Metalurgia pulberilor

Metalurgia pulberilor este o tehnologie de proces care prepară pulberi metalice sau utilizează pulberi metalice (sau un amestec de pulberi metalice și pulberi nemetalice) ca materii prime pentru fabricarea materialelor metalice, materiale compozite și diverse produse prin turnare, sinterizare etc. Metalurgia pulberilor este similar cu fabricarea ceramicii și ambele aparțin tehnologiei de sinterizare a pulberilor, astfel încât o serie de noi tehnologii de metalurgie a pulberilor pot fi, de asemenea, utilizate pentru fabricarea materialelor ceramice. Datorită avantajelor tehnologiei metalurgiei pulberilor, aceasta a devenit cheia soluționării noilor probleme de materiale și joacă un rol decisiv în dezvoltarea de noi materiale.

Metalurgia pulberilor include fabricarea și produsele pulberilor. Printre acestea, măcinarea este în principal un proces metalurgic, care este în concordanță cu sensul său literal. Produsele din metalurgia pulberilor depășesc adesea cu mult domeniul de aplicare al materialelor și al metalurgiei și sunt adesea tehnologii care acoperă mai multe domenii (materiale și metalurgie, mașini și mecanică etc.). În special, cea mai recentă imprimare 3D cu pulbere metalică integrează inginerie mecanică, CAD, tehnologia de inginerie inversă, tehnologia de fabricație aditivă, tehnologia CNC, știința materialelor și tehnologia laser, făcând din tehnologia produselor din metalurgia pulberilor o tehnologie integrată modernă care se întinde pe mai multe domenii.

Sens

Metalurgia pulberilor este o tehnologie industrială care utilizează pulberi metalice sau pulberi metalice (sau amestecuri de pulberi metalice și pulberi nemetalice) ca materii prime pentru a fabrica materiale metalice, materiale compozite și diverse produse prin turnare și sinterizare. Tehnologia metalurgiei pulberilor este utilizată pe scară largă în transporturi, mașini, electronice, aerospațiale, arme, biologie, energie nouă, informații și industriile nucleare și a devenit unul dintre cele mai dinamice domenii ale științei materialelor noi. Tehnologia metalurgiei pulberilor are o serie de avantaje, cum ar fi economisirea semnificativă a energiei, economisirea de materiale, performanță excelentă, precizie ridicată a produsului și stabilitate bună, care este foarte potrivită pentru producția de masă. În plus, unele materiale și piese complexe care nu pot fi produse prin metode tradiționale de turnare și prelucrare pot fi produse și prin utilizarea tehnologiei metalurgiei pulberilor, care a atras o mare atenție din partea industriei.

Industria produselor din metalurgia pulberilor acoperă o gamă largă de scule de tăiat fier și piatră, carbură cimentată, materiale magnetice și produse din metalurgia pulberilor. În sens restrâns, industria produselor din metalurgia pulberilor se referă numai la produse din metalurgia pulberilor, cum ar fi piesele din metalurgia pulberilor (în cea mai mare parte), rulmenți impregnați cu ulei și produse de turnare prin injecție de metal.

Caracteristici

Metalurgia pulberilor are compoziții chimice unice și proprietăți mecanice și fizice care nu pot fi obținute prin metodele tradiționale de topire și turnare. Tehnologia metalurgiei pulberilor poate fi utilizată pentru fabricarea directă a materialelor și a produselor poroase, semi-dense sau complet dense, cum ar fi rulmenți cu ulei, roți dințate, came, tije de ghidare, scule de tăiere etc. Acesta este un proces de tăiere joasă.

(1) Tehnologia metalurgiei pulberilor poate minimiza segregarea componentelor din aliaj și poate elimina structurile de turnare aspre și inegale. În pregătirea materialelor de înaltă performanță cu magneti permanenți din pământuri rare, materiale de stocare a hidrogenului din pământuri rare, materiale luminiscente din pământuri rare, catalizatori de pământuri rare, materiale supraconductoare la temperatură înaltă, materiale metalice noi (cum ar fi aliaje Al-Li, aliaje Al rezistente la căldură , superaliaje, pulbere de oțeluri inoxidabile rezistente la coroziune, pulbere de oțeluri de mare viteză, compuși intermetalici, materiale structurale la temperatură înaltă etc.), joacă un rol important.

(2) Pot fi preparate o serie de materiale neechilibrate de înaltă performanță, cum ar fi soluțiile solide amorfe, microcristaline, cvasicristaline, nanocristaline și suprasaturate, iar aceste materiale au proprietăți electrice, magnetice, optice și mecanice excelente.

(3) Este o tehnologie de proces care poate realiza cu ușurință diverse materiale compozite care utilizează caracteristicile fiecărui material component și poate produce matrice metalică de înaltă performanță și materiale compozite ceramice la costuri reduse.

(4) Este posibil să se fabrice materiale și produse cu structuri și caracteristici speciale care nu pot fi fabricate prin metode normale de topire, cum ar fi biomateriale poroase noi, materiale cu membrane poroase de separare, instrumente de șlefuit ceramice structurale de înaltă performanță și materiale ceramice funcționale.

(5) Poate realiza formarea aproape-net și producția automată în masă, reducând efectiv resursele de producție și consumul de energie.

(6) Este o nouă tehnologie care poate regenera în mod eficient și poate utiliza în mod cuprinzător minereurile, sterilul, nămolul de fabricare a oțelului, cântarele de oțel laminate, resturile de metal reciclate etc. ca materii prime.

Multe dintre mașinile noastre generale și uneltele de șlefuit hardware sunt fabricate prin tehnologia metalurgiei pulberilor.

Etapele de bază ale procesului de metalurgie a pulberilor sunt următoarele:

1. Prepararea pulberii materiei prime. Metodele de pulbere existente pot fi împărțite în linii mari în două tipuri: metode mecanice și metode fizico-chimice. Metodele mecanice sunt împărțite în măcinare mecanică și pulverizare, în timp ce metodele fizice și chimice sunt împărțite în coroziune electrolitică, reducere, chimică, reducere-chimică, depunere, fază lichidă și electroliză. Dintre acestea, cele mai utilizate sunt reducerea, atomizarea și electroliza.

2. Formarea pulberii într-un corp verde de forma dorită. Scopul formării este de a produce un corp verde de o anumită formă și dimensiune și să aibă o anumită densitate și rezistență. Metodele de formare sunt împărțite în general în formare sub presiune și formare fără presiune. Cel mai frecvent utilizat tip de formare sub presiune este turnarea prin compresie. În plus, tehnologia de imprimare 3D poate fi folosită și pentru a crea blocuri de embrioni.

3. Sinterizarea corpului verde. Sinterizarea este un proces important în procesul de metalurgie a pulberilor. Corpul verde format este apoi sinterizat pentru a obține proprietățile fizice și mecanice finale necesare. Sinterizarea este împărțită în sinterizare unitară și sinterizare multi-sistem. Pentru sinterizarea în fază solidă monocomponentă și multicomponentă, temperatura de sinterizare este mai mică decât punctul de topire al metalelor și aliajelor utilizate. Pentru sinterizarea cu mai multe componente în fază lichidă, temperatura de sinterizare este în general mai mică decât punctul de topire. Mai mare decât punctul de topire al componentelor refractare. Pe lângă sinterizarea normală, există și metode speciale de sinterizare, cum ar fi sinterizarea în vrac, metoda de imersie și metoda de presare la cald.

4. Post-procesarea produselor. Procesarea post-sinterizare poate fi realizată în diferite moduri, în funcție de diferitele cerințe ale produsului. Prelucrare de finisare, imersie în ulei, prelucrare mecanică, tratament termic, galvanizare etc. În plus, în ultimii ani au fost introduse noi procese precum laminarea și forjarea în prelucrarea materialelor din metalurgia pulberilor după sinterizare și s-au obținut rezultate ideale.

Câmpurile de aplicare

Întreprinderile legate de metalurgia pulberilor sunt potrivite în principal pentru producția și cercetarea de piese de schimb pentru industria auto, industria de fabricare a echipamentelor, industria metalelor, industria aerospațială, industria militară, instrumente, instrumente hardware, echipamente electronice și alte domenii, producția de materii prime aferente , și producția de materii prime auxiliare, producția de diverse pulberi, fabricarea echipamentelor de preparare și fabricarea echipamentelor de sinterizare. Produsele includ rulmenți, angrenaje, scule de tăiere cu carbură, matrițe, produse de frecare etc. Întreprinderile din industria militară trebuie să utilizeze tehnologia metalurgiei pulberilor pentru a fabrica arme și echipamente grele, cum ar fi gloanțe și torpile perforatoare, perechi de frâne pentru avioane și tancuri etc. În ultimii ani, piesele auto din metalurgia pulberilor au devenit cea mai mare piață din industria metalurgiei pulberilor din China, aproximativ 50% dintre piesele auto fiind piese din metalurgia pulberilor. [2]

(1) Aplicații: (Automobile, motociclete, mașini textile, mașini de cusut industriale, scule electrice, scule feronerie, aparate electrice, mașini de inginerie, etc.) Diverse piese din metalurgia pulberilor (pe bază de fier și cupru).

(2) Clasificare: Materiale poroase pentru metalurgia pulberilor, materiale anti-frecare pentru metalurgia pulberilor, materiale de frecare pentru metalurgia pulberilor, piese structurale pentru metalurgia pulberilor, instrumente pentru metalurgia pulberilor și materiale de matriță, materiale electromagnetice pentru metalurgia pulberilor și materiale la temperatură înaltă pentru metalurgia pulberilor etc.