Metallurgy bột, như tên gọi, là một phương pháp chế biến sử dụng bột kim loại làm nguyên liệu thô, và được ép và thiêu kết để tạo ra các sản phẩm khác nhau. Đây không phải là một quá trình và công nghệ mới, và thậm chí có thể được truy trở lại Ai Cập cổ đại. Tuy nhiên, trong sự theo đuổi ngày nay về phát triển bền vững và phát triển xanh, nó phù hợp với sự phát triển của thời đại và ngày càng được sử dụng. Hôm nay, chúng ta hãy xem phương pháp sản xuất này, có thể cung cấp một tùy chọn mới cho phương pháp sản xuất bộ phận của mọi người.
QUÁ TRÌNH
Luyện kim bột tương tự như rèn hoặc đúc, nhưng sự khác biệt là nguyên liệu thô của nó là bột kim loại (thường là sắt, thép, đồng, v.v.). Các nguyên liệu thô được ép ở nhiệt độ phòng (được làm nóng trong các trường hợp đặc biệt) bằng cách sử dụng khuôn phức tạp. Kích thước của phôi được ép gần với thành phẩm, nhưng tính chất cơ học của nó vẫn không ổn định. Để tăng cường hơn nữa, nó được thiêu kết ở nhiệt độ gần đến nhưng thấp hơn một chút so với điểm nóng chảy của kim loại được sử dụng. Tại thời điểm này, cấu trúc vi mô của sản phẩm sẽ thay đổi, và một thành phần có kích thước chính xác và cường độ cao sẽ thu được.
Nói chung, các bộ phận thu được từ luyện kim bột có thể được sử dụng trực tiếp, nhưng chúng cũng có thể được xử lý để xử lý thứ cấp khi cần thiết, chẳng hạn như hoàn thiện, xử lý nhiệt, mạ điện hoặc phủ, bắn, v.v.
Ưu điểm của luyện kim bột
So với các công nghệ sản xuất khác, luyện kim bột hầu như không có chất thải vật liệu, tốc độ sử dụng vật liệu vượt quá 97%và nó có thể hình thành trực tiếp các hình dạng hình học phức tạp và duy trì kiểm soát dung sai kích thước chặt chẽ trong các sản phẩm thiêu kết, có thể giảm hoặc thậm chí loại bỏ hoàn toàn các hoạt động chế biến trong các quy trình sản xuất truyền thống. Đây là lý do tại sao chúng tôi gọi nó là công nghệ sản xuất xanh.
Ngoài các khoản tiết kiệm do các quá trình này mang lại, luyện kim bột còn có tính độc đáo của riêng mình. Nó sử dụng lợi thế của nguyên liệu thô làm bột để đạt được một số điều khiển khó hoặc không thể đạt được trong xử lý truyền thống, chẳng hạn như kiểm soát tỷ lệ kết hợp thành phần hóa học, kiểm soát cấu trúc vi mô và kiểm soát độ xốp.
Hãy sử dụng một số ví dụ sản phẩm cụ thể để nâng cao sự hiểu biết của mọi người.
1. Kết hợp các vật liệu không thể hòa tan với nhau
Luyện kim bột cho phép xử lý các kết hợp vật liệu thường được coi là không tương thích ở dạng hỗn hợp thân mật. Các ví dụ đã được chứng minh về các ứng dụng luyện kim bột như vậy bao gồm:
Vật liệu ma sát cho lớp lót phanh và khuôn mặt ly hợp trong đó một loạt các vật liệu phi kim loại
(Được sử dụng để truyền đạt mức kháng mòn hoặc kiểm soát mức độ ma sát) được nhúng trong ma trận đồng hoặc sắt.
Cacbua xi măngthường được sử dụng để cắt các công cụ, công cụ hình thành hoặc mài mòn. Chúng bao gồm một pha cứng liên kết với kim loại, cấu trúc vi mô chỉ có thể được sản xuất bằng cách thiêu kết pha lỏng ở nhiệt độ trên điểm nóng chảy của chất kết dính. Các cacbua vonfram được liên kết với coban là ví dụ chính của vật liệu này, nhưng các cacbua xi măng khác bao gồm một loạt các cacbua, nitrids, carbonitride hoặc oxit khác cũng có thể được sử dụng và các kim loại khác bên cạnh cobalt có thể được sử dụng làm chất kết dính (NI, NI-CR, Niken Cobalt, v.v.).
Vật liệu công cụ cắt kim cươngtrong đó grit kim cương mịn được phân tán đồng đều trong một ma trận kim loại. Một lần nữa, thiêu kết pha lỏng được sử dụng trong quá trình xử lý các vật liệu này.Các vật liệu tiếp xúc điện như đồng/vonfram, bạc/cadmium oxit.
2. Xử lý các vật liệu có điểm nóng chảy rất cao
Công nghệ luyện kim bột có thể xử lý các vật liệu với các điểm nóng chảy rất cao, bao gồm các kim loại chịu lửa như vonfram, molypdenum và tantalum. Các kim loại như vậy rất khó sản xuất bằng cách tan chảy và đúc, và thường rất giòn ở trạng thái đúc. Việc sản xuất phôi vonfram là một trong những ứng dụng ban đầu của luyện kim bột, sau đó được sử dụng để vẽ dây cho đèn sợi đốt.
3. Sản phẩm có độ xốp được kiểm soát
Công nghệ luyện kim bột có thể sản xuất các sản phẩm có độ xốp cấu trúc được kiểm soát. Các yếu tố bộ lọc thiêu kết là một ví dụ về một ứng dụng như vậy. Một ví dụ lớn khác là vòng bi giữ dầu hoặc tự bôi trơn, một trong những ứng dụng lâu đời nhất của luyện kim bột, trong đó độ xốp liên kết với nhau trong cấu trúc thiêu kết được sử dụng để chứa dầu bôi trơn.
4. Sản phẩm có tài sản vượt trội
Trong một số ứng dụng cụ thể, các quy trình luyện kim bột thường có thể tạo ra các tính chất vượt trội thông qua việc kiểm soát tuyệt vời cấu trúc vi mô, trái ngược với các quá trình đúc hoặc rèn thông thường. Các ví dụ tốt về các ứng dụng như vậy là:
Vật liệu từ tính
Hầu như tất cả các nam châm cứng (vĩnh viễn) và khoảng 30% nam châm mềm được xử lý từ nguyên liệu bột.
Thép tốc độ cao
Vật liệu chế biến luyện kim bột có cấu trúc vi mô mịn và được kiểm soát hơn so với các sản phẩm giả mạo, với độ bền cao và hiệu suất cắt cao hơn.
Hợp kim nhiệt độ cao dựa trên niken hoặc coban
Các siêu hợp chất dựa trên niken hoặc dựa trên coban được sử dụng trong các ứng dụng động cơ hàng không vũ trụ, trong đó các quy trình luyện kim bột có thể cung cấp phạm vi thành phần và kiểm soát cấu trúc vi mô không thể đạt được theo quy ước, do đó làm tăng nhiệt độ và hiệu suất hoạt động.
Hạn chế của luyện kim bột
Mặc dù luyện kim bột có những ưu điểm khác nhau, nhưng vẫn có một số hạn chế trong ứng dụng của nó. Các điểm chính như sau:
1. Kích thước một phần và trọng lượng bị hạn chế:
Lớp luyện kim bột đòi hỏi một quá trình cấp bách, sẽ sử dụng báo chí. Do đó, nó bị giới hạn bởi trọng tải báo chí hiện tại và kích thước không thể được thực hiện rất lớn, thường là khoảng 250mm. Ngoài ra, do tính trôi chảy hạn chế của bột kim loại, vẫn rất khó để tạo ra các bộ phận nặng hơn 20kg bằng quá trình luyện kim bột.
2. Không phù hợp với các ứng dụng tải và tải động
Vì mật độ của các bộ phận luyện kim bột thường thấp, sức mạnh và độ bền của chúng không tốt như các bộ phận giả hoặc gia công. Các lỗ chân lông sau khi nén bột và thiêu kết cũng sẽ ảnh hưởng đến các tính chất cơ học của vật liệu. Điều này làm cho các bộ phận luyện kim bột kém phù hợp cho các ứng dụng căng thẳng cao và biến dạng cao như tác động và tải trọng động cao.
3. Thiết bị cao hơn và chi phí nấm mốc
Quá trình luyện kim bột xác định rằng nó phải sử dụng khuôn và thiết bị đặc biệt, và chi phí tương đối cao. Nó không phải là kinh tế trong sản xuất hàng loạt nhỏ, vì vậy luyện kim bột thường phù hợp để sản xuất quy mô lớn.(文章来源: IMEchanics 机械)
