אבקת מטלורגיה, כפי שהשם מרמז, היא שיטת עיבוד המשתמשת באבקת מתכת כחומר גלם, והיא נלחצת ומסובכת לייצור מוצרים שונים. זה לא תהליך וטכנולוגיה חדשים, ואף ניתן לעקוב אחריו במצרים העתיקה. עם זאת, במרדף של ימינו לפיתוח בר -קיימא ופיתוח ירוק, הוא תואם את התפתחות התקופה ונעשה שימוש יותר ויותר. כיום, בואו נסתכל על שיטת ייצור זו, שעשויה לספק אפשרות חדשה לשיטת ייצור החלקים של כולם.
תַהֲלִיך
מתכות אבקה דומה לזיוף או יציקה, אך ההבדל הוא שחומר הגלם שלה הוא אבקת מתכת (בדרך כלל ברזל, פלדה, נחושת וכו '). חומרי הגלם האבקה נלחצים בטמפרטורת החדר (מחוממים במקרים מיוחדים) באמצעות תבניות מורכבות. גודל חומר העבודה הלחץ קרוב למוצר המוגמר, אך תכונותיו המכניות עדיין אינן יציבות. על מנת לחזק אותו עוד יותר, הוא סינון בטמפרטורה קרובה אך מעט נמוכה מנקודת ההיתוך של המתכת המשמשת. בשלב זה, מיקרו -מבנה של המוצר ישתנה, ויתקבל רכיב עם מידות מדויקות וחוזק גבוה.
באופן כללי, ניתן להשתמש ישירות בחלקים המתקבלים על ידי אבקת מטלורגיה ישירות, אך ניתן לעבד אותם גם לעיבוד משני לפי הצורך, כמו גימור, טיפול בחום, אלקטרופלציה או ציפוי, נקייה וכו ', כדי לשפר או לשפר את הסובלנות, הצפיפות, החוזק, הצורה, עמידות בפני קורוזיה ותכונות אחרות של החלקים.
יתרונות של אבקת מטלורגיה
בהשוואה לטכנולוגיות ייצור אחרות, Metallurgy אבקה מייצרת כמעט שום פסולת חומרית, שיעור השימוש בחומרים עולה על 97%, והוא יכול ליצור ישירות צורות גיאומטריות מורכבות ולשמור על בקרת סובלנות ממדית הדוקה במוצרים סינטורים, שיכולים להפחית או אפילו לחסל את פעולות העיבוד לחלוטין בתהליכי ייצור מסורתיים. זו הסיבה שאנו קוראים לזה טכנולוגיית ייצור ירוקה.
בנוסף לחיסכון שהובאו על ידי תהליכים אלה, אבקת מטלורגיה היא בעלת ייחודיות משלה. היא משתמשת ביתרון של חומרי הגלם שלה כאבקות כדי להשיג בקרות מסוימות שקשה או בלתי אפשרי להשיג בעיבוד מסורתי, כמו בקרת היחס בשילובי הרכב כימי, שליטת מיקרו -מבנה ושליטה על נקבוביות.
בואו נשתמש בכמה דוגמאות מוצר ספציפיות כדי לשפר את ההבנה של כולם.
1. שילב חומרים שלא ניתן להמיס יחד
מתכות אבקה מאפשרת עיבוד של שילובי חומרים הנחשבים בדרך כלל כלא תואמים בצורה מעורבת אינטימית. דוגמאות מוכחות ליישומי אבקת מטלורגיה כאלה כוללות:
חומרי חיכוך לחיזורי בלמים ופני מצמד היכן מגוון חומרים לא מתכתיים
(משמשת להקניית עמידות בלאי או רמות חיכוך שליטה) משובצות במטריקס נחושת או ברזל.
קרבידס מלטיםמשמשים לרוב לחיתוך כלים, ליצירת כלים או שוחקים. הם כוללים שלב קשה הקשור למתכת, מיקרו -מבנה שניתן לייצר רק על ידי סינון שלב נוזלי בטמפרטורה מעל נקודת ההיתוך של הקלסר. טונגסטן קרביד המקושרת לקובלט היא הדוגמה העיקרית לחומר זה, אך ניתן להשתמש גם בקרבידים מלטים אחרים הכוללים מגוון של קרבידים אחרים, ניטרידים, פחמן או תחמוצות, ומתכות אחרות מלבד קובלט יכול לשמש כקלסרים (NI, Ni-Cr, ניקל קובלט וכו ').
חומרי כלי חיתוך יהלומיםכאשר חצץ יהלום עדין מפוזר באופן שווה במטריקס מתכת. שוב, סינון שלב נוזלי משמש בעיבוד חומרים אלה.חומרי מגע חשמליים כמו נחושת/טונגסטן, תחמוצת כסף/קדמיום.
2. עיבוד חומרים עם נקודות התכה גבוהות מאוד
טכנולוגיית מתכות אבקה יכולה לעבד חומרים עם נקודות התכה גבוהות מאוד, כולל מתכות עקשן כמו טונגסטן, מוליבדן וטנטלום. מתכות כאלה קשות לייצור על ידי התכה ויציקה, ובדרך כלל הן שבירות מאוד במצב הצוות. הייצור של בילט טונגסטן היה אחד היישומים המוקדמים של מתכות אבקה, ששימשה לאחר מכן לצייר חוטים למנורות ליבון.
3. מוצרים עם נקבוביות מבוקרת
טכנולוגיית אבקת מטלורגיה יכולה לייצר מוצרים עם נקבוביות מבנית מבוקרת. אלמנטים של סינון סינון הם דוגמא ליישום כזה. דוגמא עיקרית נוספת היא מיסבים שומרים על שמן או סיכה עצמית, אחד היישומים העתיקים ביותר של מתכות אבקה, בהם משתמשים נקבוביות המחוברת במבנה הסינטר כדי להכיל את השמן השמן.
4 מוצרים עם נכסים מעולים
ביישומים ספציפיים מסוימים, תהליכי מטלורגיה של אבקה יכולים לרוב לייצר תכונות מעולות באמצעות שליטה מצוינת במבנה המיקרו, לעומת תהליכי יציקה או זיוף קונבנציונליים. דוגמאות טובות ליישומים כאלה הן:
חומרים מגנטיים
כמעט כל המגנטים הקשים (הקבועים) וכ- 30% מהמגנטים הרכים מעובדים ממזון אבקה.
פלדה במהירות גבוהה
לחומרים מעובדים של אבקת מתכות יש מיקרו -מבנה עדין ומבוקר יותר מאשר מוצרים מזויפים, עם קשיחות גבוהה יותר וביצועי חיתוך.
סגסוגות בטמפרטורה גבוהה של ניקל או קובלט
סגסוגות-על מבוססות ניקל או מבוסס קובלט משמשות ביישומי מנועי חלל, שבהם תהליכי מתכות אבקה יכולים לספק טווח קומפוזיציה ובקרת מיקרו-מבנים שלא ניתן להשיג באופן קונבנציונאלי, ובכך להגדיל את טמפרטורות התפעול והביצועים.
מגבלות של מטלורגיה של אבקה
למרות שמטאלורגיה של אבקה יש יתרונות שונים, עדיין יש מגבלות מסוימות ביישום שלה. הנקודות העיקריות הן כדלקמן:
1. גודל החלק והמשקל מוגבלים:
אבקת מטלורגיה דורשת תהליך לחיצה, אשר ישתמש בעיתונות. לכן הוא מוגבל על ידי טונוס העיתונות הנוכחי, ולא ניתן להפוך את הגודל לגדול מאוד, בדרך כלל בסביבות 250 מ"מ לכל היותר. בנוסף, בשל נזילות מוגבלת של אבקת מתכת, עדיין קשה לייצר חלקים במשקל של יותר מ 20 ק"ג באמצעות תהליך המתכות של אבקה.
2. לא מתאים ליישומי עומס דינאמי
מכיוון שצפיפות חלקי המטלורגיה של אבקה בדרך כלל נמוכה, כוחם וקשיחותם אינם טובים כמו חלקים מזויפים או במכונה. הנקבוביות לאחר דחיסת אבקה וסינון ישפיעו גם על התכונות המכניות של החומר. זה הופך את חלקי המתכות של אבקה פחות מתאימים למתח גבוה ויישומי מתח גבוה כמו השפעה ועומסים דינמיים גבוהים.
3. עלויות ציוד ועובש גבוהות יותר
התהליך של אבקת מטלורגיה קובע כי עליה להשתמש בתבניות וציוד מיוחדות, והעלות גבוהה יחסית. זה לא חסכוני בייצור אצווה קטן, ולכן מתכות אבקה מתאימה בדרך כלל לייצור בקנה מידה גדול.(文章来源: iMechanics 机械)
