Prášková metalurgie, jak název napovídá, je metoda zpracování, která používá kovový prášek jako surovinu a je stisknuta a slinná pro výrobu různých produktů. Nejedná se o nový proces a technologie a lze jej dokonce vysledovat zpět do starověkého Egypta. V dnešním úsilí o udržitelný rozvoj a vývoj zeleně je však v souladu s rozvojem časů a byl však stále více využíván. Dnes se podívejme na tuto výrobní metodu, která může poskytnout novou možnost pro metodu výroby dílů každého.
PROCES
Prášková metalurgie je podobná kování nebo odlitku, ale rozdíl je v tom, že jeho surovina je kovový prášek (obvykle železo, ocel, měď atd.). Práškové suroviny jsou tlačeny při teplotě místnosti (zahřívané ve zvláštních případech) pomocí složitých forem. Velikost lisovaného obrobku je blízko hotového produktu, ale jeho mechanické vlastnosti jsou stále nestabilní. Aby se to dále posílilo, je pak slinován při teplotě blízké, ale o něco nižší než bod tání použitého kovu. V této době se změní mikrostruktura produktu a bude získána komponenta s přesnými rozměry a vysokou pevností.
Obecně lze říci, že části získané práškovým metalurgií mohou být použity přímo, ale mohou být také zpracovány pro sekundární zpracování podle potřeby, jako je dokončení, tepelné zpracování, elektroplatování nebo povlak, výstřel atd., Aby se zlepšila nebo zlepšila toleranci, hustotu, tvar, odolnost proti korozi a další vlastnosti dílů.
Výhody práškové metalurgie
Ve srovnání s jinými výrobními technologiemi produkuje prášková metalurgie téměř žádný materiál, míra využití materiálu přesahuje 97%a může přímo tvořit složité geometrické tvary a udržovat přísnou kontrolu tolerance v slinovaných produktech, které mohou snížit nebo dokonce eliminovat operační operace v tradičních výrobních procesech. To je důvod, proč tomu říkáme technologie zelené výroby.
Kromě úspor přinesených těmito procesy má prášková metalurgie svou vlastní jedinečnost. Využívá výhodu svých surovin jako prášků k dosažení některých kontrol, které je obtížné nebo nemožné dosáhnout při tradičním zpracování, jako je kontrola poměru kombinací chemického složení, kontrola mikrostruktury a kontrola porozity.
Pojďme použít některé konkrétní příklady produktu k posílení porozumění každého.
1. Kombinujte materiály, které nelze rozpustit dohromady
Prášková metalurgie umožňuje zpracování kombinací materiálu, které jsou obvykle považovány za nekompatibilní v intimní smíšené formě. Osvědčené příklady takových práškových metalurgických aplikací zahrnují:
Třecí materiály pro brzdové obložení a obličeje spojky, kde řada nekovových materiálů
(slouží k předávání odolnosti proti opotřebení nebo kontrolní úrovni tření) jsou vloženy do mědi nebo železné matrice.
Cementované karbidyse často používají pro řezání nástrojů, formování nástrojů nebo abraziv. Zahrnují tvrdou fázi spojenou s kovem, mikrostruktuře, kterou lze produkovat pouze kapalnou fází slinování při teplotě nad bodem tání pojiva. Hlavním příkladem tohoto materiálu je také karbid wolframu spojený s kobaltem, ale také lze použít i další cementované karbidy, včetně řady dalších karbidů, nitridů, karbonitridů nebo oxidů, a jiné kovy kromě kobaltu lze použít jako pojiv (ni, ni-Cr, niklový kobalt atd.).
Materiály nástroje pro řezání diamantového řezáníkde je jemná diamantová štěrk rovnoměrně rozptýlena v kovové matrici. Při zpracování těchto materiálů se opět používá slinování kapalné fáze.Elektrické kontaktní materiály, jako je měď/wolfram, oxid stříbro/kadmium.
2.. Zpracování materiálů s velmi vysokými body tání
Technologie práškové metalurgie může zpracovávat materiály s velmi vysokými body tání, včetně refrakterních kovů, jako je wolfram, molybden a tantalum. Takové kovy je obtížné produkovat roztavením a odléváním a obecně jsou velmi křehké ve stavu obsazení. Produkce wolframových sochů byla jednou z raných aplikací práškové metalurgie, která se následně používala k nakreslení vodičů pro žárovky.
3.. Produkty s kontrolovanou porozitou
Technologie práškové metalurgie může produkovat produkty s kontrolovanou strukturální porozitou. Příkladem takové aplikace jsou příkladem prvků filtru. Dalším hlavním příkladem jsou ložiska pro uklidnění oleje nebo samozvyky, jedna z nejstarších aplikací práškové metalurgie, ve které se propojená poréznost v slinované struktuře používá k obsahu mazacího oleje.
4. Produkty s vynikajícími vlastnostmi
V určitých specifických aplikacích mohou procesy metalurgie prášku často produkovat vynikající vlastnosti prostřednictvím vynikající kontroly mikrostruktury, na rozdíl od konvenčních odlitků nebo kování procesů. Dobré příklady takových aplikací jsou:
Magnetické materiály
Téměř všechny tvrdé (permanentní) magnety a asi 30% měkkých magnetů jsou zpracovány z suroviny.
Vysokorychlostní ocel
Materiály zpracované práškové metalurgií mají jemnější a kontrolovanější mikrostrukturu než kované produkty s vyšší houževnatostí a řezným výkonem.
High-teplotní slitiny na bázi niklu nebo kobaltu
V aplikacích Aerospace Engine, kde se procesy metalurgie na bázi kobaltu nebo kobaltu používají nebo kobaltové, se mohou poskytnout rozsah kompozice a kontrolu mikrostruktury, které nelze běžně dosáhnout, čímž se zvyšuje provozní teploty a výkon.
Omezení metalurgie prášku
Přestože má prášková metalurgie různé výhody, v jeho aplikaci stále existují určitá omezení. Hlavní body jsou následující:
1. Velikost a hmotnost dílu je omezená:
Prášková metalurgie vyžaduje lisovací proces, který bude používat lis. Proto je omezena současnou tonáž na lisování a velikost nelze vyrobit velmi velká, obecně nejvýše kolem 250 mm. Kromě toho je kvůli omezené tekutosti kovového prášku stále obtížné produkovat díly vážící více než 20 kg pomocí procesu metalurgie prášku.
2. Není vhodné pro aplikace dopadu a dynamického zatížení
Vzhledem k tomu, že hustota metalurgických částí prášku je obvykle nízká, jejich síla a houževnatost nejsou tak dobrá jako kované nebo obrobené části. Póry po zhutnění a slinování prášku ovlivní také mechanické vlastnosti materiálu. Díky tomu jsou díly metalurgie prášku méně vhodné pro aplikace s vysokým stresem a vysokým napětím, jako je dopad a vysoké dynamické zatížení.
3. vyšší náklady na vybavení a plísně
Proces metalurgie prášku určuje, že musí používat speciální formy a vybavení a náklady jsou relativně vysoké. V malé produkci šarží není ekonomická, takže prášková metalurgie je obvykle vhodná pro rozsáhlou produkci.(文章来源: Imechanika 机械)
