Что такое порошковая металлургия? - Определение и процесс

Что такое порошковая металлургия?

Порошковая металлургия — это термин, охватывающий широкий спектр способов изготовления материалов или компонентов из металлических порошков. Этот процесс позволяет избежать или значительно сократить необходимость использования процессов удаления металла, тем самым резко снижая потери при производстве и часто приводя к снижению затрат.

Порошковая металлургия — это процесс формовки металлов, при котором прессованные металлические порошки нагревают чуть ниже их температуры плавления. Хотя этому процессу уже более 100 лет, за последнюю четверть века он получил широкое признание как превосходный метод изготовления высококачественных деталей для различных важных областей применения.

Этот успех обусловлен, среди прочего, преимуществами, которые этот процесс предлагает по сравнению с другими формовочными технологиями, такими как ковка и литье металлов, преимуществами в использовании материалов, сложностью формы и контролем формы вблизи сети. форма. Это, в свою очередь, способствует устойчивому развитию и делает порошковую металлургию признанной экологичной технологией.

Процесс порошковой металлургии

Эти производственные технологии обычно включают все или большинство из следующих этапов процесса:

• Производство металлического порошка
• Смешивание и смешивание
• Уплотнение и придание формы порошку
• Спекание прессовки для повышения целостности и прочности.

Иногда этот процесс завершается некоторыми вторичными операциями, такими как калибровка, чеканка, инфильтрация, горячая ковка и т. д.

1. Производство порошка

Почти все железные порошки для производства компонентов БДМ производятся либо с использованием процесса губчатого железа, либо путем распыления воды. Порошки цветных металлов, используемые для других применений ПМ, могут быть получены с помощью ряда процессов.

2. Смешивание порошков

Часто это может включать введение добавок к сплаву в виде элементарного порошка или введение смазки для прессования.

3. Формирование смешанного порошка в компактный

Преобладающий процесс консолидации включает в себя запрессовку жесткого набора инструментов, который включает матрицу, пуансоны и, возможно, оправки или стержни. Однако есть несколько других процессов консолидации, которые используются в нишевых приложениях.

4. Спекание прессовки для повышения целостности и прочности

Эта стадия процесса включает нагревание материала, обычно в защитной атмосфере, до температуры, которая ниже точки плавления основного компонента.

В некоторых случаях второстепенный компонент может образовывать жидкую фазу при температуре спекания; такие случаи описываются как спекание в жидкой фазе. Механизмы, участвующие в спекании твердой и жидкой фаз, кратко обсуждаются в следующем разделе.

5. Дополнительные операции

Применение процессов отделки к спеченной детали. В порошковой металлургии такие процессы часто называют «вторичными операциями».

Преимущества процесса порошковой металлургии

• Сводит к минимуму механическую обработку, производя детали с размерами, близкими к окончательным.
• Сводит к минимуму потери брака за счет использования более 97 % исходного материала в готовой детали.
• Допускает различные системы сплавов.
• Обеспечивает хорошее качество поверхности.
• Предоставляет материалы, которые можно подвергать термообработке для повышения прочности или износостойкости.
• Обеспечивает контролируемую пористость для самосмазывания или фильтрации.
• Облегчает создание сложных или уникальных форм, которые были бы непрактичны или невозможны при использовании других процессов металлообработки.
• Подходит для производства компонентов среднего и большого объема.
• Обеспечивает долговременную надежность работы критически важных приложений.

Часто задаваемые вопросы.

Что понимается под порошковой металлургией?

Порошковая металлургия – это процесс формирования металлов путем нагревания спрессованных металлических порошков почти до точки плавления.

Каков принцип порошковой металлургии?

Порошковая металлургия — это высокоразвитый метод изготовления надежных сетчатых компонентов путем смешивания элементарных или предварительно легированных порошков вместе, уплотнения этой смеси в форме и спекания или нагревания прессованной детали в контролируемой атмосфере печи для связывания частиц.

Где применяется порошковая металлургия?

Подшипники и различные детали зубчатых передач являются примерами применения порошковой металлургии в самодельных электроинструментах и ​​бытовой технике. Металлографитовые угольные щетки также широко используются в электродвигателях и генераторах бытовой техники, автомобилей и электроинструментов.

Каковы преимущества порошковой металлургии?

Преимущества процесса порошковой металлургии

• Сводит к минимуму механическую обработку, производя детали с окончательными размерами или близкими к ним.
• Сводит к минимуму потери брака, обычно используя более 97% исходного сырья в готовой детали.
• Допускает широкий спектр систем сплавов.
• Обеспечивает хорошее качество поверхности.

Какие порошки используются в порошковой металлургии?

Металлические порошки, обычно используемые в производстве продуктов:

• Алюминиевый порошок.
• Порошок висмута.
• Порошок оксида кадмия.
• Гранулированная медь.
• Железный порошок.
• Марганцевый порошок.
• Порошок никеля.
• Красный и черный оксид меди.

Что такое порошковая металлургия в керамике?

Базовый метод порошковой металлургии (ПМ) для изготовления керамических и металлических деталей включает четыре этапа:изготовление порошков из металлов или керамики, смешивание или смешивание, прессование или уплотнение, а также спекание или обжиг. Механическим способом изготовления порошков из керамических материалов является измельчение, при котором происходит измельчение порошка.

Какова основная цель прессования порошка?

Прессование порошков — это прессование порошков в геометрическую форму. Прессование обычно проводят при комнатной температуре. Это создает твердую часть, называемую зеленой прессовкой. Прочность этой прессованной неспеченной детали (прочность в сыром состоянии) зависит от совместимости, для повышения совместимости можно использовать связующие вещества.

Как изготавливается металлический порошок?

Металлическая руда измельчается, а затем смешивается с другим материалом, обычно углеродом. Как только смесь готова, ее пропускают через печь для создания реакции, которая снижает уровень кислорода и углерода в порошке. Для получения желаемого конечного продукта требуется руда относительно высокой чистоты.

Насколько прочен металлический порошок?

Порошковая кованая сталь может обеспечивать высокие уровни прочности (UTS примерно до 950 Н/мм² при кованой и 2050 Н/мм² термообработанной; предел текучести при растяжении примерно до 650 Н/мм² при кованой и 1760 Н/мм² при термообработке) с более высоким уровни пластичности (удлинение 5-18%).

Чем порошковая металлургия отличается от литья?

В процессе порошковой металлургии все металлы находятся в порошкообразной форме. При литье металл нагревают выше температуры плавления, заливают в форму и дают ему остыть. Затем деталь обрабатывается для получения точной детали.

Является ли порошковая металлургия аддитивным производством?

Порошковая металлургия/аддитивное производство Элементный анализ металлических порошков и металлических деталей производства AM. Неотъемлемой частью разработки промышленного продукта является изготовление прототипов и начальных образцов, независимо от того, является ли продукт простым винтом или сложной частью самолета.

В чем недостаток порошковой металлургии*?

Высокая стоимость инструмента и оборудования. Это особенно актуально при небольших объемах производства. Большие детали или детали сложной формы трудно производить с помощью процесса PM. Детали обладают меньшей пластичностью и прочностью, чем изготовленные ковкой.

Каковы недостатки порошковой металлургии?

Ограничения порошковой металлургии:

• Стоимость инструмента, как правило, оправдана только при массовом производстве.
• Стоимость сырья очень высока.
• Механические свойства деталей низкого качества по сравнению с литыми или обработанными деталями.
• В некоторых случаях плотность различных частей конечного продукта может сильно зависеть от неравномерного сжатия.

Что такое сортировка порошка в порошковой металлургии?

Магнитомягкие марки порошковой металлургии включают простое железо, кремний-железо, кобальт-железо и недавно разработанные магнитомягкие композиты, которые основаны на простом железном порошке с подходящей добавкой связующего/изолятора для разделения частиц железного порошка после отверждения. лечение.

Зачем выполняется спекание?

Для чего проводится спекание и почему это важно? Спекание проводится для придания прочности и целостности материала, а также для уменьшения пористости и повышения электропроводности, прозрачности и теплопроводности.

Каковы четыре основных этапа порошковой металлургии?

Первым этапом общего процесса порошковой металлургии (ПМ) является изготовление металлических порошков. В производстве порошков используются четыре основных процесса:восстановление в твердом состоянии, распыление, электролиз и химический.

Что такое «зеленый компакт» в порошковой металлургии?

Порошковая металлургия (PM) имеет дело с продуктами и процессами, в которых используется сырье в виде порошков, которые уплотняются до требуемой формы и размера с использованием подходящих форм. Эти прессованные порошки называются «Зеленые компакты».

Можно ли сваривать порошковый металл?

Проекционная сварка сопротивлением. Выступающая сварка часто используется для сварки деталей из порошкового металла из-за ограниченной деформации, создаваемой процессом. Он подходит для сварки как деталей из высокоуглеродистого порошкового металла, так и деталей из цементируемого металла.

Как называется металлический порошок?

Металлы, которые можно найти в виде порошка, включают алюминиевый порошок, порошок никеля, порошок железа и многие другие.

Каковы характеристики порошковой металлургии?

Основным свойством порошковой металлургии является возможность комбинировать в порошковой форме материалы, которые иначе не смешиваются. Это уникальное преимущество позволяет производить фрикционные материалы, в которых порошки меди и других металлов сочетаются с твердыми смазками, оксидами и другими соединениями.