Poedermetallurgie, zoals de naam al aangeeft, is een verwerkingsmethode die metaalpoeder als grondstof gebruikt en wordt geperst en gesinterd om verschillende producten te maken. Dit is geen nieuw proces en technologie en kan zelfs worden herleid tot het oude Egypte. Bij het nastreven van duurzame ontwikkeling en groene ontwikkeling is het echter in lijn met de ontwikkeling van de tijd en is het steeds vaker gebruikt. Laten we vandaag eens kijken naar deze productiemethode, die een nieuwe optie kan bieden voor de productiemethode van iedereen onderdelen.
PROCES
Poedermetallurgie is vergelijkbaar met smeden of gieten, maar het verschil is dat de grondstof ervan metaalpoeder is (gewoonlijk ijzer, staal, koper, enz.). De grondstoffen in poedervorm worden op kamertemperatuur geperst (verwarmd in speciale gevallen) met behulp van complexe mallen. De grootte van het geperste werkstuk ligt dicht bij het eindproduct, maar de mechanische eigenschappen zijn nog steeds onstabiel. Om het verder te versterken, wordt het vervolgens gesinterd bij een temperatuur dichtbij maar iets lager dan het smeltpunt van het gebruikte metaal. Op dit moment zal de microstructuur van het product veranderen en zal een component met precieze dimensies en hoge sterkte worden verkregen.
Over het algemeen kunnen de onderdelen verkregen door poedermetallurgie direct worden gebruikt, maar ze kunnen ook worden verwerkt voor secundaire verwerking indien nodig, zoals afwerking, warmtebehandeling, elektropanisatie of coating, shot pening, enz., Om de tolerantie, dichtheid, sterkte, vorm, corrosieresistentie en andere eigenschappen van de onderdelen te verbeteren of te verbeteren.
Voordelen van poeder metallurgie
In vergelijking met andere productietechnologieën produceert poedermetallurgie bijna geen materieel afval, het materiaalgebruikssnelheid overschrijdt 97%en kan direct complexe geometrische vormen vormen en een strakke dimensionale tolerantiebeheersing in gesinterde producten behouden, die de verwerkingsactiviteiten in traditionele productieprocessen kunnen verminderen of zelfs volledig kunnen elimineren. Daarom noemen we het groene productietechnologie.
Naast de besparingen van deze processen heeft Powder Metallurgy zijn eigen uniekheid. Het gebruikt het voordeel van zijn grondstoffen als poeders om enkele bedieningselementen te bereiken die moeilijk of onmogelijk te bereiken zijn bij de traditionele verwerking, zoals de verhoudingscontrole van combinaties van chemische samenstelling, de controle van de microstructuur en de controle van de porositeit.
Laten we enkele specifieke productvoorbeelden gebruiken om het begrip van iedereen te verbeteren.
1. Combineer materialen die niet samen kunnen worden opgelost
Poedermetallurgie maakt het verwerken van materiaalcombinaties mogelijk die meestal worden beschouwd als onverenigbaar in een intieme gemengde vorm. Bewezen voorbeelden van dergelijke poedermetallurgie -toepassingen zijn onder meer:
Wrijvingsmaterialen voor rembekledingen en koppelingsgezichten waar een reeks niet-metalen materialen
(gebruikt om slijtvastheid of controlewrijvingsniveaus te geven) zijn ingebed in een koper- of ijzermatrix.
Gecementeerde carbidenworden vaak gebruikt voor het snijden van gereedschappen, het vormen van gereedschappen of schuurmiddelen. Ze omvatten een harde fase die is gebonden aan een metaal, een microstructuur die alleen kan worden geproduceerd door vloeibare fase die sinteert bij een temperatuur boven het smeltpunt van het bindmiddel. Tungsten carbide gebonden aan kobalt is het belangrijkste voorbeeld van dit materiaal, maar andere gecementeerde carbiden waaronder een reeks andere carbiden, nitriden, carbonitriden of oxiden kunnen ook worden gebruikt, en andere metalen naast kobalt kunnen worden gebruikt als binders (Ni, Ni-Cr, Nickel Cobalt, enz.).
Diamant snijgereedschapsmaterialenwaar fijne diamanten gruis gelijkmatig wordt verspreid in een metalen matrix. Nogmaals, vloeibare fase sinteren wordt gebruikt bij de verwerking van deze materialen.Elektrisch contactmaterialen zoals koper/wolfraam, zilver/cadmiumoxide.
2. Verwerking van materialen met zeer hoge smeltpunten
Poeder metallurgie -technologie kan materialen verwerken met zeer hoge smeltpunten, waaronder refractaire metalen zoals wolfraam, molybdeen en tantalum. Dergelijke metalen zijn moeilijk te produceren door te smelten en te gieten, en zijn over het algemeen erg bros in de cast -toestand. De productie van wolfraambillets was een van de vroege toepassingen van poedermetallurgie, die vervolgens werd gebruikt om draden te tekenen voor gloeilampen.
3. Producten met gecontroleerde porositeit
Poeder metallurgie -technologie kan producten produceren met gecontroleerde structurele porositeit. Gesinterde filterelementen zijn een voorbeeld van een dergelijke toepassing. Een ander belangrijk voorbeeld is olie-beslaggevende of zelf-verknopingslagers, een van de oudste toepassingen van poedermetallurgie, waarin de onderling verbonden porositeit in de gesinterde structuur wordt gebruikt om de smeerolie te bevatten.
4. Producten met superieure eigenschappen
In bepaalde specifieke toepassingen kunnen poedermetallurgieprocessen vaak superieure eigenschappen produceren door uitstekende controle van de microstructuur, in tegenstelling tot conventionele giet- of smeedprocessen. Goede voorbeelden van dergelijke toepassingen zijn:
Magnetische materialen
Bijna alle harde (permanente) magneten en ongeveer 30% van de zachte magneten worden verwerkt van poederinvoer.
High-speed staal
Bewerkte materialen met poedermetallurgie hebben een fijnere en meer gecontroleerde microstructuur dan gesmede producten, met een hogere taaiheid en snijprestaties.
Nikkel of op kobalt gebaseerde legeringen op hoge temperatuur
Op nikkel gebaseerde of op kobalt gebaseerde superalys worden gebruikt in toepassingen op het gebied van ruimtevaartmotor, waar poedermetallurgieprocessen een samenstellingsbereik en microstructuurregeling kunnen bieden die niet conventioneel kan worden bereikt, waardoor de bedrijfstemperaturen en prestaties worden verhoogd.
Beperkingen van poedermetallurgie
Hoewel poedermetallurgie verschillende voordelen heeft, zijn er nog enkele beperkingen in de toepassing ervan. De belangrijkste punten zijn als volgt:
1. Onderdeelgrootte en gewicht zijn beperkt:
Poedermetallurgie vereist een persproces, dat een pers gebruikt. Daarom wordt het beperkt door de huidige perstonnage en de grootte kan niet erg groot worden gemaakt, meestal ongeveer 250 mm. Vanwege de beperkte vloeibaarheid van metaalpoeder is het bovendien nog steeds moeilijk om onderdelen te produceren die meer dan 20 kg wegen met behulp van het poedermetallurgieproces.
2. Niet geschikt voor impact en dynamische laadtoepassingen
Omdat de dichtheid van poedermetallurgie -onderdelen meestal laag is, zijn hun sterkte en taaiheid niet zo goed als gesmede of bewerkte onderdelen. De poriën na poederverdichting en sintering zullen ook de mechanische eigenschappen van het materiaal beïnvloeden. Dit maakt poedermetallurgieonderdelen minder geschikt voor hoge spanning en hoge spanningstoepassingen zoals impact en hoge dynamische belastingen.
3. Hogere apparatuur en schimmelkosten
Het proces van poedermetallurgie bepaalt dat het speciale mallen en apparatuur moet gebruiken, en de kosten zijn relatief hoog. Het is niet economisch in de productie van kleine batch, dus poedermetallurgie is meestal geschikt voor grootschalige productie.(文章来源: iMechanics 机械)
