Pulverveida metalurģija, kā norāda nosaukums, ir apstrādes metode, kas kā izejvielu izmanto metāla pulveri, un tā tiek nospiesta un saķepināta, lai izgatavotu dažādus produktus. Tas nav jauns process un tehnoloģija, un to var izsekot pat senajā Ēģiptē. Tomēr šodienas tiekšanās pēc ilgtspējīgas attīstības un zaļās attīstības tā ir atbilstoša laika attīstībai un arvien vairāk tiek izmantota. Šodien apskatīsim šo ražošanas metodi, kas var sniegt jaunu iespēju ikviena detaļu ražošanas metodei.
Apstrādāt
Pulverveida metalurģija ir līdzīga kalšanai vai liešanai, bet atšķirība ir tāda, ka tās izejviela ir metāla pulveris (parasti dzelzs, tērauds, varš utt.). Izejvielu pulveris tiek nospiests istabas temperatūrā (sildīts īpašos gadījumos), izmantojot sarežģītas veidnes. Presētās sagataves lielums ir tuvu gatavajam produktam, taču tā mehāniskās īpašības joprojām ir nestabilas. Lai to vēl vairāk nostiprinātu, tas tiek saķepināts temperatūrā, kas atrodas tuvu, bet nedaudz zemāka par izmantotā metāla kušanas temperatūru. Šajā laikā mainīsies produkta mikrostruktūra, un tiks iegūta sastāvdaļa ar precīziem izmēriem un augstu izturību.
Vispārīgi runājot, daļas, kas iegūtas ar pulvera metalurģiju, var tieši izmantot, bet tās var arī apstrādāt sekundārai pārstrādei pēc vajadzības, piemēram, apdare, termiskās apstrādes, galvanizācijas vai pārklājuma, nošauta peings utt., Lai uzlabotu vai uzlabotu toleranci, blīvumu, stiprību, formu, korozijas izturību un citas detaļas.
Pulvera metalurģijas priekšrocības
Salīdzinot ar citām ražošanas tehnoloģijām, pulvera metalurģija gandrīz bez materiāliem atkritumiem rada, materiāla izmantošanas ātrums pārsniedz 97%, un tas var tieši veidot sarežģītas ģeometriskas formas un uzturēt stingras dimensiju tolerances kontroli neķītrinātiem produktiem, kas var samazināt vai pat pilnībā novērst apstrādes operācijas tradicionālajos ražošanas procesos. Tāpēc mēs to saucam par zaļo ražošanas tehnoloģiju.
Papildus ietaupījumiem, ko rada šie procesi, pulvera metalurģijai ir sava unikalitāte. Tas izmanto savas izejvielu kā pulvera priekšrocības, lai sasniegtu dažas kontroles, kuras ir grūti vai neiespējami sasniegt tradicionālajā apstrādē, piemēram, ķīmiskās sastāva kombināciju attiecību kontroli, mikrostruktūras kontroli un porainības kontroli.
Izmantosim dažus īpašus produktu piemērus, lai uzlabotu ikviena izpratni.
1. Apvienojiet materiālus, kurus nevar izšķīdināt kopā
Pulverveida metalurģija ļauj apstrādāt materiālu kombinācijas, kuras parasti uzskata par nesaderīgām intīmā jauktā formā. Pierādīti šādu pulvera metalurģijas pielietojumu piemēri ir:
Berzes materiāli bremžu oderējumiem un sajūga sejām, kur nav metālisku materiālu klāsts
(Izmanto nodiluma pretestības vai kontroles berzes līmeņa noteikšanai) ir iestrādāti vara vai dzelzs matricā.
Cementēti karbīdibieži izmanto instrumentu griešanai, instrumentu veidošanai vai abrazīviem. Tajos ietilpst cietā fāze, kas savienota ar metālu, mikrostruktūru, ko var ražot tikai ar šķidras fāzes saķepināšanu temperatūrā virs saistvielas kušanas temperatūras. Volframa karbīda, kas savienots ar kobaltu, ir galvenais šī materiāla piemērs, taču var izmantot arī citus cementētus karbīdus, ieskaitot virkni citu karbīdu, nitrīdu, oglekļa vai oksīdus, un kā arī kobaltu var izmantot kā saistvielas (ni, ni-cr, niķeļa kobaltu utt.).
Dimanta griešanas instrumentu materiālikur smalks dimanta smiltis ir vienmērīgi izkliedēts metāla matricā. Atkal šķidrās fāzes saķepināšana tiek izmantota šo materiālu apstrādē.Elektriskie kontakta materiāli, piemēram, vara/volframa, sudraba/kadmija oksīds.
2. Materiālu apstrāde ar ļoti augstiem kausēšanas punktiem
Pulvera metalurģijas tehnoloģija var apstrādāt materiālus ar ļoti augstiem kausēšanas punktiem, ieskaitot ugunsizturīgus metālus, piemēram, volframu, molibdēnu un tantalumu. Šādus metālus ir grūti ražot, izkausējot un liešanā, un tie parasti ir ļoti trausli. Volframa sagatavju ražošana bija viens no pulvera metalurģijas agrīnajiem pielietojumiem, ko vēlāk izmantoja, lai vilktu vadus kvēlspuldzēm.
3. Produkti ar kontrolētu porainību
Pulvera metalurģijas tehnoloģija var ražot produktus ar kontrolētu strukturālu porainību. Sazgerētie filtra elementi ir šādas pielietojuma piemērs. Vēl viens būtisks piemērs ir eļļas aizturēšana vai pašaizliedzošie gultņi, kas ir viens no vecākajiem pulvera metalurģijas pielietojumiem, kurā smērvielas eļļas saturēšanai izmanto savstarpēji savienoto porainību saķepinātajā struktūrā.
4. Produkti ar augstākām īpašībām
Dažos īpašos pielietojumos pulvera metalurģijas procesi bieži var radīt augstākas īpašības, izcili kontrolējot mikrostruktūru, nevis parastajiem liešanas vai kalšanas procesiem. Labi šādu lietojumprogrammu piemēri ir:
Magnētiskie materiāli
Gandrīz visi cietie (pastāvīgie) magnēti un apmēram 30% mīksto magnētu tiek apstrādāti no pulvera izejvielām.
Ātrgaitas tērauds
Pulverveida metalurģijas apstrādātajiem materiāliem ir smalkāka un kontrolētāka mikrostruktūra nekā viltotiem produktiem ar augstāku izturību un griešanas veiktspēju.
Niķeļa vai kobalta bāzes augsta temperatūras sakausējumi
Niķeļa vai kobalta bāzes superaloys tiek izmantoti aviācijas un kosmosa motora lietojumos, kur pulvera metalurģijas procesi var nodrošināt kompozīcijas diapazonu un mikrostruktūras kontroli, ko nevar sasniegt parasti, tādējādi palielinot darbības temperatūru un veiktspēju.
Pulvera metalurģijas ierobežojumi
Lai arī pulvera metalurģijai ir dažādas priekšrocības, tās pielietojumā joprojām ir daži ierobežojumi. Galvenie punkti ir šādi:
1. Daļas lielums un svars ir ierobežoti:
Pulverim metalurģijai ir nepieciešams presēšanas process, kas izmantos presi. Tāpēc to ierobežo pašreizējā preses tonnāža, un izmēru nevar padarīt ļoti lielu, parasti ap 250 mm. Turklāt, ņemot vērā ierobežoto metāla pulvera šķidrumu, joprojām ir grūti ražot detaļas, kuru sver vairāk nekā 20 kg, izmantojot pulvera metalurģijas procesu.
2. Nav piemērots trieciena un dinamiskas slodzes lietojumprogrammām
Tā kā pulvera metalurģijas daļu blīvums parasti ir zems, to izturība un izturība nav tik laba kā kaltētas vai apstrādātas detaļas. Poras pēc pulvera sablīvēšanās un saķepināšanas ietekmēs arī materiāla mehāniskās īpašības. Tas padara pulvera metalurģijas daļas mazāk piemērotas lielam stresam un augsta celma pielietojumam, piemēram, triecienam un augstām dinamiskām slodzēm.
3. Augstākas aprīkojuma un pelējuma izmaksas
Pulvera metalurģijas process nosaka, ka tai jāizmanto īpašas veidnes un aprīkojums, un izmaksas ir salīdzinoši augstas. Tas nav ekonomisks mazās partijas ražošanā, tāpēc pulvera metalurģija parasti ir piemērota liela mēroga ražošanai.(文章来源: iMechanics 机械)
