de WC-Co, eutecticul ternar W-C-Co format acționează superficial între ele, rezultând un efect de contracție a comprimatelor la cel mai mic volum posibil. Solubilitatea cobaltului pentru WC la temperatura de sinterizare, câr și la temperatura ambianței, este dată de diagrama de stare, dar, indiferent de cantitățile aflate în soluție, starea de neechilibru caracterizează produsele sinterizate. Această interpretare a structurii explică creșterea rezistenței la rupere prin încovoiere a pseudoaliajelor WC-Co. Carbura de wofram pură de maximum 50-60 daN/mm2, iar la un adaos de 5-6% cobalt, valorile acesteia cresc la 140-180 daN/mm2. Această creștere a rezistenței poate fi explicată foarte bine prin modelul de sinterizare expus mai sus.

3.2 Tehnologia de lubrifiere, presinterizare și sinterizare

Principalele operații tehnologice care se desfășoară în condiții ce reclamă un aport de energie calorica și implicit creșterea temperaturii compactului sunt :

delubrifierea (deparafinarea);

presinterizarea;

sinterizarea umeda de răcire până la temperatura mediului ambiant.

În fig. 3.4 este arătată o diagramă de încălzire pentru sinterizarea plăcuțelor așchietoare din carburi metalice sinterizate, aplicată la un cuptor staționar cu ciclul termic integral tip Degussa. În toate etapele tehnologice, reacția atmosferei cuptorului cu pseudoaliajele este foarte importantă. Deși această reacție are loc la suprafața pieselor, în domeniul tehnologiei de sinterizare se acordă o deosebită atenție condiției de a avea o atmosfera ,,corectă" de sinterizare și aceasta în special în domeniul aliajelor dure sinterizate.

Fig. 3.4 Diagramă de încălzire pentru sinterizarea plăcuțelor așchietoare în cuptor Degussa cu ciclul integral

Întrucât granulele pulberilor chiar și după operația de compactizare au suprafața activă mare, din acest punct de vedere, sunt permanent vulnerabile în legătură cu posibilitatea de a reacționa cu atmosfera cuptorului în special în privința balanței de carbon. Orice dezechilibrare a acestei balanțe în sensul excesului de carbon conduce la apariția carbonului liber structural, iar orice deficit de carbon duce la apariția fazelor de decarburare(faza η). În acest domeniu, s-au efectuat multe cercetări și s-au publicat multe lucrări [10, 11, 12, 13].

Delubrifierea (deparafinarea)

În industria metalelor dure, parafină este frecvent utilizată ca lubrifiant adăugat pentru a facilita procesul de presare. Odată presarea efectuată, parafina este eliminată prin tehnica uzuala de volatilizare a parafinei prin încălzirea lentă a pieselor compactizate, fie în hidrogen, fie în vid. Este important ca eliminarea parafinei să se efectueze fără a cauza schimbări chimice sau fizice în piesele deparafinate.

Denumirea de ,,parafină" este data unui număr relativ mare de substanțe organice, care sunt obținute, fie prin descompunerea piro-genetică, fie prin distilarea cărbunelui brun, lignitic sau rafinarea petrolului. Această parafina este așadar un amestec de parafine-normale, izo-parafine, ciclo-parafine și urme de alchil benzen și petrol. Această mare variație în compoziție determină proprietățile fizice ale parafinei inclusiv domeniul de topire si volatilizare. Principial, deparafinarea se poate efectua în două modalități : în atmosfera de hidrogen sau în vid.

În cazul delubrifierii în hidrogen, determinarea exacta a temperaturii de deparafinare se efectuează experimental in funcție de parafina utilizată. De exemplu, pentru o parafină extrasă din rafinarea petrolului cu punctul de topire la 43…460C și având o compoziție 88,5% parafine normale, 2,0% izo-parafine, 9,0% cicloparafine și 0,5% alchil benzen, s-a folosit pentru un anumit tip de cuptor un debit de 3,05 m3N/min. Rezultatele au indicat o extragere lentă a parafinei la 1500C și eliminarea urmelor complet la 250…3000C. Atunci când parafina este încălzită în apropiere de punctul său de topire, în contact cu aerul, are loc și o oarecare oxidare care produce acizi grași, esteri, aldehide si cetone. Daca încălzirea are loc în atmosfera protectoare sau hidrogen, nu mai are loc nici o descompunere până la 4000C. În aceste condiții, parafina crachează formând hidrocarburi parafinice inferioare, olefine și carbon liber.

Astfel parafinele cu greutate moleculara înaltă se vor descompune la temperaturi mai joase decât parafinele cu greutate moleculara joasă. În general, aceasta înseamnă că parafinele cu punct de topire înalt se descompun mai ușor decât parafinele cu punct de topire jos. Daca temperatura crește la circa 400°C, probabilitatea descompunerii la carbon sau funingine crește. Daca parafina este adăugată satisfăcător, prezența sa în compact are o dispersie fină si uniformă.

Parafina se evaporă în funcție de suprafața expusă a compactului la încălzire. Pe măsură ce parafina se evaporă, ea este înlocuită de altă cantitate ce difuzează din interior către suprafață.

Raportul între suprafață și volumul pieselor este de primă importanță la determinarea ciclului de deparafinare, temperatură, timp, iar rata de deparafinare trebuie sa fie proporțională cu suprafața expusă curentului de hidrogen.

Odată transferată parafina în curentul de gaz, acesta trebuie scos din zona de reacție cât mai rapid posibil.

În cazul cuptoarelor semicontinue sau continue, cu ciclu de deparafinare și presinterizare sau sinterizare, vaporii de parafină trebuie exhaustați din fază înainte ca aceasta sa ajungă la zonele cu temperaturi mai mari de 400°C, unde parafina poate ieși violent din compact, deteriorând presatul prin exfolieri si spargeri sau poate craca cu formare de carbon liber. În ambele cazuri, calitatea produsului este afectată în sens negativ. In general, la cuptoarele continue cu hidrogen, procesul de deparafinare este controlat prin gradientul de temperatură, tactul de înaintare al șarjei, debitul de hidrogen și, în ultimă instanță, prin programarea ciclului de încălzire pentru o anumita masă a șarjei.

Pentru deparafinare se pot utiliza și cuptoare cu vid, sau o combinație de deparafinare în hidrogen și continuare a ciclului termic de sinterizare în vid.

Măsuri similare trebuie luate în legătură cu extragerea parafinei din piese și evacuarea ei din incinta de lucru a cuptorului. Cuptoarele de vid sunt în cea mai mare majoritate cuptoare staționare, unde ciclul de deparafinare este controlat prin rata de încălzire. Cea mai mare grijă trebuie acordată ca să se asigure ca parafina să se evacueze din cuptor înainte ca temperatura sa atingă temperatura de cracare.

În general, este foarte greu să se obțină o temperatură uniformă în domeniul temperaturilor relativ joase, cerute de deparafinare. Dacă urme de parafină rămân în piese, iar acestea sunt încălzite suficient de brusc, parafina poate craca formând carbon liber si funingine în structura pieselor.

Una din cele mai dificile probleme la acest tip de cuptoare este colectarea satisfăcătoare a parafinei pentru a evita depunerea ei pe unele părți mai reci și cracarea ei ulterioară. În ambele cazuri, în hidrogen sau vid, parafina este evacuată din piesă prin suprafața ei. Din acest motiv, piesele trebuie plasate astfel ca maximum de suprafață să fie expusă în atmosfera cuptorului fără a se crea zone de aglomerare sau de unde parafina să nu se poată evacua.

Presinterizare

Uneori, in producția de componente din carburi metalice sinterizate, este necesară efectuarea unor operații de prelucrări mecanice înaintea operației finale de sinterizare. Aceste prelucrări se fac bineînțeles după ce dimensional se cunoaște comportarea aliajului la contracția dimensională de la sinterizare.

Pentru a fi posibilă orice operație de prelucrare a pieselor fără fisurări sau spargeri datorate fragilității compactelor, acestea sunt consolidate și întărite prin presinterizare la 750…10000C, în funcție de compoziția pseudoaliajelor. Această simplă, în aparență, operație de încălzire la 750…1000C este de fapt destul de complicată prin implicațiile ei datorate marii suprafețe active a componentelor pulverulente și a dificultăților obținerii exacte a efectului de sinterizare dorit. La presinterizarea în hidrogen a pseudoaliajelor WC-Co, sinterizarea cobaltului începe la temperaturi relativ joase (circa 200°C).

Ulterior, consolidarea este obținută prin creșterea temperaturii, dar care încă nu este însoțită și de contracția piesei. Aceasta consolidare este pusă pe seama lipirilor locale care au loc între particulele de cobalt. Pentru aliajele simple WC-Co, temperaturi de numai 800°C fac piesele suficient de consistente, suficient de tari pentru a putea fi prelucrate mecanic. La aceste temperaturi însă numai circa 0,5% din valoarea absolută a contracției are loc, iar aceasta înseamnă ca faza lichidă încă nu a apărut și numai o ușoară rearanjare a particulelor a avut loc.

Se cunoaște efectul măcinării asupra rețelei pseudoaliajului, precum și faptul că unele lipiri apar încă de la măcinare [14]. Este posibilă și o oarecare difuziune a wolframului și a carbonului în cobalt care duce la rearanjarea unor particule.

Din datele experimental rezultă că pseudoaliajele ce conțin carburi de titan sau tantal necesită temperaturi de presinterizare ceva mai înalte decât ale pseudoaliajelor WC-Co pentru a se obține o consolidare echivalentă. Reacțiile chimice ce se produc în domeniul de presinterizare implică necesitatea unui control viguros el atmosferei cuptorului. Când sunt sinterizate pseudoaliajele în hidrogen, oxizii sunt reduși integral. Pentru obținerea acestui efect de reducere 100%, este necesară o presinterizare în hidrogen la minimum 7000C. După cum se știe hidrogenul reacționează cu carbura de wolfram în prezența vaporilor de apă sau a oxigenului în domeniul temperaturilor de presinterizare.

În cazul unei carburi de wolfram stabile, nu areloc nici o reacție cu hidrogenul uscat. Cu un hidrogen umed poate avea loc reacția :

WC+H2O Co+H2+W

care conduce în final la decarburare.

Viteza de reacție crește în prezența unei carburi măcinate și reacția devine complexa în prezenta cobaltului. La temperaturi sub 825°C, cobaltul frânează reacția dintre carbura de wolfram și apă, aceasta fiind asemănătoare cu cea dintre hidrogenul uscat și carbura de wolfram. Peste 825°C reacția are loc numai între apă și carbura fără nici un efect pentru cobalt. Totuși, pe măsură ce reacția se desfășoară, apar și faze noi de tipul Co3W3C si Co3W, reacția fiind complexă și insuficient de bine clarificată.

Studiul reacțiilor cu hidrogenul uscat sau umed al pseudoaliajelor conținând și carbura de titan au arătat complexitatea lor și faptul că mai mulți factori influențează pierderea de carbon din timpul presinterizării decât la pseudoaliajele simple, WC-Co. Totuși, și în acest caz, un rol preponderent îl au tot factorii legați de gradul de umiditate al hidrogenului, intensitatea măcinării, conținutul în WC si TiC al cristalelor mixte, precum și conținutul de cobalt in pseudoaliaj. Presinterizarea se poate realiza și în vid în domeniul de 10-1 până la 10-2 torri. Cuptoarele de presinterizare în vid, în mod uzual, sunt cuptoare staționare. Temperatura de presinterizsre este similară cu cea utilizată la presinterizarea în hidrogen, acest factor nefiind legat de natura atmosferei cuptorului.

Reactiile care au loc în timpul ciclului de incalzire sint generate în compact ca urmare și datorită prezenței oxizilor sau a apei absorbite. În primul rând încălzirea conduce la înlăturarea apei absorbite și care în mod frecvent este mai mare de 0,2% (fig. 3.5). Într-un cuptor bine conceput, înlăturarea vaporilor de apă din cuptor are loc înainte ca temperatura încărcăturii să devina prea înaltă încât să permită reacția lor cu carburile din pseudoaliaj.

Oxizii din pseudoaliaj (de wolfram sau cobalt) sunt reduși pe seama carbonului din bilanțul de materiale al amestecului. Pe baza unor calcule termodinamice [15], reducerea oxizilor de cobalt începe la aproximativ 3000C, la presiunea de 8×10-2 torri, în timp ce reducerea wolframului începe la aproximativ 4000C. Pierderea de carbon are loc, atât pentru aliajele simple WC-Co, cât și pentru cele cu carburi complexe după tipul de reacție.

MeO + C Me + CO.

Fig. 3.5 Diagrama de echilibru a sistemului metal/oxid al metalului respectiv în amestec de H2/H2O

Pe baze termodinamice, reducerea oricăror oxizi de titan la aceste temperaturi de presinterizare și la presiunile sus-amintite este practic imposibilă.

Indiferent ce metodă de deparafinare sau presinterizare este folosită, de obicei piesele sunt scoase în afara atmosferei protectoare în aer pentru prelucrări după presinterizare sau pentru continuarea ciclului într-un alt cuptor de sinterizare (excepție fac cuptoarele cu tot ciclul integral realizat într-un singur cuptor).

Așa cum am arătat, oxizii inițial existenți în piese sunt reduși la presinterizare de hidrogen sau, în cazul presinterizării în vid, oxizii sunt reduși pe baza carbonului din bilanț. În ambele cazuri, piesele presinterizate sunt curate si lipsite de oxizi. Chiar dacă piesele sunt răcite până la temperatura ambianței în cuptor înainte de scoaterea lor, în atmosferă are loc totuși o reacție de reoxidare în contact cu aerul.

Intensitatea acestei reacții depinde de câțiva factori ca : temperatura de presinterizare, durata de menținere la temperatura de presinterizare, temperatura pieselor în momentul scoaterii lor din cuptor etc. Din experimentările efectuate prin variația diverșilor parametri din cei sus-menționați, se desprind următoarele : absorbția de oxigen este ușor redusă la creșterea temperaturii de presinterizare. Acest fapt este și mai evident la amestecurile care au granulațîe fină (sub 1 μm FSS), decât la celelalte. Conținutul de cobalt nu influențează absorbția de oxigen la temperatura de presinterizare. Unele proprietăți ale pieselor se modifică în urma presinterizării, de pildă create consistența și rezistența mecanică a pieselor. În totalitate, suprafața activă pentru reacția cu oxigenul descrește odată cu creșterea temperaturii de presinterizare.

In cazul aliajelor cu granulație fină, la care conținutul relativ mai ridicat de oxigen este asociat atât cu mărimea granulației cobaltului cât și a carburii de wolfram, la aceste tipuri de amestecuri densitatea presatului este relativ scăzută și evident suprafața disponibilă de reacție mare. Acești doi factori conduc la o creștere a posibilității de reacție a comprimatului cu oxigenul chiar la temperaturi joase.

Sinterizarea

Aceasta operație se poate realiza atât în hidrogen cât și în vid. Temperaturile utilizate în mod obișnuit pentru realizarea operației de sinterizare sunt situate în domeniul 1350°C până la 1550°C, în funcție de compoziția pseudoaliajelor sinterizate și mărimea granulo-metrica a componentelor.

Literatura de specialitate [13, 17, 18, 19] conține multe referiri care se fac în legătură cu efectul conținutului de carbon al amestecurilor asupra proprietăților fizice ale materialelor si corectitudinii formei pieselor după sinterizare.

Atenta urmărire și controlul atmosferei de sinterizare este în ultimă instanță cea care asigură conținutul de carbon corect al pseudo-aliajelor sinterizate, indiferent dacă acestea conțin sau nu și carburi complexe în compoziție.

În cazul sinterizării in hidrogen, metoda clasică constă în împachetarea pieselor de sinterizat în amestecuri, fie de alumină cu granulație mare, fie în pulbere de grafit, fie în amestecuri ale acestora. În general, la împachetarea produselor, se urmăresc cu precădere următoarele aspecte :

obținerea efectului de carburare sau decarburare dorit prin împachetare;

împachetarea să se facă rațional și economic pentru o bună utilizare a spațiului de lucru al cuptorului ;

împachetarea să nu stânjenească sau să blocheze mișcarea șarjei în cuptor (în cazul cuptoarelor continue). De obicei, împachetarea se practică la sinterizarea în hidrogen în cuptoare tubulare sau continue în care șarja înaintează în flux continuu, în contracurent cu circulația hidrogenului prin cuptor. Sunt situații frecvente când sinterizarea în hidrogen în cuptoare continue se practică fără împachetare în nacele de grafit acoperite cu capac de grafit.

Atât la cuptoarele în care se folosește împachetarea cât și la cele la care nu se folosește, o serie de factori influențează atmosfera propriu-zisă a cuptorului pentru a o face sa devină înalt carburantă sau decarburantă. Printre aceștia, în afara calității împachetării, atunci când aceasta există, și puritatea initială a hidrogenului utilizat (punct de roua conținut de oxigen în hidrogen), sunt : calitatea tubului cuptorului, gradul de etanșare pe care acesta îl poate realiza, calitatea materialului din care sunt confecționate nacelele și caracteristicile constructive ale cuptorului.

Studiind absorbția carbonului de către piesele presate cu un conținut inițial mic de carbon, se vede că o mare rată a absorbției are loc în timpul când faza lichida este prezenta și piesele sunt deja în mare parte densificate. Acest raport de carbon de la exterior către interiorul piesei conduce la o largă variație a conținutului de carbon de la suprafață către centrul piesei în urma căreia pot rezulta și schimbări structurale cu apariția fazei de decarburare (faza η), sub diverse forme structurale. Daca absorbția de carbon are loc la temperaturi joase, când piesele sunt poroase, gradientul carbonului va fi mai puțin marcant.

Gradientul carbonului poate avea în aliajul dur sinterizat un pronunțat efect asupra corectitudinii formei geometrice a pieselor, datorită densităților care variază rapid în funcție de variațiile conținutului de carbon al pseudoaliajului. Deci zonele cu conținut scăzut de carbon se contractă mai mult decât cele cu conținut ridicat de carbon.

Pentru a produce o deformare într-o piesa de carbură sinterizată, este suficient ca o parte a ei să se sinterizeze împachetată în alumină, iar cealaltă în grafit — în cuptor cu hidrogen. Astfel, în structura piesei ce a fost împachetată în alumină (Al2O3), va apărea faza de decarburare (faza η), iar în cea împachetată în grafit — carbon liber. Tot la fel se poate întâmpla și în cazul sinterizării directe în hidrogen, fără împachetare. Dacă atmosfera va fi decarburantă (hidrogen umed, debit insuficient etc.), în piesă vor apărea structuri cu faza η și respectiv carburantă — în piesă vor apărea structuri de carbon liber.

Sinterizarea în vid este procedeul modern de sinterizare care a căpătat cea mai largă aplicativitate în prezent. Cuptoarele de vid cel mai mult utilizate sunt cuptoare staționare sau cuptoare semicontinue. Încălzirea acestora se realizează prin inducție cu generator de medie frecventă sau cu rezistențe de grafit de diverse forme. În prezent varietatea cuptoarelor de sinterizare este din punct de vedere constructiv foarte largă, un rol deosebit în performanțele ce la pot avea jucându-1 echipamentul auxiliar și pompele de vid ce le deservesc. Vidul sau mai bine zis ,,depresiunea" în aceste cuptoare înlocuiește hidrogenul folosit ca atmosfera protectoare la sinterizare.

Presiunile de lucru practicate sunt de circa 0,1 torri, nivel la care poate avea loc și o oarecare pierdere de cobalt prin evaporare. Proporția pierderii la sinterizare variază, bineînțeles, și în funcție de compoziția pseudoaliajului. Fată de diagrama de încălzire prezentata in fig. 3.4, atunci când această pierdere de cobalt este relativ mare, se utilizează o sinterizare la care, în domeniul temperaturilor înalte, se introduce o masa de gaz protector (argon) care oprește evaporarea cobaltului. In fig. 3.6 se prezintă diagrama unei asemenea sinterizări, realizată cu introducerea de gaz protector in timpul palierului de sinterizare și efectuată pe un cuptor Balzers la firma Hertel Germania.

Fig. 3.6 Diagramă de sinterizare cu introducere de argon în timpul sinterizării pentru oprirea volatilizării cobaltului în cuptor staționar Balzers

În cazul sinterizărilor la care nu se utilizează argonul pentru oprirea evaporarii cobaltului, efectul acesteia se resimte după un număr definit de sinterizări succesive prin prezența cobaltului în porii grafitului talerelor sau ai căptușelii cuptorului sub formă de particule de cobalt relativ mari și care modifică și degradează izolația cuptorului.

O mare influență asupra pieselor sinterizate o are si absorbția de carbon, care se manifestă semnificativ în special pentru aliaje cu conținut de cobalt care depășește 15% Co. Foarte multe tehnici sunt utilizate pentru reducerea acestui efect la minim [19].

Pentru diminuarea influenței carbonului asupra materialului sinterizat, atât talerele, cât și creuzetul și toate accesoriile cuptorului confecționate din grafit sunt supuse unor severe prescripții de calitate. Alte tehnici sunt aplicate pentru a se micșora pe cât posibil suprafața de contact dintre piesele sinterizate și talerele pe care acestea sunt așezate. Pentru a diminua aceasta absorbție de carbon, se folosesc diferite modalități de așezare a produselor pe talere, prin intermediul unor straturi protectoare de alumina sau grafit sub forma de folii sau negru de fum.

3.3 Instalații și utilaje de sinterizare

Dezvoltate odată cu evoluția tehnologiei de sinterizare, instalațiile și cuptoarele folosite la realizarea produselor sinterizate din pseudoaliaje de carburi dure s-au perfecționat continuu, devenind tot mai complexeîceea ce privește construcția lor și tot mai flexibile și multifuncționale în ce privește domeniul tehnologic de utilizare.

O lungă perioada de timp, în fabricarea aliajelor dure sinterizate s-au utilizat cuptoarele cu tub cilindric de grafit, de tip Tamman, cu atmosfera de hidrogen și care pot lucra până la circa 1500°C. Acest tip de cuptor nu mai face față în prezent condițiilor impuse de sinterizarea modernă.

Principalii parametri care trebuie să poată fi determinați si corect controlați de orice instalație de sinterizare sunt :

atmosfera de sinterizare;

viteza și ciclul de încălzire a șarjei;

temperatura de sinterizare ;

timpul de menținere la temperatura constantă de sinterizare ;

viteza de răcire a șarjei ;

presiunea la care se realizează sinterizarea.

Printre cuptoarele cele mai frecvent utilizate în prezent la sinterizare, datorită performantelor și flexibilității lor, sunt cuptoarele cu vid. Acestea pot fi încălzite, fie prin intermediul unor rezistențe, fie prin curenți de medie sau înaltă frecvență.

Din punct de vedere al modalității în care se realizează ciclul de sinterizare, se disting următoarele tipuri de cuptoare :

Cuptoare continue sau semicontinue prin care șarja amplasată în niște nacele, parcurge progresiv zonele de încălzire ale cuptorului și, în acest fel, realizează ciclul termic stabilit al cuptorului.

Cuptoare staționare cu funcționare discontinuă, în care șarja este așezată într-un susceptor sau creuzet și, fără a se mișca din aceasta poziție, prin încălzirea întregului cuptor, realizează, împreună cu cesta, ciclul termic de sinterizare.

Vidul, ca atmosferă protectoare, este considerat ca foarte eficient. Aceasta caracterizare este justificată dacă se are în vedere gradul de rarefiere a gazului rezidual din incintă, după pomparea și vidarea ei. Astfel la o presiune de 10-6 torri, concentrația de gaz mai este încă de 3×1010 molecule pe cm3. Cu toate acestea, presiunea parțială a componentelor de gaz necesară oxidării este atât de scăzută într-un spațiu vidat, încât la multe metale oxidul nu se formează. În cazul utilizării gazelor inerte la sinterizare (argon sau azot), suma componentelor oxidante nedorite reprezintă, după gradul de puritate al gazului, 10 pina la 100 ppm. La un vid de 10-3 torri, valoarea respectivă esțe de 1,5 ppm. Fiecare parte componentă a aerului se pompează diferențiat de repede. Din aceasta cauză gazul rezidual, în special în prima fază a pompării, este îmbogățit cu vapori de apă. Conținutul în vapori de apă variază în gazul rezidual după cantitatea eliminată de vapori de către materialul tratat si neetanșeitatea aparaturii. Calculele arată că, la un conținut foarte mare de vapori de apa a gazului rezidual (70 respectiv 100% vol.) din 10-3 torri presiune totală, punctele de rouă corespunzătoare sunt de numai — 74°C, respectiv —77"C (tabelul 2.2). Aceste considerații arată că în vid pericolul unei oxidări este practic inexistent.

Tab. 2.2 Punctul de rouă al gazului rezidual cu conținur de 20, 70 sau 100% vol. vapori de apă pentru presiune de la 1 la 10-4 Torri

După cum reiese din diagrama de echilibru a sistemului metal/oxid al metalului respectiv, reprezentata in fig. 3.5, la un punct de rouă de —75°C, nu se oxidează nichelul, wolframul, staniul si fierul. La același punct de rouă, oxidarea poate avea, loc numai la temperatură ridicată, astfel, de exemplu, zincul se oxidează la 400°C, cromul la 600°C și manganul la 750°C.

Printre cuptoarele staționare de sinterizare, cu largă utilizare în prezent, se evidențiază trei tipuri cu caracteristici constructive distincte (fig. 3.7) :

cuptoare de vid cu pereți calzi (fig. 3.7,a);

cuptoare de vid cu pereți calzi și decompresiune (fig. 3.7,b);

cuptoare de vid cu pereți reci (fig. 3.7,c).

În cuptorul de vid cu pereți calzi, materialul de sinterizat se găsește plasat într-o retortă vidată care este încălzită din exterior.

Rezistența electrica de încălzire este de obicei confecționată dintr-un aliaj de Cr-Ni rezistent la temperaturi înalte sau dintr-un aliaj de crom-aluminiu, fier. Corpul încălzitor este, în acest caz, în aer sub presiune atmosferica.

Retorta de vid este, de obicei, confecționată dintr-un oțel refractar, a cărui rezistență scade mult în domeniul temperaturilor înalte.

La cuptorul normal cu pereți calzi, apăsarea presiunii exterioare este suportată de retortă. Din cauza pericolului de implozie legat de aceasta, astfel de cuptoare simple cu pereți calzi nu pot fi utilizate decât până la temperaturi de circa 1000°C, temperatura de utilizare maximă fiind hotărâtă și de mărimea și geometria cuptorului.

Temperatura maxima de funcționare a acestor cuptoare poate fi urcată până la 1100CC, atunci când și spațiul dintre retorta și cuptor este vidat la nivelul unui vid mai avansat (10 până la 20 torri). Astfel, este posibilă construirea unor cuptoare de vid cu pereți calzi de capacitate mai mare.

Pentru mărirea productivității acestor tipuri de instalații, acestea se echipează cu mai multe retorte, la care, în timp ce o retortă se încălzește, perechea ei se răcește. Aceasta utilizare, denumită în tandem, scurtează durata ciclului pe instalație și mărește gradul de utilizare a retortelor.

Fig. 3.7 Tipuri de caracteristici de cuptoare staționare in vid:

a) cuptor de vid cu pereți calzi; b) cuptor de vid cu pereți calzi și decompresiune; c) cuptor de vid cu pereți reci.

Din cauza masei relativ mari de metal de încălzit, aceste cuptoare nu sunt economice. Se utilizează mai ales pentru unele tratamente termice în vid sau presinterizare in fig. 3.8 este prezentat un cuptor industrial cu pereți calzi.

Cuptorul de vid cu pereți reci este cel mai utilizat pentru sinterizări. La acesta, materialul de sinterizat și corpul elementului de încălzire este plasat în interiorul unei camere de vid, compusă dintr-un rezervor de oțel cu pereți dubli, parțial sau integral răciți cu apă. Deoarece izolația termică și elementele de încălzire sunt plasate chiar in incinta cuptorului, trebuie sa se țină seama atât de compatibilitatea reciprocă a acestora, cât și față de restul șarjei. Fiind amplasate în zona caldă a cuptorului, dacă materialele ce vin în contact nu sunt din punct de vedere chimic potrivite, ele se pot combina reciproc.

Materialele utilizate cel mai frecvent pentru izolația termică a cuptoarelor pot fi : materialele ceramice, materialele izolatoare din granit și materialele metalice — table radiante. Izolația ceramică absoarbe umiditate din aer la fiecare aerisire. Din aceasta cauză, timpul de pompare necesar la fiecare șarjă se prelungește pentru a se obține o anumită calitate la vid, necesara sinterizării.

Ecranele radiante din metal nu au acest dezavantaj, dar, prin rigidizarea lor și prin deformarea și schimbarea cotelor, ele se pot rupe relativ ușor (mai ales daca sunt confecționate din molibden sau wolfram). De asemenea, în urma unei funcționări continue și a unei exploatări intensive, ele își schimbă nu numai cotele, dar si capacitatea sa de reflexie, care în final influențează uniformitatea temperaturii in cuptor.

Fig. 3.8 Cuptor industrial cu pereți calzi

Cel mai bun izolator cunoscut și utilizat până în prezent la construcția cuptoarelor de sinterizare este pâsla din grafit — material grafitic sub forma unui postav-țesătură, suficient de elastic, poros, dar consistent. Acest material nu absoarbe umiditate, astfel încât timpii neproductivi de vidare ai unui cuptor căptușit cu pâslă de grafit sunt relativ scurți. El rămâne clastic și după încălziri repetate și are căldura specifică proprie foarte mică. Grosimea stratului izolator se poate adapta ușor oricărei forme constructive pentru preîntâmpinarea unor pierderi locale de caldură și astfel se pot obține bune uniformități termice ale cuptoarelor căptușite cu acest izolator. Astfel, în timp ce la tipurile de cuptoare de vid cu pereți calzi, temperatura maximă de utilizare este de circa 11000C, la cuptorul de vid cu pereți reci se pot realiza temperaturi mult mai mari (peste 2 2000C).

Cuptoarele de vid cu pereți reci pot fi încălzite cu rezistențe electrice de tip crom-nichel, molibden, tantal, wolfram, grafit masiv sau țesătura (pânză din grafit) sau prin curenți de medie si înaltă frecvență. Încălzirea cu medie frecventa este cel mai larg utilizată la cuptoarele cu pereți reci de sinterizare in vid.

In fig. 3.9 este prezentat un cuptor staționar de sinterizare în vid, încălzit prin curenți de medie frecvență. Se poate vedea susceptorul — creuzetul de grafit plasat în mijlocul cuptorului — în care se găsesc piesele din aliaje dure de sinterizat. Creuzetul este izolat cu câteva straturi de pâsla de grafit, iar în exteriorul izolației se găsește spira de cupru răcită cu apă la interior, care joacă rol de inductor de medie frecvență pentru încălzirea șarjei.

Fig. 3.9 Cuptor staționar de sinterizare în vid, încălzit prin curenți de medie frecvență, fabricat de firma Balzers, Liechtenstein

În toate instalațiile de sinterizare staționare se lucrează realizându-se cicluri succesive de încălzire, adică șarje individuale. Acestea sunt compuse din mai multe piese încălzite succesiv, ținute un anumit timp la temperatura de sinterizare constantă, și apoi răcite. În acest tip de producție, reproductibilitatea condițiilor de sinterizare pentru mai multe șarje de produse reprezintă o problemă dificil de rezolvat.

În această privință, mai avantajoasă este utilizarea cuptorului continuu de sinterizare. La acesta, piesele așezate în nacele parcurg aceeași rută prin zonele de temperatură și deci au toate același ciclu termic de încălzire.

În ultima vreme, s-au construit cuptoarele continue de sinterizare, care lucrează sub atmosfere protectoare sau hidrogen. De asemenea, s-au construit si cuptoare continue de sinterizare in vid. Acestea sunt folosite pentru sinterizarea pseudoaliajelor ce conțin și carburi relativ scumpe, sub forma de carburi complexe de titan, tantal, niobiu sau hafniu. In fig. 3.10 și 3.11 se prezintă schema și construcția unei astfel de instalații continue în vid, în care se realizează tot ciclul de deparafinare-presinterizare-sinterizare. Nacelele cu materialul de sinterizat, care sunt transportate prin camera cu ecluze, trec mai întâi prin cuptorul de delubrifiere-deparafinare. Transportul este efectuat prin deplasarea întregului tren de nacele cu ajutorul unui împingător ce lucrează ritmic.

Fig. 3.10 Schema cuptorului continuu automat de sinterizare în vid Degussa (VW Sgr 20/10/120) Germania

Durata de timp între două deplasări succesive constituie perioada de timp ce formează tactul cuptorului. Depinzând de tactul de înaintare, o nacelă poate rămâne până la circa 9 ore în zona de deparafinare a cuptorului. În acest timp este obținută o creștere progresivă destul de lentă a temperaturii pieselor din nacele și prin aceasta, o bună deparafinare a materialului. Pentru eliminarea vaporilor de parafina, se introduce hidrogen pe la ambele capete ale zonei de deparafinare. Hidrogenul și vaporii de parafină sunt evacuați prin mijlocul zonei către separatorul electrostatic de parafină. Acolo parafina este separată, iar hidrogenul este trimis la flacăra de

a

b

Fig. 3.11 Construcția (vederea) cuptorului schematizat in fig. 3.10

veghe unde este ars in mod continuu. Procesul de deparafinare poate fi condus în supra-presiune de hidrogen 760+30 torri sau în subpresiune de hidrogen 300 torri.

După deparafinare, nacelele sunt transportate prin ecluza ce legătură în cuptorul de vid pentru sinterizare. Ambele ecluze de la capete sunt vidate la nivelul unui vid grosier de circa 40—50 torri. Cuptorul de vid este încălzit cu ajutorul unor rezistențe de grafit, dispuse de-a lungul axei cuptorului, astfel încât zona de încălzire să fie cât mai uniformă în secțiune. Nacelele de grafit trec prin cuptorul de vid prin intermediul unei mufle din plăci de grafit, vidată, și care asigură și ea o mai bună uniformizare a temperaturii în cuptorul de sinterizare al instalației.

După ce au trecut prin cuptorul de sinterizare în vid, nacelele sunt trimise printr-un tunel cu pereți dubli cu răcire forțată de apă, către prima camera ecluzată, de unde, cu ajutorul unor benzi transportoare sunt scoase pe aceeași ușa pe care au intrat. Pe ramura de sinterizare, nacelele pot sta tot până la 9 ore, astfel că, după trecerea prin tunelul de răcire, piesele sunt răcite eficient până la temperatura ambiantă. Deoarece cuptorul de sinterizare este vidat la 0,1-0,3 torri, cantitatea de caldură consumată la sinterizare este mult mai mică decât la cuptoarele de sinterizare în hidrogen. Temperatura cuptorului de sinterizare se poate regla și la valori mai scăzute, astfel că instalația să execute numai o presinterizare.

Materialul presinterizat poate fi trecut prin întregul cuptor sau poate fi introdus direct la sinterizare prin camera ecluzată de la sinterizare. Pe un astfel de cuptor (tipul Degussa-VW Sgr 20/10/120), se poate realiza o producție continuă de circa 15-20 kg piese din aliaj dur sinterizat pe oră, în funcție de forma și configurația pieselor. Instalația este dotată cu aparatură modernă automată de comandă și control (cu sistem de alarmă în caz de avarie și comutare automată pe purjare cu gaz inert), care face posibilă o supraveghere foarte ușoara a funcționării și o mare siguranță în exploatare. Astfel de instalații au făcut posibilă realizarea de produse din carburi dure sinterizate la un nivel calitativ superior, cu un mare grad de reproductibilitate al sinterizării și a performanțelor lor. Ele au consumuri energetice mici, la valori mari de producție, fiind deosebit de rentabile.

Cap IV. PROIECTAREA MATRIțEI

Matrița proiectată servește la obținerea plăcuțe schimbabile care se folosesc la diferite tipuri de freze. Ținând cont de aceasta, matrița proiectată trebuie să asigure obținerea piesei cu forma, dimensiunile și calitatea prescrise prin desenul de execuție al acesteia. Este necesar ca în prima etapă a proiectării să se facă o analiză amănunțită a tuturor informațiilor conținute în desenul de execuție al piesei. Acesta se va face prin citirea și verificarea desenului piesei, avându-se în vedere tehnologitatea piesei și materialul din care se cere să se execute piesa. Se va urmări în mod deosebit:

cunoașterea și înțelegerea formei constructive a piesei;

prin ce prelucrări se poate obține;

dacă forma piesei este determinată prin dimensiunile indicate pe desen în vederile și secțiunile prezentate;

dacă sunt indicate toate razele de racordare a contururilor, ce semnificație au razele necotate și ce valori au ele;

dacă sunt prevăzute abateri la anumite dimensiuni și în ce clasă de precizie sunt;

ce indicații sunt în legătură cu abaterile dimensiunilor netolerate;

ce indicații sunt în legătură cu calitatea suprafeței.

Privind tehnologitatea piesei este necesar să se verifice:

dacă forma constructivă a piesei permite obținerea ei în condiții normale de lucru;

dacă dimensiunile piesei, ale orificiilor, razelor de racordare și conicitățile permit realizarea ei în condiții normale;

măsura în care calitatea suprafețelor piesei pot fi obținute în condiții normale.

Pentru proiectarea matriței și întocmirea desenului de ansamblu este necesar să se parcurgă următoarele etape:

A. Alegerea tipului de matriță și a subansamblurilor acesteia în funcție de procesul tehnologic stabilit. Pentru a obține o presiune mai uniformă presarea se va face din două părți cu ajutorul a două poansoane.

Corpul matriței de formă cilindrică în care vor culisa cele două poansoane va avea diametrul interior egal cu diametrul piesei ce se va obține.

Părțile frontale ale piesei se obțin datorită părților active ale poansoanelor.

B. Determinarea dimensiunilor constructive și materialul pieselor componente.

Corpul matriței se va confecționa din două corpuri asamblate prin filetare, corpul interior din oțel aliat pentru scule C120, iar corpul exterior din OL-37. Executarea din două corpuri se impune pentru a se economisi oțel C120 care este scump. Diametrul interior se va realiza la cota Ø35 și rugozitatea Ra = 0,1.

Poansoanele se execută tot din oțel aliat de scule C120

C. Întocmirea desenului de ansamblu a matriței

Se întocmește desenul de ansamblu a matriței cu proiecțiile și secțiunile necesare înțelegerii construcției și funcționării.

Matrița se desenează în poziție închisă și la scara 1:1

Pe același desen de ansamblu se prezintă în colțul din dreapta sus, deasupra indicatorului și desenul piesei ce se obține din matrița respectivă.

D. Cotarea ansamblului

Pe desenul de ansamblu al matriței se vor trece anumite cote legate de montarea, reglarea și exploatarea ei. Dintre acestea menționez:

– cursa de lucru a matriței, prin indicarea celor două înălțimi pentru pozițiile închisă și deschisă;

– dimensiunile de gabarit ale matriței.

E. Completarea tabelei de componență

Tabela de componență se completează cu indicarea denumirii materialului și numărului de bucăti pentru fiecare reper al matriței.

3.1. FUNCȚIONAREA MATRIȚEI

Matrița va funcționa pe prese mecanice sau hidraulice.

– Se așează pe masa presei poansonul inferior cu capătul introdus în corpul matriței;

– Se introduce cantitatea de pulbere dinainte cântărită în cavitatea matriței;

– Se introduce poansonul superior;

– Se vine cu culisorul presei și se execută presarea;

– Se ridică culisorul presei;

– Se scoate poansonul superior;

– Se coboară corpul matriței pe poansonul inferior;

– Se extrage comprimatul (piesa) de pe dorn.

3.2. ALEGEREA SEMIFABRICATULUI

Având în vedere rolul funcțional matriței, materialul folosit la executarea acesteia este un oțel C120 a cărui compoziție chimică și caracteristici fizico-mecanice sunt următoarele:

După studiul desenului piesei pentru care trebuie proiectat procesul tehnologic de prelucrare precum și rolul acestuia în componența produsului din care face parte și numărul de bucăți care trebuie executat se trece la alegerea celui mai economic semifabricat.

Experiența industriei construcțiilor de mașini arată că cu cât forma și dimensiunile inițiale ale semifabricatului precum și pe parcursul desfășurării procesului tehnologic de prelucrare este mai apropiată de a piesei finite cu atât mai economică devine transformarea acesteia în piesă finită. Având în vedere acest lucru se poate spune că primul lucru după care tehnologul trebuie să se conducă în alegerea semifabricatului este scoaterea în evidență a posibilităților de obținere a semifabricatului cu dimensiunile și proprietățile fizico-mecanice cât mai apropiate posibil de cele impuse piesei finite.

Din desenul de execuție reiese că piesa trebuie executată din oțel C120 laminat.

BIBLIOGRAFIE

Fuchs G., Kopietz A., Patent German 307.764, 1919

McKenna P. M., Patent U.S.A. 2.113.353, 1938

Diener O., Patent German 504.484, 1930

Gilson E. G., Patent U.S.A. 1.756.857, 1930

Hoyt S.L., Patent U.S.A. 1.843.768, 1932

Kieffer R., Trabesinger G., Mettal. International No.4, 1972

Prospect, Carbures métalliques durs UGICARB. Ed. U.C. 317, 1975

Kieffer R., Wanke K., Einführung in die Pulvermetallurgie, 1949

Kieffer R., The Physics of Powder Metallurgy. McGraw- Hill Book Inc. N.Y.,1951

Jones W.D., Fundamental Principles of Powder Metallurgy, 1960

Goetzel G. C., Treatise on Powder Metallurgy, 1949

Sands R. L., Shakespeare C. R., Powder Metallurgy Practice and Applications, 1966

Brownlee L. D., Edwards R. și Raine, T. Simposium on powder Metallurgy, 1954

Hendus H., Dawihl W., Bartsch G. Z., Metallkunde, 1957

Darling A. S., Metallurgia, 1961

Sandford E. J. și Trent, E. Symposium on powder Metallurgy, 1947

Gurland J., Trans. Amer Inst. Min. Met. Eng., 1954

Suzuki H. și Hayashi K., Trans. Japan. Inst. Metals, 1966

Lardner E., Spriggs G. E. și Wood G. A. Powder Metallurgy, 1972