Jauhemetallurgia, kuten nimestä voi päätellä, on käsittelymenetelmä, joka käyttää metallijauhetta raaka -aineena ja puristetaan ja sintrataan erilaisten tuotteiden valmistamiseksi. Tämä ei ole uusi prosessi ja tekniikka, ja se voidaan jopa jäljittää muinaiseen Egyptiin. Tämän päivän kestävän kehityksen ja vihreän kehityksen pyrkimyksessä se on kuitenkin ajan kehittynyt ja sitä on käytetty yhä enemmän. Katsotaanpa tänään tätä valmistusmenetelmää, joka voi tarjota uuden vaihtoehdon kaikkien osien valmistusmenetelmälle.
KÄSITELLÄ
Jauhemetallurgia on samanlainen kuin taonta tai valu, mutta ero on, että sen raaka -aine on metallijauhetta (yleensä rautaa, terästä, kuparia jne.). Jauhemaiset raaka -aineet painetaan huoneenlämpötilassa (lämmitetään erityistapauksissa) käyttämällä monimutkaisia muotteja. Painetun työkappaleen koko on lähellä lopputuotetta, mutta sen mekaaniset ominaisuudet ovat edelleen epävakaita. Sen vahvistamiseksi edelleen se sintrataan lämpötilassa, joka on lähellä, mutta hieman alhaisempi kuin käytetyn metallin sulamispiste. Tällä hetkellä tuotteen mikrorakenne muuttuu, ja saadaan tarkkoja mitat ja korkea lujuus komponentti.
Yleisesti ottaen jauhemetallurgialla saatuja osia voidaan käyttää suoraan, mutta ne voidaan myös prosessoida toissijaista prosessointia varten tarpeen mukaan, kuten viimeistely, lämmönkäsittely, sähkösopulaatio tai pinnoite, ampumisen piikkeneminen jne.
Jauhemetallurgian edut
Verrattuna muihin valmistustekniikoihin jauhemetallurgia ei tuota melkein mitään materiaalista jätettä, materiaalin käyttöaste ylittää 97%, ja se voi suoraan muodostaa monimutkaisia geometrisiä muotoja ja ylläpitää tiukan ulottuvuuden toleranssinhallintaa sintrattuissa tuotteissa, mikä voi vähentää tai jopa eliminoida kokonaan perinteisten valmistusprosessien käsittelytoimenpiteet. Siksi kutsumme sitä vihreäksi valmistusteknologiaksi.
Näiden prosessien tuottamien säästöjen lisäksi jauhemetallurgialla on oma ainutlaatuisuus. Se käyttää raaka -aineidensa etuja jauheina joidenkin kontrollien saavuttamiseen, joita on vaikea tai mahdotonta saavuttaa perinteisessä prosessoinnissa, kuten kemiallisten koostumusyhdistelmien suhteen hallinta, mikrorakenteen hallinta ja huokoisuuden hallinta.
Käytämme joitain tiettyjä tuoteesimerkkejä kaikkien ymmärryksen parantamiseksi.
1. Yhdistä materiaalit, joita ei voida liuottaa yhteen
Jauhemetallurgia mahdollistaa materiaalikombinaatioiden käsittelyn, joita yleensä pidetään yhteensopimattomina intiimissä sekoitetuissa muodossa. Todistettuja esimerkkejä tällaisista jauhemetallurgiasovelluksista ovat:
Jarruvuorien ja kytkimen kasvojen kitkamateriaalit, joissa valikoima ei-metallisia materiaaleja
(Käytetään kulumiskestävyyden tai kontrollin kitkatasojen antamiseen) upotetaan kupariin tai rautamatriisiin.
Sementoituja karbidejakäytetään usein työkalujen, työkalujen tai hioma -aineiden muodostamiseen. Ne sisältävät metalliin sitoutuneen kovan vaiheen, mikrorakenteen, jota voidaan tuottaa vain nestefaasin sintrauksella lämpötilassa sideaineen sulamispisteen yläpuolella. Koboltiin sitoutunut volframiekarbidi on pääesimerkki tästä materiaalista, mutta muita sementoituja karbideja, mukaan lukien joukko muita karbideja, nitridejä, hiilitridejä tai oksideja, voidaan käyttää myös, ja muita metalleja voidaan käyttää kobolttien lisäksi sideaineina (Ni, Ni-CR, nikkeli koboltti jne.).
Timantin leikkaustyökalumateriaalitmissä hieno timanttien hiekka on tasaisesti dispergoitu metallimatriisiin. Näiden materiaalien prosessoinnissa käytetään jälleen nestemäisen faasin sintraamista.Sähkö kosketusmateriaalit, kuten kupari/volframi, hopea/kadmiumoksidi.
2. Materiaalien käsittely erittäin korkeat sulamispisteet
Jauhemetallurgiatekniikka voi käsitellä materiaaleja, joissa on erittäin korkeat sulamispisteet, mukaan lukien tulenkestävä metallit, kuten volframi, molybdeeni ja tantaali. Tällaisia metalleja on vaikea tuottaa sulattamalla ja heittämällä, ja ne ovat yleensä erittäin hauraita valettuun tilassa. Volfram -aihioiden tuotanto oli yksi jauhemetallurgian varhaisista sovelluksista, joita käytettiin myöhemmin johtimien piirtämiseen hehkulamppuille.
3. Tuotteet, joissa on hallittu huokoisuus
Jauhemetallurgiatekniikka voi tuottaa tuotteita, joilla on hallitussa rakenteellinen huokoisuus. Sintratetut suodatinelementit ovat esimerkki tällaisesta sovelluksesta. Toinen merkittävä esimerkki on öljyä pidättäviä tai itsevoitelevia laakereita, yksi jauhemetallurgian vanhimmista sovelluksista, joissa sintrattujen rakenteen toisiinsa kytkettyä huokoisuutta käytetään voiteluöljyn sisältämiseen.
4. Tuotteet, joilla on erinomaiset ominaisuudet
Tietyissä erityisissä sovelluksissa jauhemetallurgiaprosessit voivat usein tuottaa parempia ominaisuuksia hallitsemalla mikrorakenteen erinomaista, toisin kuin tavanomaisia valu- tai taontaprosesseja. Hyviä esimerkkejä tällaisista sovelluksista ovat:
Magneettiset materiaalit
Lähes kaikki kovat (pysyvät) magneetit ja noin 30% pehmeistä magneeteista prosessoidaan jauhemurhasta.
Nopea teräs
Jauhemetallurgian jalostetuilla materiaaleilla on hienompi ja hallitumpi mikrorakenne kuin taotetuilla tuotteilla, joilla on suurempi sitkeys ja leikkaus.
Nikkeli- tai kobolttipohjaiset korkean lämpötilan seokset
Nikkelipohjaisia tai kobolttipohjaisia superseoksia käytetään ilmailu- ja avaruusmoottorisovelluksissa, joissa jauhemetallurgiaprosessit voivat tarjota koostumusalueen ja mikrorakenteen hallinnan, jota ei voida saavuttaa tavanomaisesti, mikä lisää käyttölämpötiloja ja suorituskykyä.
Jauhemetallurgian rajoitukset
Vaikka jauhemetallurgialla on erilaisia etuja, sen sovelluksessa on edelleen joitain rajoituksia. Pääkohdat ovat seuraavat:
1. Osakoko ja paino ovat rajoitetut:
Jauhemetallurgia vaatii puristusprosessin, joka käyttää lehdistöä. Siksi sitä rajoittaa nykyinen puristimen vetoisuus, ja koosta ei voida tehdä kovin suureksi, yleensä korkeintaan noin 250 mm. Lisäksi metallijauheen rajoitetun juoksevuuden vuoksi on edelleen vaikea tuottaa yli 20 kg: n painavia osia jauhemetallurgiaprosessia käyttämällä.
2. Ei sovellu iskuihin ja dynaamisiin kuormitussovelluksiin
Koska jauhemetallurgian osien tiheys on yleensä alhainen, niiden lujuus ja sitkeys eivät ole niin hyviä kuin taotut tai koneistetut osat. Jauheen tiivistymisen ja sintrauksen jälkeen olevat huokoset vaikuttavat myös materiaalin mekaanisiin ominaisuuksiin. Tämä tekee jauhemetallurgiaosista, jotka sopivat vähemmän korkeaan jännitykseen ja suuriin venymäsovelluksiin, kuten iskuihin ja suuriin dynaamisiin kuormiin.
3. Korkeammat laitteet ja muotikustannukset
Jauhemetallurgiaprosessi määrittää, että sen on käytettävä erityisiä muoteja ja laitteita, ja kustannukset ovat suhteellisen korkeat. Se ei ole taloudellista pienessä erätuotannossa, joten jauhemetallurgia sopii yleensä laajamittaiseen tuotantoon.(文章来源: Imekaniikka 机械)
