متالورژی پودر ، همانطور که از نام آن پیداست ، روشی پردازش است که از پودر فلزی به عنوان مواد اولیه استفاده می کند و برای تهیه محصولات مختلف تحت فشار و سینتر قرار می گیرد. این یک فرایند و فناوری جدید نیست و حتی می تواند به مصر باستان نیز ردیابی شود. با این حال ، در پیگیری امروز برای توسعه پایدار و توسعه سبز ، مطابق با توسعه زمان است و به طور فزاینده ای مورد استفاده قرار می گیرد. امروز ، بیایید نگاهی به این روش تولید بیندازیم ، که ممکن است گزینه جدیدی برای روش تولید قطعات همه فراهم کند.
فرآیند
متالورژی پودر شبیه به جعل یا ریخته گری است ، اما تفاوت این است که مواد اولیه آن پودر فلزی است (معمولاً آهن ، فولاد ، مس و غیره). مواد اولیه پودر شده در دمای اتاق (در موارد خاص گرم می شوند) با استفاده از قالب های پیچیده فشار می یابند. اندازه قطعه کار فشرده نزدیک به محصول نهایی است ، اما خصوصیات مکانیکی آن هنوز ناپایدار است. به منظور تقویت بیشتر آن ، سپس در دمای نزدیک اما کمی پایین تر از نقطه ذوب فلز مورد استفاده قرار می گیرد. در این زمان ، ریزساختار محصول تغییر می کند و یک مؤلفه با ابعاد دقیق و استحکام بالا به دست می آید.
به طور کلی ، قطعات به دست آمده توسط متالورژی پودر می توانند به طور مستقیم استفاده شوند ، اما می توان آنها را برای پردازش ثانویه در صورت لزوم ، مانند اتمام ، عملیات حرارتی ، آبکاری یا پوشش ، پوستر شات و و غیره ، پردازش کرد تا تحمل ، چگالی ، استحکام ، شکل ، مقاومت ، مقاومت ، مقاومت ، شکل ، شکل ، مقاومت ، شکل ، شکل ، شکل ، مقاومت ، شکل ، مقاومت ، شکل ، مقاومت ، شکل ، قدرت ، شکل ، مقاومت ، شکل ، قدرت ، شکل ، قدرت ، شکل ، مقاومت ، شکل ، قدرت ، شکل ، قدرت ، شکل ، قدرت ، شکل ، مقاومت ، شکل ، قدرت ، شکل ، قدرت ، شکل ، قدرت ، شکل ، قدرت ، قدرت ، شکل ، قدرت ، شکل ، قدرت ، شکل ، قدرت ، شکل ، قدرت ، شکل ، قدرت ، شکل ، قدرت ، شکل ، قدرت ، شکل ، مقاومت ، شکل ، قدرت ، شکل ، قدرت ، شکل ، قدرت ، شکل ، شکل ، قدرت ، شکل ، قدرت ، شکل ، مقاومت ، شکل ، قدرت ، شکل ، شکل ، مقاومت ، شکل ، قدرت ، شکل ، شکل ، مقاومت ، شکل ، قدرت ، شکل ، شکل ، قدرت ، شکل و مقاومت.
مزایای متالورژی پودر
در مقایسه با سایر فن آوری های تولیدی ، متالورژی پودر تقریباً هیچ زباله ای از مواد ایجاد نمی کند ، میزان استفاده از مواد از 97 ٪ فراتر می رود و می تواند به طور مستقیم شکل های هندسی پیچیده ای را تشکیل دهد و کنترل تحمل ابعادی محکم را در محصولات سینتر حفظ کند ، که می تواند عملیات پردازش را در فرآیندهای تولید سنتی کاهش یا حتی از بین ببرد. به همین دلیل ما آن را فناوری تولید سبز می نامیم.
علاوه بر پس اندازهای ناشی از این فرآیندها ، متالورژی پودر منحصر به فرد خود را دارد. این مزیت از مواد اولیه خود به عنوان پودرها برای دستیابی به برخی از کنترل هایی که در پردازش سنتی دشوار یا غیرممکن هستند ، مانند کنترل نسبت ترکیب ترکیبات شیمیایی ، کنترل ریزساختار و کنترل تخلخل استفاده می کند.
بیایید از برخی از نمونه های خاص محصول برای تقویت درک همه استفاده کنیم.
1. مواد را ترکیب کنید که با هم قابل حل نیستند
متالورژی پودر امکان پردازش ترکیبات مواد را فراهم می کند که معمولاً به صورت مخلوط صمیمی ناسازگار تلقی می شوند. نمونه های اثبات شده از چنین کاربردهای متالورژی پودری شامل موارد زیر است:
مواد اصطکاک برای روکش ترمز و صورت کلاچ که در آن طیف وسیعی از مواد غیر فلزی وجود دارد
(برای انتقال مقاومت در برابر سایش یا کنترل میزان اصطکاک استفاده می شود) در یک ماتریس مس یا آهن تعبیه شده اند.
کاربیدهای سیمانیاغلب برای برش ابزار ، تشکیل ابزار یا ساینده استفاده می شوند. آنها شامل یک فاز سخت وصل شده به یک فلز ، ریزساختار است که فقط با پخت فاز مایع در دمای بالاتر از نقطه ذوب اتصال قابل تولید است. کاربید تنگستن که به کبالت پیوند خورده است ، نمونه اصلی این ماده است ، اما سایر کاربیدهای سیمانی شامل طیف وسیعی از کاربیدها ، نیتریدها ، کربن ها یا اکسیدها نیز می توانند استفاده شوند و علاوه بر کبالت می توانند به عنوان اتصال دهنده استفاده شوند (NI ، NI-CR ، نیکل کبالت و غیره).
مواد ابزار برش الماسجایی که ریزه الماس ریز به طور مساوی در یک ماتریس فلزی پراکنده می شود. باز هم ، از پخت فاز مایع در پردازش این مواد استفاده می شود.مواد تماس الکتریکی مانند مس/تنگستن ، اکسید نقره/کادمیوم.
2. پردازش مواد با نقاط ذوب بسیار بالا
فناوری متالورژی پودر می تواند مواد را با نقاط ذوب بسیار بالا ، از جمله فلزات نسوز مانند تنگستن ، مولیبدن و تانتالوم پردازش کند. تولید چنین فلزات با ذوب و ریخته گری دشوار است و به طور کلی در حالت ریخته گری بسیار شکننده هستند. تولید بیلت های تنگستن یکی از کاربردهای اولیه متالورژی پودر بود که متعاقباً برای ترسیم سیم برای لامپ های رشته ای استفاده شد.
3. محصولاتی با تخلخل کنترل شده
فناوری متالورژی پودر می تواند محصولاتی را با تخلخل ساختاری کنترل شده تولید کند. عناصر فیلتر سینتر نمونه ای از چنین کاربردی است. نمونه مهم دیگر ، یاتاقان های نگهدارنده روغن یا خودآزنده ، یکی از قدیمی ترین کاربردهای متالورژی پودر است که در آن از تخلخل به هم پیوسته در ساختار سنگی استفاده می شود تا حاوی روغن روان کننده باشد.
4. محصولاتی با خواص برتر
در برخی از کاربردهای خاص ، فرآیندهای متالورژی پودر اغلب می توانند از طریق کنترل عالی ریزساختار ، بر خلاف فرآیندهای ریخته گری یا جعل معمولی ، خاصیت برتر تولید کنند. نمونه های خوب چنین برنامه هایی عبارتند از:
مواد مغناطیسی
تقریباً تمام آهنرباهای سخت (دائمی) و حدود 30 ٪ آهنرباهای نرم از مواد اولیه پودر پردازش می شوند.
فولاد با سرعت بالا
مواد فرآوری شده متالورژی پودر دارای ریزساختار دقیق تر و کنترل شده تر از محصولات جعلی هستند ، با سختی و عملکرد برش بالاتر.
آلیاژهای درجه حرارت بالا بر نیکل یا کبالت
Superalloys مبتنی بر نیکل یا کبالت در کاربردهای موتور هوافضا استفاده می شود ، جایی که فرآیندهای متالورژی پودر می توانند دامنه ترکیب و کنترل ریزساختار را فراهم کنند که به طور معمول حاصل نمی شود و از این طریق دمای عملیاتی و عملکرد را افزایش می دهد.
محدودیت های متالورژی پودر
اگرچه متالورژی پودر مزایای مختلفی دارد ، اما هنوز هم محدودیت هایی در کاربرد آن وجود دارد. نکات اصلی به شرح زیر است:
1. اندازه و وزن قسمت محدود است:
متالورژی پودر نیاز به یک فرآیند فشار دارد که از مطبوعات استفاده می کند. بنابراین ، با تناژ مطبوعات فعلی محدود است ، و اندازه آن نمی تواند بسیار بزرگ شود ، به طور کلی در حدود 250 میلی متر. علاوه بر این ، به دلیل محدود بودن سیالیت پودر فلزی ، تولید قطعات با وزن بیش از 20 کیلوگرم با استفاده از فرآیند متالورژی پودر دشوار است.
2. برای برنامه های ضربه و بار پویا مناسب نیست
از آنجا که چگالی قطعات متالورژی پودر معمولاً کم است ، استحکام و مقاومت آنها به اندازه قطعات جعلی یا ماشینکاری مناسب نیست. منافذ پس از تراکم پودر و پخت و پز نیز بر خصوصیات مکانیکی مواد تأثیر می گذارد. این امر باعث می شود قطعات متالورژی پودر برای استرس زیاد و کاربردهای فشار زیاد مانند ضربه و بارهای پویا بالا مناسب تر باشد.
3. تجهیزات بالاتر و هزینه قالب
فرایند متالورژی پودر تعیین می کند که باید از قالب ها و تجهیزات ویژه استفاده کند و هزینه آن نسبتاً زیاد است. در تولید دسته ای کوچک اقتصادی نیست ، بنابراین متالورژی پودر معمولاً برای تولید در مقیاس بزرگ مناسب است.(文章来源: imekanics 机械)
