Metalurgia pulberii, după cum implică numele, este o metodă de procesare care folosește pulberea de metal ca materie primă și este presată și sinterizată pentru a face diverse produse. Acesta nu este un nou proces și tehnologie și poate fi chiar urmărit în Egiptul antic. Cu toate acestea, în căutarea de astăzi a dezvoltării durabile și a dezvoltării ecologice, este în conformitate cu dezvoltarea timpurilor și a fost utilizată din ce în ce mai mult. Astăzi, să aruncăm o privire la această metodă de fabricație, care poate oferi o nouă opțiune pentru metoda de fabricație a pieselor tuturor.
PROCES
Metalurgia pulberii este similară cu forjarea sau turnarea, dar diferența este că materiile prime este pulberea de metal (de obicei fier, oțel, cupru etc.). Materiile prime pudrate sunt presate la temperatura camerei (încălzite în cazuri speciale) folosind matrițe complexe. Mărimea piesei de lucru presate este aproape de produsul finit, dar proprietățile sale mecanice sunt încă instabile. Pentru a -l consolida și mai mult, este apoi sinterizat la o temperatură aproape, dar puțin mai mică decât punctul de topire al metalului folosit. În acest moment, microstructura produsului se va schimba și se va obține o componentă cu dimensiuni precise și o rezistență ridicată.
În general, părțile obținute prin metalurgia pulberii pot fi utilizate direct, dar pot fi, de asemenea, procesate pentru prelucrarea secundară, după cum este necesar, cum ar fi finisarea, tratarea termică, electroplarea sau acoperirea, peeningul de împușcare, etc., pentru a îmbunătăți sau îmbunătăți toleranța, densitatea, rezistența, forma, rezistența la coroziune și alte proprietăți ale pieselor.
Avantajele metalurgiei pulberii
În comparație cu alte tehnologii de fabricație, metalurgia pulberii nu produce aproape nicio deșeuri de materiale, rata de utilizare a materialelor depășește 97%și poate forma direct forme geometrice complexe și poate menține un control de toleranță dimensională strânsă în produsele sinterizate, care pot reduce sau chiar elimina complet operațiunile de procesare în procesele tradiționale de fabricație. Acesta este motivul pentru care o numim tehnologie ecologică de fabricație.
Pe lângă economiile aduse de aceste procese, metalurgia pulberii are propria unicitate. Utilizează avantajul materiilor prime ca pulberi pentru a obține unele controale dificil sau imposibil de obținut în procesarea tradițională, cum ar fi controlul raportului combinațiilor de compoziție chimică, controlul microstructurii și controlul porozității.
Să folosim câteva exemple specifice de produs pentru a îmbunătăți înțelegerea tuturor.
1. Combinați materialele care nu pot fi dizolvate împreună
Metalurgia pulberii permite procesarea combinațiilor de materiale care sunt de obicei considerate incompatibile într -o formă mixtă intimă. Exemple dovedite de astfel de aplicații de metalurgie pulbere includ:
Materiale de frecare pentru garnituri de frână și fețe de ambreiaj unde o serie de materiale nemetalice
(utilizate pentru a oferi rezistența la uzură sau pentru a controla nivelurile de frecare) sunt încorporate într -o matrice de cupru sau fier.
Carburi cimentatesunt adesea folosite pentru tăierea uneltelor, formarea uneltelor sau abrazivilor. Acestea includ o fază dură legată de un metal, o microstructura care poate fi produsă doar prin sinterizarea în fază lichidă la o temperatură deasupra punctului de topire al liantului. Carbura de tungsten legată de cobalt este principalul exemplu al acestui material, dar alte carburi cimentate, inclusiv o serie de alte carburi, nitride, carbonitride sau oxizi, iar alte metale în afară de cobalt pot fi utilizate ca lianți (Ni, Ni-Cr, nichel cobalt etc.).
Materiale de sculptură de tăiere a diamantelorÎn cazul în care granulația fină de diamant este dispersată uniform într -o matrice metalică. Din nou, în procesarea acestor materiale este utilizată sinterizarea în fază lichidă.Materiale de contact electric, cum ar fi cupru/tungsten, oxid de argint/cadmiu.
2. Procesarea materialelor cu puncte de topire foarte mari
Tehnologia de metalurgie cu pulbere poate prelucra materiale cu puncte de topire foarte mari, inclusiv metale refractare, cum ar fi tungsten, molibden și tantal. Astfel de metale sunt dificil de produs prin topire și turnare și sunt, în general, foarte fragile în starea de distribuție. Producția de billets de tungsten a fost una dintre primele aplicații ale metalurgiei pulberii, care a fost ulterior folosită pentru a desena fire pentru lămpi incandescente.
3. Produse cu porozitate controlată
Tehnologia de metalurgie cu pulbere poate produce produse cu porozitate structurală controlată. Elementele de filtrare sinterizate sunt un exemplu de astfel de aplicație. Un alt exemplu major este rulmenții de reținere a uleiului sau auto-lubrifiant, una dintre cele mai vechi aplicații ale metalurgiei pulberii, în care porozitatea interconectată în structura sinterizată este utilizată pentru a conține uleiul lubrifiant.
4. Produse cu proprietăți superioare
În anumite aplicații specifice, procesele de metalurgie a pulberii pot produce adesea proprietăți superioare printr -un control excelent al microstructurii, spre deosebire de procesele convenționale de turnare sau forjare. Exemple bune de astfel de aplicații sunt:
Materiale magnetice
Aproape toți magneții duri (permanenți) și aproximativ 30% din magneții moi sunt prelucrați din materie de primă pulbere.
Oțel de mare viteză
Materialele prelucrate cu metalurgie cu pulbere au o microstructură mai fină și mai controlată decât produsele falsificate, cu o duritate mai mare și performanțe de tăiere.
Aliaje de temperatură înaltă pe bază de nichel sau cobalt
Superalloy-uri pe bază de nichel sau pe bază de cobalt sunt utilizate în aplicațiile motoarelor aerospațiale, unde procesele de metalurgie a pulberii pot oferi un interval de compoziție și un control de microstructura care nu pot fi obținute convențional, crescând astfel temperaturile și performanțele de funcționare.
Limitări ale metalurgiei pulberii
Deși metalurgia pulberii are diverse avantaje, există încă unele limitări în aplicarea sa. Principalele puncte sunt următoarele:
1. Dimensiunea părții și greutatea sunt limitate:
Metalurgia pulberii necesită un proces de presare, care va folosi o presă. Prin urmare, este limitat de tonajul de presă curent, iar dimensiunea nu poate fi făcută foarte mare, în general în jur de 250 mm cel mult. În plus, datorită fluidității limitate a pulberii de metal, este încă dificil să se producă piese care cântăresc mai mult de 20 kg folosind procesul de metalurgie a pulberii.
2. Nu este potrivit pentru impact și aplicații dinamice de încărcare
Deoarece densitatea pieselor de metalurgie a pulberii este de obicei scăzută, puterea și rezistența lor nu sunt la fel de bune ca piesele forjate sau prelucrate. Porii după compactarea pulberii și sinterizarea vor afecta, de asemenea, proprietățile mecanice ale materialului. Acest lucru face ca piesele de metalurgie cu pulbere să fie mai puțin potrivite pentru aplicații ridicate de stres și cu tulpini ridicate, cum ar fi impactul și sarcinile dinamice ridicate.
3. Costuri mai mari de echipamente și mucegai
Procesul de metalurgie pulbere stabilește că trebuie să folosească mucegaiuri și echipamente speciale, iar costul este relativ mare. Nu este economic în producția de loturi mici, astfel încât metalurgia pulberii este de obicei potrivită pentru producția pe scară largă.(文章来源: iMechanics 机械)
