Теория и технология изготовления порошковых, неметаллических и композиционных материалов

Н. Г. Крашенинникова

С. Я. Алибеков
Е. В. Алибекова

ТЕОРИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ 

ПОРОШКОВЫХ, НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ 

И КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Учебное пособие

по курсовому проектированию

Йошкар-Ола

2022

УДК 621.762(07)
ББК 34.39я73

К 78

Рецензенты:

доктор технических наук Г. С. Юнусов

(Марийский государственный университет);

доктор химических наук Ю. Б. Грунин

(Поволжский государственный технологический 

университет)

Печатается по решению 

редакционно-издательского совета ПГТУ

Крашенинникова, Н. Г.

К 78    Теория и технология изготовления порошковых, неметалличе-

ских и композиционных материалов: учебное пособие по курсово-
му проектированию / Н. Г. Крашенинникова, С. Я. Алибеков,
Е. В. Алибекова. – Йошкар-Ола: Поволжский государственный 
технологический университет, 2022. – 52 с.
ISBN 978-5-8158-2280-1

Приведены необходимые теоретические и справочные сведения, ос-

новные требования к курсовому проекту, описана последовательность 
выполнения работы. Рассмотрены особенности конструкции порошковых 
деталей, даны рекомендации по разработке технологического процесса их 
изготовления, расчету оснастки, основных технологических параметров, 
пооперационной трудоемкости.

Для студентов технических специальностей и направлений подго-

товки.

УДК 621.762(07)

ББК  34.39я73

ISBN 978-5-8158-2280-1
© Н. Г. Крашенинникова, С. Я. Алибеков,
Е. В. Алибекова, 2022
© Поволжский государственный
технологический университет, 2022

Введение

Выполнение курсовой работы (проекта) является неотъемлемой 

частью образовательного процесса.

Целями курсового проекта по курсу «Теория и технология изго-

товления порошковых, неметаллических и композиционных матери-
алов» являются:

•
систематизация и закрепление знаний, полученных студен-

тами при изучении общетехнических и специальных дисциплин;

•
подготовка обучающихся к решению реальных задач по про-

ектированию состава, структуры, физико-механических и эксплуа-
тационных свойств порошковых материалов;

•
развитие навыков самостоятельной разработки технологии и 

проектирования технологической оснастки с учетом технических 
требований к детали и существующих стандартов.

Порошковая металлургия является одной из перспективных и 

быстро развивающихся технологий металлургического и машино-
строительного производства, позволяющей не только изготавливать 
изделия различной формы и назначения, но и создавать принципи-
ально новые материалы, которые другим путем получить трудно или 
вообще невозможно. Поскольку методами порошковой металлургии 
получают чаще всего не просто материалы или заготовки, а готовые 
изделия, успешность применения этой технологии во многом зави-
сит от умения специалиста одновременно решать как технологиче-
ские, так и конструкторские задачи.

Задачами выполнения курсового проекта являются:
- систематизация и закрепление полученных знаний и практиче-

ских навыков; 

- углубление знаний в области технологии порошковой метал-

лургии;

- формирование умения использовать техническую, справочную 

литературу, нормативную документацию;

- выработка умения применять теоретические знания при реше-

нии поставленных профессиональных задач;

- оценка глубины знаний, приобретенных студентом за время 

обучения, и компетенций, необходимых для будущей самостоятель-
ной работы по выбранной специальности.

В результате выполнения курсовой работы студенты должны 

уметь:

- на основе анализа требований к детали выбрать материал с 

требуемым уровнем физико-механических и эксплуатационных
свойств и технологическую схему изготовления изделия;

- выбрать схему формования детали;
- рассчитать размеры технологической оснастки; 
- разработать технологический процесс изготовления детали;
- рассчитать необходимые технологические параметры.
Все полученные теоретические знания и практические навыки, 

несомненно, пригодятся обучающимся в будущей профессиональ-
ной деятельности.

1

ТИПОВЫЕ ЗАДАНИЯ, 

СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА 

И ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ЕГО ВЫПОЛНЕНИЯ

Типовым заданием является:
•
подбор порошкового материала с необходимым комплексом 

эксплуатационных характеристик для заданного изделия; 

•
выбор технологической схемы изготовления детали;

•
расчет размеров технологической оснастки;

•
разработка технологического процесса производства изделия.

Курсовой проект должен быть выполнен в строгом соответ-

ствии с темой.

Рекомендуется определенная последовательность выполнения 

работы:

1. Обзор научно-технической литературы, касающейся заданно-

го класса порошковых материалов, с указанием типовых составов, 
структур, уровня достигнутых физико-механических и эксплуатаци-
онных характеристик и областей применения.

2. Анализ технических требований к детали; разработка эскиза 

порошковой заготовки с учетом конструкционных требований к по-
рошковым изделиям и материалу детали; выбор и обоснование тех-
нологической схемы изготовления изделия.

3. Выполнение необходимых расчетов:
- расчет усилия прессования, а в случае необходимости – и ка-

либрования изделия, выбор прессового оборудования;

- расчет размеров формообразующих элементов пресс-формы

для прессования и, при необходимости, калибрования.

4. Разработка схемы прессования изделия.

5. Разработка технологического процесса изготовления детали:
-
описание технологии изготовления;

-
выбор технологического оборудования;

-
расчет необходимых технологических параметров;

-
разработка технологических карт основных операций;

-
определение объема и методов контроля.

6. Расчет трудоемкости изготовления детали.

2

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К ПРОЕКТУ

Пояснительная записка (ПЗ) является основным документом 

курсового проекта. Содержание ПЗ должно соответствовать выдан-
ному заданию. 

Пояснительная записка должна содержать:
- титульный лист, оформленный согласно приложению 1;
- задание на курсовой проект;
- содержание;
- введение;
- основные разделы (обзор научно-технической литературы;

расчетную часть, технологическую часть, маршрутные карты, необ-
ходимые эскизы, чертежи);

- заключение;
- список использованной литературы (в тексте записки даются 

ссылки на всю использованную литературу).

Во введении обосновываются актуальность и значимость темы 

курсовой работы, формулируется цель, объект, предмет исследова-
ния и выявляются задачи курсовой работы.

Основная часть включает в себя обзор литературы, технологи-

ческую, расчетную и графическую части.

Заключение должно содержать краткое обобщение результатов 

работы, основные выводы, информацию о том, была ли достигнута 
поставленная цель и выполнены ли намеченные задачи, оценку 
практической значимости проекта, а также анализ основных про-
блем и предложения по направлениям дальнейших исследований.

Объем пояснительной записки должен составлять примерно 25-

40 листов машинописного текста, выполненного на одной стороне 
белой бумаги формата А4. В тексте не допускается сокращение слов, 
за исключением общепринятых. Страницы нумеруют арабскими 

цифрами. Титульный лист включают в общую нумерацию (но на 
титульном листе номер не ставят).

Общий объем графической части составляет 2-3 листа форматов 

А1-А3. Чертежи оформляются в соответствии с требованиями Еди-
ной системы конструкторской документации.

Библиографический список должен включать описание всех ци-

тированных или упоминаемых в работе документов с указанием ос-
новных данных (автор(ы), название, место и год выхода, издатель-
ство и др.). Сведения об источниках приводятся в соответствии с 
требованиями ГОСТ 7.32 – 2017. Ссылки в тексте на соответствую-
щий источник из списка литературы оформляются в квадратных 
скобках, например [1, с. 277].

В список использованных источников включаются публикации 

всех видов: учебные, научные, справочные издания, патентные ма-
териалы, отчеты по НИР, проспекты выставок и т.п. 

Примеры оформления библиографических описаний различных 

источников приведены в приложении 5.

3

КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ 

И РЕКОМЕНДАЦИИ 

ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ПРОЕКТА

3.1. Основные принципы конструирования 

порошковых деталей

Процесс прессования порошковых деталей в металлических 

пресс-формах имеет ряд особенностей, которые необходимо учиты-
вать при проектировании порошковых деталей.

Возможные размеры заготовок ограничены возможностями 

имеющегося прессового оборудования. Рекомендуется прессовать в 
закрытых пресс-формах детали с площадью поперечного сечения 
0,5–60 см2. Ограничивается также и высота изделий в направлении 
прессования [1]. 

Однократное прессование с последующим спеканием позволяет 

производить детали с точностью, соответствующей 11–14 квалите-
там. Более точные размеры (до 6–7 квалитета) могут быть получены 
за счет повторного прессования (калибрования) после спекания. 

Порошковые детали принято подразделять по сложности на 

семь групп (таблица 1).

Примеры порошковых изделий различных групп сложности по-

казаны на рисунке 1.

Трение порошка о стенки пресс-формы приводит к потере дав-

ления по высоте прессовки, появлению неравномерной плотности, 
поэтому односторонним прессованием рекомендуется получать из-

делия с отношением длины (высоты) к диаметру (толщине) не более 
двух. 

Таблица 1 

Классификация порошковых конструкционных изделий 

по группам сложности

Группа
слож-
ности

Характеристика сечения 

изделия по высоте

(вдоль оси прессования)

Характеристика 
ограничивающих 
по высоте изделия 

поверхностей

Отношение 

высоты изделия 
к минимальной 
толщине стенки

I
Неизменное сечение без 
отверстия 

Параллельные 
плоскости 

1-3

II
То же, с одним или несколь-
кими отверстиями в направ-
лении прессования 

То же 
< 8-10

III
То же
То же
> 8-10

IV
Изделие с наружным или 
внутренним буртом 

То же 
< 6-8

V
То же
То же
> 6-8

VI
Изделия с несколькими пе-
реходами по высоте 

То же 
_

VII
Несколько наружных или 
внутренних переходов при 
наличии отверстий в направ-
лении прессования 

Непараллельные 
плоскости или 
криволинейные 
поверхности, 
пересекающие 
ось прессования 

_

Рис. 1. Примеры порошковых изделий различных групп сложности