فرآیند متالورژی پودر چیست؟

فرآیند متالورژی پودر چیست؟

1. بررسی اجمالی

متالورژی پودریک فناوری فرآیندی برای تهیه فلز یا استفاده از پودر فلز (یا مخلوط پودر فلز و پودر غیرفلز) به عنوان مواد اولیه، تشکیل و پخت مواد فلزی، مواد کامپوزیتی و محصولات مختلف است. متالورژی پودر مشابه تولید سرامیک است، بنابراین می توان از یک سری فناوری های جدید متالورژی پودر برای تهیه مواد سرامیکی استفاده کرد. با توجه به مزایای تکنولوژی متالورژی پودر، کلید حل مشکل مواد جدید شده است و نقش مهمی در توسعه مواد جدید ایفا می کند.

وضعیت فعلی و چشم انداز توسعه متالورژی پودر.

صنعت متالورژی پودر چین نزدیک به 10 سال است که توسعه سریعی را تجربه کرده است، اما هنوز شکاف هایی با همتایان خارجی در جنبه های زیر وجود دارد: (1) مقیاس شرکت ها کوچک است و منافع اقتصادی آن با شرکت های خارجی فاصله دارد. (2) محصولات متقابل هستند، قیمت ها در بین شرکت ها پایین است و رقابت شدید است. (3) اکثر شرکت ها فاقد پشتیبانی فنی، قابلیت تحقیق و توسعه عقب مانده، محصولات کم درجه و رقابت با کشورهای خارجی هستند. (4) عدم سرمایه گذاری مجدد و سردرگمی. (5) افزایش تجهیزات فنی عقب مانده و امکانات پشتیبانی. (6) صادرات کاهش یافته و کانال های تجاری مسدود شده است.

با الحاق چین به WTO، کاستی ها و کاستی های فوق بهبود خواهد یافت. زیرا پس از پیوستن چین به WTO، بازار به تدریج بین المللی خواهد شد و بازار متالورژی پودر فرصت های بیشتری برای گسترش خواهد داشت. ضمن اینکه با ورود سرمایه و فناوری خارجی، سطح متالورژی پودر و فناوری های مربوطه ارتقا و توسعه پیدا می کند.

2، ویژگی ها

متالورژی پودر دارای ترکیب شیمیایی منحصر به فرد و خواص مکانیکی و فیزیکی است که با روش های ریخته گری سنتی قابل دستیابی نیست. فناوری متالورژی پودر را می توان مستقیماً برای تولید مواد و محصولات متخلخل، نیمه متراکم یا کاملاً متراکم مانند یاتاقان های روغنی، چرخ دنده ها، بادامک ها، میله های راهنما، ابزار و غیره استفاده کرد. این فرآیند برش کمتری است.

(1) فناوری متالورژی پودر می تواند تفکیک ترکیب آلیاژ را به حداقل برساند و ساختار ریخته گری درشت و ناهموار را حذف کند. این ماده نقش مهمی در تهیه مواد مغناطیسی دائمی خاکی کمیاب، مواد ذخیره‌سازی هیدروژن خاکی کمیاب، مواد درخشان خاکی کمیاب، کاتالیزورهای خاکی کمیاب، مواد ابررسانا با دمای بالا و مواد فلزی جدید (مانند آلیاژهای لیتیوم آلومینیوم، مقاوم در برابر حرارت) ایفا می‌کند. آلیاژهای آلومینیوم، آلیاژهای با دمای بالا، پودر فولاد ضد زنگ مقاوم در برابر خوردگی، پودر فولاد با سرعت بالا، ترکیبات بین فلزی مواد ساختاری با دمای بالا و غیره).

(2) مجموعه ای از مواد غیر تعادلی با کارایی بالا را می توان تهیه کرد، مانند محلول جامد آمورف، میکروکریستالی، شبه بلوری، نانوکریستالی و محلول جامد فوق اشباع. این مواد دارای خواص الکتریکی، مغناطیسی، نوری و مکانیکی عالی هستند.

(3) انواع روش های کامپوزیت را می توان به راحتی درک کرد و به ویژگی های مربوط به هر ماده سازنده بازی کامل داد. این یک فناوری کم هزینه برای تولید ماتریس فلزی و کامپوزیت های سرامیکی با کارایی بالا است.

(4) مواد و محصولاتی با ساختار و خواص ویژه که نمی توانند با روش های ذوب معمولی تولید شوند، مانند مواد بیولوژیکی متخلخل جدید، مواد غشایی جداکننده متخلخل، ساینده های سرامیکی ساختاری با کارایی بالا و مواد سرامیکی کاربردی قابل تولید هستند.

(5) می تواند تولید انبوه شبکه ای و خودکار را تحقق بخشد و به طور موثر منابع تولید و مصرف انرژی را کاهش دهد.

(6) می تواند از سنگ معدن، باطله، لجن فولادسازی، مقیاس کارخانه فولاد و ضایعات بازیافت شده به عنوان مواد خام استفاده کامل کند. این یک فناوری جدید است که می تواند به طور موثر مواد را بازسازی و به طور جامع استفاده کند.

بسیاری از ابزارهای ماشینکاری متداول ما و ابزارهای آسیاب فلزی با تکنولوژی متالورژی پودر ساخته شده اند.

3، فرآیند تولید متالورژی پودر

(1) تولید پودر. فرآیند تولید پودر شامل مراحل آماده سازی پودر، اختلاط پودر و ... می باشد که معمولاً برای بهبود شکل پذیری و پلاستیسیته پودر، نرم کننده هایی مانند بنزین، لاستیک یا پارافین به آن اضافه می شود.

(2) شکل گیری پرس. پودر با فشار 500-600 مگاپاسکال به شکل مورد نظر فشرده می شود.

(3) تف جوشی. این در کوره با دمای بالا یا کوره خلاء با فضای محافظ انجام می شود. تف جوشی با ذوب فلز متفاوت است زیرا حداقل یک عنصر در طول فرآیند پخت هنوز جامد است. در فرآیند پخت، ذرات پودر از طریق یک سری فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی مانند انتشار، تبلور مجدد، جوشکاری ذوبی، پیوند و انحلال به محصولات متالورژیکی با تخلخل مشخص تبدیل می‌شوند.

(4) پس پردازش. به طور کلی می توان از قطعات زینتر شده به طور مستقیم استفاده کرد. با این حال، برای برخی از قطعات با دقت ابعادی بالا، سختی و مقاومت در برابر سایش بالا، عملیات پس از تف جوشی مورد نیاز است. پس از درمان شامل پرس ریز، نورد، اکستروژن، کوئنچ، کوئنچ سطحی، غوطه وری روغن، نفوذ و غیره است.

4، کاربرد و طبقه بندی مواد متالورژی پودر

(1) کاربرد: قطعات مختلف متالورژی پودر (پایه آهن و پایه مس) مانند اتومبیل، موتور سیکلت، ماشین آلات نساجی، چرخ خیاطی صنعتی، ابزار الکتریکی، ابزار سخت افزاری، لوازم الکتریکی و ماشین آلات مهندسی.

(2) طبقه بندی: مواد متخلخل متالورژی پودر، مواد ضد اصطکاک متالورژی پودر، مواد اصطکاک متالورژی پودر، قطعات ساختاری متالورژی پودر، مواد قالب متالورژی پودر، مواد الکترومغناطیسی متالورژی پودر، مواد با دمای بالا متالورژی پودر و غیره.

5. فرآیند و خواص متالورژی پودر طلا

فشار ایزواستاتیک

قالب گیری تزریق فلز

آهنگری پودر

پخت پرس

خواص پودر

تمام مشخصات پودر این شامل: ویژگی های هندسی پودر (اندازه ذرات، مساحت سطح خاص، اندازه و شکل منافذ، و غیره). خواص شیمیایی پودر (ترکیب شیمیایی، خلوص، محتوای اکسیژن، مواد نامحلول در اسید و غیره)؛ خواص مکانیکی پودر (چگالی ظاهری، سیالیت، شکل پذیری، تراکم پذیری، زاویه انباشتگی و زاویه برشی و غیره)؛ خواص فیزیکی و خواص سطحی پودر (چگالی واقعی، براقیت، جذب موج، فعالیت سطحی، ze درصد 26mdashta (درصد 26 CCE dil;) پتانسیل الکتریکی و مغناطیس و غیره). خواص پودر اغلب تا حد زیادی خواص محصولات متالورژی پودر را تعیین می کند.

خواص هندسی اساساً اندازه ذرات و شکل پودر است.

(1) اندازه دانه. بر فرآوری و تشکیل پودر، انقباض در فرآیند تف جوشی و عملکرد نهایی محصول تأثیر می گذارد. خواص برخی از محصولات متالورژی پودر تقریباً مستقیماً با اندازه ذرات مرتبط است. به عنوان مثال، دقت فیلتراسیون مواد فیلتر را می توان با تقسیم متوسط ​​اندازه ذرات پودر اصلی بر 10 به صورت تجربی تعیین کرد. خواص محصولات کاربید سیمانی ارتباط نزدیکی با دانه های فاز wc دارد. برای به دست آوردن کاربید سیمانی با اندازه دانه ریزتر، فقط می توان از مواد خام wc با دانه بندی ریزتر استفاده کرد. پودر مورد استفاده در عمل تولید دارای اندازه ذرات صدها نانومتر تا صدها میکرون است. هرچه اندازه ذرات کوچکتر باشد، فعالیت بیشتر است و سطح برای اکسیده شدن و جذب آب آسان تر است. وقتی به اندازه صدها نانومتر است، ذخیره و حمل و نقل پودر آسان نیست. وقتی تا حدی کوچک باشد، اثر کوانتومی شروع به ایفای نقش می کند و خواص فیزیکی آن به شدت تغییر می کند. به عنوان مثال، پودر آهن تبدیل به پودر سوپرپارامغناطیس می شود و نقطه ذوب نیز با کاهش اندازه ذرات کاهش می یابد.

(2) شکل ذرات پودر. این بستگی به روش تهیه پودر دارد، مانند پودر تهیه شده توسط الکترولیز، و ذرات دندریتیک هستند. ذرات پودر آهن تهیه شده به روش احیا اسفنجی هستند. پودر کروی اساساً با اتمیزه کردن گاز تولید می شود. علاوه بر این، برخی از پودرها به شکل تخم مرغ، ظرف شکل، سوزنی شکل، پیاز شکل و غیره هستند. شکل ذرات پودر بر سیالیت و چگالی ظاهری پودر تأثیر می گذارد. به دلیل پیوند مکانیکی بین ذرات، چگالی پودر نامنظم نیز زیاد است، به خصوص چگالی پودر دندریتیک. با این حال، برای مواد متخلخل، پودرهای کروی ترجیح داده می شوند.

خواص مکانیکی خواص مکانیکی پودرها، خصوصیات تکنولوژیکی پودرها و پارامترهای تکنولوژیکی مهم در فرآیند تشکیل متالورژی پودر است. دانسیته ظاهری پودر مبنای توزین به روش حجمی در هنگام تراکم است. سیال بودن پودر سرعت پر شدن پودر به قالب و ظرفیت تولید پرس را تعیین می کند. تراکم پذیری پودر دشواری فرآیند پرس و فشار اعمال شده را تعیین می کند. شکل پذیری پودر استحکام بیلت را تعیین می کند.

خواص شیمیایی عمدتاً به خلوص شیمیایی مواد خام و روش خرد کردن بستگی دارد. محتوای اکسیژن بالاتر باعث کاهش تراکم پذیری، استحکام فشرده و خواص مکانیکی محصولات متخلخل می شود، بنابراین مقررات خاصی در اکثر شرایط فنی متالورژی پودر وجود دارد. به عنوان مثال، میزان اکسیژن مجاز پودر 0.2 درصد ~ 1.5 درصد است که معادل محتوای اکسید 1 درصد ~ 10 درصد است.

6، چشم انداز توسعه صنعت متالورژی پودر

در سال های اخیر، از طریق معرفی مداوم فناوری خارجی و توسعه و نوآوری مستقل، صنعت و فناوری متالورژی پودر چین روند توسعه سریع را نشان می دهد. این یکی از صنایع به سرعت در حال توسعه در صنعت قطعات ماشین آلات عمومی چین است که ارزش تولید سالانه صنعت ملی متالورژی پودر 35 درصد افزایش می یابد.

صنعت تولید جهانی در حال تسریع انتقال خود به چین است. توسعه سریع صنعت خودرو، صنعت ماشین سازی، صنایع فلزی، هوافضا، ابزار و متر، ابزار سخت افزاری، ماشین آلات مهندسی، لوازم الکترونیکی و صنایع پیشرفته، فرصت های توسعه کمیاب و فضای بازار بزرگی را برای صنعت متالورژی پودر به ارمغان آورده است. علاوه بر این، صنعت متالورژی پودر به عنوان پروژه اولویت‌دار چین برای توسعه و تشویق سرمایه‌گذاری خارجی با چشم‌اندازهای گسترده برای توسعه فهرست شده است.