متالورژی پودر

متالورژی پودر یک فناوری فرآیندی است که در آن پودرهای فلزی تهیه می شود یا از پودرهای فلزی (یا مخلوطی از پودرهای فلزی و پودرهای غیر فلزی) به عنوان مواد اولیه برای تولید مواد فلزی، مواد کامپوزیت و محصولات مختلف با قالب گیری، پخت و پز و غیره استفاده می شود. متالورژی پودر مشابه تولید سرامیک و هر دو به فناوری پخت پودر تعلق دارند، بنابراین می توان از یک سری فناوری های جدید متالورژی پودر برای تولید مواد سرامیکی استفاده کرد. با توجه به مزایای تکنولوژی متالورژی پودر، کلید حل مشکلات مواد جدید شده است و نقش تعیین کننده ای در توسعه مواد جدید ایفا می کند.

متالورژی پودر شامل تولید و محصولات پودر می شود. در میان آنها، آسیاب عمدتاً یک فرآیند متالورژیکی است که با معنای لغوی آن سازگار است. محصولات متالورژی پودر اغلب بسیار فراتر از محدوده مواد و متالورژی هستند و اغلب فناوری هایی هستند که حوزه های مختلفی را در بر می گیرند (مواد و متالورژی، ماشین آلات و مکانیک و غیره). به طور خاص، آخرین پرینت سه بعدی پودر فلز، مهندسی مکانیک، CAD، فناوری مهندسی معکوس، فناوری ساخت افزودنی، فناوری CNC، علم مواد و فناوری لیزر را ادغام می کند و فناوری محصولات متالورژی پودر را به یک فناوری یکپارچه مدرن تبدیل می کند که زمینه های بیشتری را در بر می گیرد.

معنی

متالورژی پودر یک فناوری صنعتی است که از پودرهای فلزی یا پودرهای فلزی (یا مخلوطی از پودرهای فلزی و پودرهای غیرفلزی) به عنوان مواد خام برای تولید مواد فلزی، مواد کامپوزیت و محصولات مختلف از طریق قالب‌گیری و تف جوشی استفاده می‌کند. فناوری متالورژی پودر به طور گسترده ای در صنایع حمل و نقل، ماشین آلات، الکترونیک، هوا فضا، سلاح، زیست شناسی، انرژی های جدید، اطلاعات و صنایع هسته ای استفاده می شود و به یکی از پویاترین زمینه های علم مواد جدید تبدیل شده است. تکنولوژی متالورژی پودر دارای یک سری مزیت هایی مانند صرفه جویی قابل توجه در انرژی، صرفه جویی در مواد، عملکرد عالی، دقت محصول بالا و پایداری خوب است که برای تولید انبوه بسیار مناسب است. علاوه بر این، برخی از مواد و قطعات پیچیده که با روش‌های ریخته‌گری و ماشین‌کاری سنتی قابل تولید نیستند را نیز می‌توان با استفاده از فناوری متالورژی پودر تولید کرد که توجه زیادی را از سوی صنعت به خود جلب کرده است.

صنعت محصولات متالورژی پودر طیف گسترده ای از ابزارهای برش آهن و سنگ، کاربید سیمانی، مواد مغناطیسی و محصولات متالورژی پودر را پوشش می دهد. در مفهوم محدود، صنعت محصولات متالورژی پودر فقط به محصولات متالورژی پودر مانند قطعات متالورژی پودر (عمدتا)، یاتاقان های آغشته به روغن و محصولات قالب گیری تزریقی فلز اشاره دارد.

ویژگی ها

متالورژی پودر دارای ترکیبات شیمیایی منحصر به فرد و خواص مکانیکی و فیزیکی است که با روش های ذوب و ریخته گری سنتی قابل دستیابی نیست. از فناوری متالورژی پودر می توان برای تولید مستقیم مواد و محصولات متخلخل، نیمه متراکم یا کاملاً متراکم مانند یاتاقان های روغنی، چرخ دنده ها، بادامک ها، میله های راهنما، ابزارهای برش و غیره استفاده کرد. این یک فرآیند کم برش است.

(1) فناوری متالورژی پودر می تواند جداسازی اجزای آلیاژی را به حداقل برساند و ساختارهای ریخته گری ناهموار و ناهموار را حذف کند. در تهیه مواد مغناطیسی دائمی خاکی کمیاب با کارایی بالا، مواد ذخیره‌سازی هیدروژن خاکی کمیاب، مواد درخشان خاکی کمیاب، کاتالیزورهای خاکی کمیاب، مواد ابررسانا با دمای بالا، مواد فلزی جدید (مانند آلیاژهای Al-Li، آلیاژهای Al مقاوم در برابر حرارت). ، سوپرآلیاژها، پودر فولادهای ضد زنگ مقاوم در برابر خوردگی، پودر فولادهای پرسرعت، ترکیبات بین فلزی، مواد ساختاری با دمای بالا و غیره)، نقش مهمی ایفا می کند.

(2) مجموعه ای از مواد غیر تعادلی با کارایی بالا مانند محلول های جامد آمورف، میکروکریستالی، شبه بلوری، نانو کریستالی و فوق اشباع را می توان تهیه کرد و این مواد دارای خواص الکتریکی، مغناطیسی، نوری و مکانیکی عالی هستند.

(3) این یک فناوری فرآیندی است که می تواند به راحتی مواد کامپوزیتی مختلفی را که از ویژگی های هر ماده استفاده می کنند، بسازد، و می تواند ماتریس فلزی و مواد کامپوزیت سرامیکی با کارایی بالا را با هزینه کم تولید کند.

(4) امکان ساخت مواد و محصولاتی با ساختار و ویژگی‌های خاص که با روش‌های ذوب معمولی قابل تولید نیستند، مانند مواد زیستی متخلخل جدید، مواد غشایی جداکننده متخلخل، ابزارهای سنگ‌زنی سرامیکی ساختاری با کارایی بالا، و مواد سرامیکی کاربردی، وجود دارد.

(5) می تواند تشکیل نزدیک به شبکه و تولید انبوه خودکار را محقق کند و به طور موثر منابع تولید و مصرف انرژی را کاهش دهد.

(6) این یک فناوری جدید است که می تواند به طور موثری سنگ معدن، باطله، لجن فولادسازی، فلس های فولادی نورد شده، ضایعات فلزی بازیافت شده و غیره را به طور موثر احیا کرده و به طور جامع از آنها به عنوان مواد خام استفاده کند.

بسیاری از ماشین آلات عمومی و ابزارهای سنگ زنی سخت افزاری ما با فناوری متالورژی پودر ساخته می شوند.

مراحل اساسی فرآیند متالورژی پودر به شرح زیر است:

1. تهیه پودر مواد خام. روش های پودری موجود را می توان به طور کلی به دو نوع تقسیم کرد: روش های مکانیکی و روش های فیزیکوشیمیایی. روش های مکانیکی به آسیاب و پاشش مکانیکی، در حالی که روش های فیزیکی و شیمیایی به خوردگی الکترولیتی، احیا، شیمیایی، احیا-شیمیایی، رسوب، فاز مایع و الکترولیز تقسیم می شوند. از جمله پرکاربردترین آنها احیا، اتمیزاسیون و الکترولیز است.

2. فرم دادن پودر به شکل بدنه سبز رنگ به شکل دلخواه. هدف از شکل دهی این است که بدنی سبز رنگ با شکل و اندازه معین و دارای تراکم و استحکام مشخصی تولید شود. روش های شکل دهی به طور کلی به شکل دهی تحت فشار و شکل دهی بدون فشار تقسیم می شوند. متداول ترین نوع قالب گیری تحت فشار، قالب گیری فشاری است. علاوه بر این، از فناوری چاپ سه بعدی می توان برای ایجاد بلوک های جنینی نیز استفاده کرد.

3. تف جوشی بدن سبز. زینترینگ یک فرآیند مهم در فرآیند متالورژی پودر است. سپس جسم سبز تشکیل شده برای بدست آوردن خواص فیزیکی و مکانیکی نهایی مورد نیاز زینتر می شود. تف جوشی به تف جوشی واحد و تف جوشی چند سیستمی تقسیم می شود. برای تف جوشی فاز جامد تک جزیی و چند جزئی، دمای تف جوشی کمتر از نقطه ذوب فلزات و آلیاژهای مورد استفاده است. برای پخت چند جزئی فاز مایع، دمای تف جوشی معمولاً کمتر از نقطه ذوب است. بالاتر از نقطه ذوب اجزای دیرگداز. علاوه بر زینترینگ معمولی، روش‌های زینترینگ ویژه‌ای مانند تف جوشی شل، روش غوطه‌وری و روش پرس گرم نیز وجود دارد.

4. پس از پردازش محصولات. پردازش پس از پخت را می توان به روش های مختلفی با توجه به نیازهای محصول مختلف انجام داد. فرآوری تکمیل، غوطه وری در روغن، فرآوری مکانیکی، عملیات حرارتی، آبکاری و ... علاوه بر این در سال های اخیر فرآیندهای جدیدی مانند نورد و آهنگری در فرآوری مواد متالورژی پودر پس از تف جوشی معرفی شده و نتایج ایده آلی به دست آمده است.

فیلدهای کاربردی

شرکت های مرتبط با متالورژی پودر عمدتاً برای تولید و تحقیق قطعات یدکی برای صنعت خودرو، صنعت ساخت تجهیزات، صنایع فلزی، هوافضا، صنایع نظامی، ابزار دقیق، ابزار سخت افزاری، تجهیزات الکترونیکی و سایر زمینه ها، تولید مواد اولیه مرتبط مناسب هستند. ، و تولید مواد اولیه کمکی، تولید انواع پودر، ساخت تجهیزات آماده سازی و ساخت تجهیزات پخت. محصولات شامل یاتاقان ها، چرخ دنده ها، ابزارهای برش کاربید، قالب ها، محصولات اصطکاکی و غیره می باشد. شرکت های صنایع نظامی نیاز به استفاده از فناوری متالورژی پودر برای ساخت سلاح ها و تجهیزات سنگین مانند گلوله ها و اژدرهای سوراخ کننده زره، جفت ترمز برای هواپیما و تانک و غیره دارند. در سال های اخیر، قطعات خودرو متالورژی پودر به بزرگترین بازار در صنعت متالورژی پودر چین تبدیل شده است، به طوری که حدود 50 درصد از قطعات خودرو را قطعات متالورژی پودر تشکیل می دهند. [2]

(1) کاربردها: (اتومبیل، موتور سیکلت، ماشین آلات نساجی، چرخ خیاطی صنعتی، ابزار قدرت، ابزار سخت افزاری، لوازم الکتریکی، ماشین آلات مهندسی، و غیره) قطعات متالورژی پودر مختلف (آهن و مس).

(2) طبقه بندی: مواد متخلخل متالورژی پودر، مواد ضد اصطکاک متالورژی پودر، مواد اصطکاک متالورژی پودر، قطعات ساختاری متالورژی پودر، ابزار و مواد قالب متالورژی پودر، مواد الکترومغناطیسی متالورژی پودر و مواد با دمای بالا متالورژی پودر و غیره.