Metalurgija v prahu, kot že ime pove, je metoda obdelave, ki uporablja kovinski prah kot surovino in je stisnjen in sintra za izdelavo različnih izdelkov. To ni nov proces in tehnologija in jo je mogoče celo zaslediti v starodavni Egipt. Vendar je v današnjem prizadevanju za trajnostni razvoj in zeleni razvoj v skladu z razvojem časov in se vedno bolj uporablja. Danes si oglejmo ta način izdelave, ki lahko zagotovi novo možnost za način izdelave vseh delov.
Proces
Metalurgija v prahu je podobna kovancu ali vlivanju, razlika pa je v tem, da je njegov surovina kovinski prah (običajno železo, jeklo, baker itd.). Surovine v prahu se stisnejo pri sobni temperaturi (segrejejo v posebnih primerih) z uporabo zapletenih kalupov. Velikost stisnjenega obdelovanja je blizu končnega izdelka, vendar so njegove mehanske lastnosti še vedno nestabilne. Da bi ga še okrepili, se nato sintrajo pri temperaturi, ki je blizu, vendar nekoliko nižja od tališča uporabljene kovine. Trenutno se bo spremenila mikrostruktura izdelka in dobila bo komponento z natančnimi dimenzijami in visoko trdnostjo.
Na splošno lahko dele, ki jih dobimo s prašno metalurgijo, lahko uporabimo neposredno, vendar jih lahko po potrebi obdelamo tudi za sekundarno obdelavo, kot so zaključna obdelava, toplotna obdelava, galvaniranje ali prevleka, odstranjevanje strelov itd., Da se poveča ali izboljša toleranco, gostoto, moč, obliko korozije in druge lastnosti delov.
Prednosti metalurgije v prahu
V primerjavi z drugimi proizvodnimi tehnologijami metalurgija v prahu skoraj brez materialnih odpadkov, stopnja uporabe materiala presega 97%in lahko neposredno tvori zapletene geometrijske oblike in vzdržuje tesen nadzor dimenzijske tolerance v sintranih izdelkih, kar lahko zmanjša ali celo popolnoma odpravi procese predelave v tradicionalnih proizvodnih procesih. Zato mu pravimo zelena proizvodna tehnologija.
Poleg prihrankov, ki jih prinašajo ti procesi, ima praškasta metalurgija svojo edinstvenost. Prednost svojih surovin uporablja kot praška za doseganje nekaterih kontrol, ki jih je pri tradicionalni obdelavi težko ali nemogoče doseči, kot so nadzor razmerja kombinacij kemične sestave, nadzor mikrostrukture in nadzor poroznosti.
Za izboljšanje razumevanja vseh uporabimo nekaj posebnih primerov izdelkov.
1. Združite materiale, ki jih ni mogoče razpustiti skupaj
Metalurgija v prahu omogoča obdelavo materialnih kombinacij, ki običajno veljajo za nezdružljive v intimni mešani obliki. Dokazani primeri takšnih aplikacij za metalurgijo v prahu vključujejo:
Trebni materiali za zavorne obloge in obraze sklopke, kjer je vrsta nevičnih materialov
(Uporablja se za dajanje odpornosti proti obrabi ali ravni trenja) so vgrajene v matrico bakra ali železa.
Cementirani karbidise pogosto uporabljajo za rezanje orodij, oblikovanje orodij ali abrazivov. Vključujejo trdo fazo, vezano na kovino, mikrostrukturo, ki jo je mogoče proizvesti le s sintranjem tekočine pri temperaturi nad tališčem veziva. Volframovi karbid, vezan na kobalt, je glavni primer tega materiala, vendar lahko uporabimo tudi druge cementirane karbide, vključno z vrsto drugih karbidov, nitridov, karbonitridov ali oksidov, poleg kobalta pa se lahko uporabijo kot vezive (NI, Ni-CR, nikelj kobalt itd.).
Orodni materiali za rezanje diamantovkjer se v kovinski matriki enakomerno razprši fini diamantni zrnja. Spet se pri obdelavi teh materialov uporablja tekoča fazna sintranja.Električni kontaktni materiali, kot so baker/volfram, srebrni/kadmijev oksid.
2. Obdelava materialov z zelo visokimi talnimi točkami
Tehnologija metalurgije v prahu lahko obdeluje materiale z zelo visokimi talnimi točkami, vključno z ognjevzdržnimi kovinami, kot so volfram, molibden in tantalum. Takšne kovine je težko proizvajati z taljenjem in vlivanjem in so na splošno zelo krhke v litem stanju. Proizvodnja volframovih gredic je bila ena od zgodnjih aplikacij praškaste metalurgije, ki je bila pozneje uporabljena za risanje žic za žarnice z žarilnimi žarnicami.
3. Izdelki z nadzorovano poroznostjo
Tehnologija metalurgije v prahu lahko proizvaja izdelke z nadzorovano strukturno poroznostjo. Sintralni filtrirni elementi so primer takšne aplikacije. Drug pomemben primer je ležaji za olje ali samovšečni ležaji, ena najstarejših aplikacij praškaste metalurgije, v kateri se medsebojno povezana poroznost v sintrani strukturi uporablja za vsebovanje mazalnega olja.
4. Izdelki z vrhunskimi lastnostmi
V določenih posebnih aplikacijah lahko procesi metalurgije v prahu pogosto proizvajajo vrhunske lastnosti z odličnim nadzorom mikrostrukture, v nasprotju z običajnimi postopki vlivanja ali kovanja. Dobri primeri takšnih aplikacij so:
Magnetni materiali
Skoraj vsi trdi (trajni) magneti in približno 30% mehkih magnetov se predelajo iz surovine v prahu.
Hitro jeklo
Materiali, predelani s prahom metalurgije, imajo lepšo in bolj nadzorovano mikrostrukturo kot ponarejeni izdelki z večjo žilavostjo in zmogljivostjo rezanja.
Zlitine visokotemperaturnih zlitin na osnovi niklja ali kobalta
SuperAlloys na osnovi niklja ali kobalta se uporabljajo v aplikacijah za vesoljske motorje, kjer lahko procesi metalurgije v prahu zagotavljajo območje sestave in nadzor mikrostrukture, ki ga ni mogoče doseči običajno, s čimer se povečajo temperature delovanja in zmogljivosti.
Omejitve metalurgije v prahu
Čeprav ima metalurgija v prahu različne prednosti, je v njegovi uporabi še vedno nekaj omejitev. Glavne točke so naslednje:
1. velikost in teža dela sta omejena:
Metalurgija v prahu zahteva stiskalni postopek, ki bo uporabil stiskalnico. Zato je omejena s tonažo trenutne stiskalnice in velikosti ni mogoče narediti zelo velike, na splošno približno 250 mm. Poleg tega je zaradi omejene pretočnosti kovinskega prahu še vedno težko izdelati dele, ki tehtajo več kot 20 kg s postopkom metalurgije v prahu.
2. Ni primerno za udarne in dinamične aplikacije za obremenitev
Ker je gostota metalurgijskih delov v prahu običajno nizka, njihova moč in žilavost nista tako dobra kot ponarejeni ali obdelani deli. Pore po stiskanju praška in sintranja bodo vplivale tudi na mehanske lastnosti materiala. Zaradi tega so deli metalurgije v prahu manj primerni za visoke stresne in visoke uporabe, kot so udarci in visoke dinamične obremenitve.
3. Stroški višje opreme in plesni
Postopek metalurgije v prahu določa, da mora uporabljati posebne kalupe in opremo, stroški pa so relativno visoki. V majhni paketni proizvodnji ni ekonomičen, zato je metalurgija v prahu običajno primerna za obsežno proizvodnjo.(文章来源: Imehanika 机械)
