Metalurgija u prahu, kao što ime podrazumijeva, metoda obrade koja koristi metalni prah kao sirovine, a pritisnuta je i sinterozira za izradu raznih proizvoda. Ovo nije novi proces i tehnologija, a čak se može pratiti na drevni Egipat. Međutim, u današnjoj potrazi za održivim razvojem i zelenom razvoju, to je u skladu s razvojem vremena i sve se više koristi. Danas pogledajmo ovu metodu proizvodnje koja može pružiti novu opciju za metodu proizvodnje svih dijelova.
Proces
Metalurgija praha slična je kovanju ili lijevanju, ali razlika je da je njegova sirovina metalni prah (obično željezo, čelik, bakar itd.). Sirovine u prahu pritisnute se na sobnoj temperaturi (grijani u posebnim slučajevima) koristeći složene kalupe. Veličina prešanog komada je u blizini gotovog proizvoda, ali njegova mehanička svojstva su i dalje nestabilna. Da bi ga dodatno ojačali, tada se sinterira na temperaturi u blizini, ali nešto niže od talište koja se koristi od metala. U ovom trenutku će se mijenjati mikrostruktura proizvoda, a dobit će se komponenta s preciznim dimenzijama i velikom čvrstoćom.
Generalno gledano, dijelovi dobiveni metalurgijom praha mogu se koristiti izravno, ali mogu se preraditi za sekundarnu obradu po potrebi, poput završne obrade, toplotne obrade, elektroplata ili premaza, pucanja ili poboljšanje tolerancije, gustoće, čvrstoće, oblika, otpornosti na koroziju i druga svojstva dijelova.
Prednosti metalurgije u prahu
U usporedbi s drugim proizvodnim tehnologijama, metalurgija praha proizvodi gotovo nikakav materijalni otpad, brzina iskorištavanja materijala prelazi 97%, a može izravno oblikovati složene geometrijske oblike i održavati usku dimenzionalnu kontrolu tolerancije u sinterovim proizvodima, koji mogu umanjiti ili čak u potpunosti eliminirati operacije obrade u tradicionalnim proizvodnim procesima. Zbog toga ga nazivamo zelenom tehnologijom proizvodnje.
Pored uštede koje su donijeli ove procese, metalurgija praha ima svoju jedinstvenost. Koristi prednost svojih sirovina kao pudera za postizanje nekih kontrola koje su teške ili nemoguće postići u tradicionalnoj obradi, kao što su omjera kontrole kombinacija kemijskih kompozicija, kontrolu mikrostrukture i kontrolu poroznosti.
Koristimo neke konkretne primjere proizvoda za poboljšanje svih razumijevanja.
1. Kombinirajte materijale koji se ne mogu rastvoriti zajedno
Metalurgija praha omogućava obradu kombinacija materijala koje se obično smatra nekompatibilnim u intimnom mešovitom obliku. Dokazani primjeri takvih metalurških aplikacija u prahu uključuju:
Frikcijski materijali za kočione obloge i kvačilo lica gdje se nalazi niz nemetalnih materijala
(koristi se za prebacivanje otpornosti na habanje ili kontrolu trenja) ugrađeni su u bakrenu ili željeznu matricu.
Cementirani karbidečesto se koriste za rezanje alata, formiranje alata ili abraziva. Uključuju tvrdu fazu vezanu za metal, mikrostrukturu koja se može proizvesti samo tekućom fazom sinterovanjem na temperaturi iznad tačke vezivanja. Volfram Carbide Lepljena na Cobalt glavni je primjer ovog materijala, ali mogu se koristiti i drugi cementirani karbide, uključujući niz drugih karbida, nitrida, karbonitrida ili oksida, a drugi metali osim kobalta mogu se koristiti kao vezira (NI, NI-CR, nikl kobalt itd.).
Dijamantni materijali za rezanjeTamo gdje se u metalnoj matrici ravnomjerno raspršuje dijamantna mreža. Opet se u obradi ovih materijala koristi likvidna faza.Električni kontakt Materijali poput bakra / volframa, srebra / kadmijum oksid.
2. Prerada materijala sa vrlo visokim tačnicama
Metalurška tehnologija praha može obraditi materijale sa vrlo visokim točkama topljenja, uključujući vatrostalne metale kao što su volfran, molibden i tantalum. Takvi su metali teško proizvesti topljenjem i lijevanjem, a uglavnom su vrlo krhke u državi liveri. Proizvodnja volframovih gredica bila je jedna od ranih primjena metalurgije u prahu, koja je naknadno korištena za crtanje žica za žarulje sa žarnom niti.
3. Proizvodi sa kontroliranom poroznošću
Metalurška tehnologija praha može proizvesti proizvode sa kontroliranom strukturnom poroznošću. Sinterove filter elementi su primjer takve aplikacije. Drugi glavni primer je zadržavanje ulja ili samo-podmazivanje, jedna od najstarijih aplikacija u prahu Metalurgije, u kojoj se koristi međusobno povezana poroznost u sinterovoj konstrukciji za sadrže ulje za podmazivanje.
4. Proizvodi sa superiornim svojstvima
U određenim specifičnim primjenama procesi metalurgije u prahu često mogu proizvesti vrhunsku svojstva kroz odličnu kontrolu mikrostrukture, za razliku od klasičnog lijevanja ili procesa kovanja. Dobri primjeri takvih aplikacija su:
Magnetni materijali
Gotovo svi tvrdi (trajni) magneti i oko 30% mekih magneta obrađuju se od pudernog sirovina.
Čelik velike brzine
Metalurgija u prahu obrađeni materijali imaju finiju i više kontroliranu mikrostrukturu od krivotvorenih proizvoda, sa većom žilavošću i reznim performansama.
Nikel ili kobaltne legure na samostalnoj temperaturi
Superosloys na bazi nikla ili kobalta koriste se u zrakoplovnim motorom, gdje procesi metalurgije praha mogu pružiti raspon sastava i kontrolu mikrostrukture koji se ne može postići konvencionalno, čime se povećavaju radne temperature i performanse rada.
Ograničenja metalurgije u prahu
Iako metalurgija u prahu ima različite prednosti, još uvijek postoje određena ograničenja u njegovoj primjeni. Glavne točke su sljedeće:
1. Veličina i težina dijela su ograničena:
Metalurgija praha zahtijeva pritisak koji će koristiti štampu. Stoga je ograničen trenutnom tonskom tonskom, a veličina se ne može izvršiti vrlo velika, uglavnom oko 250 mm. Pored toga, zbog ograničene fluidnosti metalnog praha, još uvijek je teško proizvesti dijelove težine više od 20 kg pomoću procesa metalurgije u prahu.
2. Nije pogodno za aplikacije za udar i dinamičke opterećenja
Budući da je gustoća metalurških dijelova praha obično niska, njihova snaga i žilavost nisu tako dobri kao kovani ili obrađeni dijelovi. Pore nakon sabijanja i sinterovanja praška također će utjecati na mehanička svojstva materijala. Zbog toga dijelove metalurgije praha čini manje pogodnim za velike napomene i velike napomene aplikacije kao što su udar i visoka dinamička opterećenja.
3. Viša oprema i kalup troškovi
Proces metalurgije u prahu određuje da mora koristiti posebne kalupe i opremu, a trošak je relativno visok. To nije ekonomično u malim serijama, tako da je metalurgija praha obično pogodna za velike proizvodnje.(文章来源: Imehanika 机械)
