Pulvermetallurgie ist, wie der Name schon sagt, eine Verarbeitungsmethode, die Metallpulver als Rohstoff verwendet und gepresst und gesintert wird, um verschiedene Produkte herzustellen. Dies ist kein neuer Prozess und keine neue Technologie und kann sogar auf das alte Ägypten zurückgeführt werden. Im heutigen Streben nach nachhaltiger Entwicklung und umweltfreundlicher Entwicklung steht es jedoch im Einklang mit der Entwicklung der Zeit und wurde zunehmend verwendet. Schauen wir uns heute diese Fertigungsmethode an, die möglicherweise eine neue Option für die Teile -Herstellungsmethode aller bietet.
VERFAHREN
Die Pulvermetallurgie ähnelt dem Schmieden oder Guss, aber der Unterschied besteht darin, dass sein Rohstoff Metallpulver (üblicherweise Eisen, Stahl, Kupfer usw.) ist. Die Rohstoffe pulverisierten Materialien werden bei Raumtemperatur (in besonderen Fällen erhitzt) unter Verwendung komplexer Formen gedrückt. Die Größe des gepressten Werkstücks liegt in der Nähe des fertigen Produkts, aber seine mechanischen Eigenschaften sind immer noch instabil. Um es weiter zu stärken, wird es dann bei einer Temperatur nahe, aber etwas niedriger als der Schmelzpunkt des verwendeten Metalls gesintert. Zu diesem Zeitpunkt ändert sich die Mikrostruktur des Produkts, und es wird eine Komponente mit präzisen Abmessungen und hohen Festigkeit erhalten.
Im Allgemeinen können die durch Pulvermetallurgie erhaltenen Teile direkt verwendet werden, sie können jedoch auch für die sekundäre Verarbeitung nach Bedarf verarbeitet werden, wie z. B. Finishing, Wärmebehandlung, Elektroplatten oder Beschichtung, Schussblock usw., um die Toleranz, Dichte, Festigkeit, Form, Korrosion und andere Eigenschaften der Teile zu verbessern oder zu verbessern.
Vorteile der Pulvermetallurgie
Im Vergleich zu anderen Fertigungstechnologien erzeugt die Pulvermetallurgie fast keinen Materialabfall, die Materialnutzungsrate überschreitet 97%und kann direkt komplexe geometrische Formen bilden und die strenge dimensionale Toleranzkontrolle in gesinterten Produkten aufrechterhalten, die die Verarbeitungsvorgänge bei herkömmlichen Herstellungsprozessen reduzieren oder sogar vollständig beseitigen können. Aus diesem Grund nennen wir es Green Manufacturing Technology.
Zusätzlich zu den Einsparungen dieser Prozesse hat die Pulvermetallurgie ihre eigene Einzigartigkeit. Es nutzt den Vorteil seiner Rohstoffe als Pulver, um einige Kontrollen zu erreichen, die bei der traditionellen Verarbeitung schwierig oder unmöglich zu erreichen sind, z.
Lassen Sie uns einige spezifische Produktbeispiele verwenden, um das Verständnis aller zu verbessern.
1. Kombinieren Sie Materialien, die nicht zusammen gelöst werden können
Die Pulvermetallurgie ermöglicht die Verarbeitung von Materialkombinationen, die normalerweise als intimer gemischter Form als inkompatibel angesehen werden. Zu den nachgewiesenen Beispielen solcher Pulvermetallurgieanwendungen gehören:
Reibungsmaterialien für Bremsauskleidung und Kupplungsgesichter, in denen eine Reihe nicht-metallischer Materialien
(Wird verwendet, um einen Verschleißfestigkeit oder die Kontrolle der Reibungsniveaus zu vermitteln) sind in eine Kupfer- oder Eisenmatrix eingebettet.
Zementierte Carbidewerden häufig zum Schneiden von Werkzeugen, zum Bildungswerkzeug oder zum Schleifmittel verwendet. Dazu gehören eine an ein Metall gebundene harte Phase, eine Mikrostruktur, die nur durch flüssiges Phasensintern bei einer Temperatur über dem Schmelzpunkt des Bindemittels erzeugt werden kann. Mit Kobalt gebundenes Wolframkarbid ist das Hauptbeispiel für dieses Material, aber andere zementierte Carbide, einschließlich einer Reihe anderer Carbide, Nitriden, Karbonitriden oder Oxide, können ebenfalls verwendet werden, und neben Kobalt können neben Cobalt (Ni, Ni-CR, Nickelkobalt usw.) verwendet werden.
DiamantschneidwerkzeugmaterialienWo feiner Diamantkörnung gleichmäßig in einer Metallmatrix verteilt ist. Auch bei der Verarbeitung dieser Materialien wird das Sintern des flüssigen Phasen verwendet.Elektrische Kontaktmaterialien wie Kupfer/Wolfram, Silber/Cadmiumoxid.
2. Verarbeitung von Materialien mit sehr hohen Schmelzpunkten
Die Pulvermetallurgie -Technologie kann Materialien mit sehr hohen Schmelzpunkten verarbeiten, einschließlich refraktärer Metalle wie Wolfram, Molybdän und Tantal. Solche Metalle sind durch Schmelzen und Casting schwer zu produzieren und sind im Cast State im Allgemeinen sehr spröde. Die Produktion von Wolframblüten war eine der frühen Anwendungen der Pulvermetallurgie, die anschließend zum Zeichnen von Drähten für Glühlampen verwendet wurde.
3. Produkte mit kontrollierter Porosität
Die Pulvermetallurgie -Technologie kann Produkte mit kontrollierter struktureller Porosität produzieren. Sinterte Filterelemente sind ein Beispiel für eine solche Anwendung. Ein weiteres Hauptbeispiel sind Ölreting- oder Selbsthungerlager, eine der ältesten Anwendungen der Pulvermetallurgie, bei denen die miteinander verbundene Porosität in der gesinterten Struktur verwendet wird, um das Schmieröl einzudämmen.
4. Produkte mit überlegenen Eigenschaften
In bestimmten spezifischen Anwendungen können Pulvermetallurgieprozesse häufig durch eine hervorragende Kontrolle der Mikrostruktur überlegene Eigenschaften erzeugen, im Gegensatz zu herkömmlichen Guss- oder Schmiedensprozessen. Gute Beispiele für solche Anwendungen sind:
Magnetische Materialien
Fast alle harten (dauerhaften) Magneten und etwa 30% der weichen Magneten werden aus Pulver -Ausgangsmaterial verarbeitet.
Hochgeschwindigkeitsstahl
Verarbeitete Materialien für Pulvermetallurgie haben eine feinere und kontrollierte Mikrostruktur als geschmiedete Produkte mit höherer Zähigkeit und Schnittleistung.
Hochtemperaturlegierungen auf Nickel- oder Kobaltbasis
Superlegierungen auf Nickelbasis oder Kobalt auf Basis werden in Luft- und Raumfahrtmotorenanwendungen verwendet, bei denen Pulvermetallurgieprozesse einen Zusammensetzungsbereich und eine Mikrostrukturregelung bieten können, die nicht herrommäßig erreicht werden kann, wodurch die Betriebstemperaturen und die Leistung erhöht werden können.
Einschränkungen der Pulvermetallurgie
Obwohl die Pulvermetallurgie unterschiedliche Vorteile hat, gibt es immer noch einige Einschränkungen in der Anwendung. Die Hauptpunkte sind wie folgt:
1. Teilgröße und Gewicht sind begrenzt:
Die Pulvermetallurgie erfordert einen Pressungsprozess, bei dem eine Presse verwendet wird. Daher ist es durch die aktuelle Pressetonnage begrenzt, und die Größe kann nicht sehr groß gemacht werden, im Allgemeinen im Allgemeinen etwa 250 mm. Darüber hinaus ist es aufgrund der begrenzten Fluidität von Metallpulver immer noch schwierig, Teile mit einem Gewicht von mehr als 20 kg unter Verwendung des Pulvermetallurgieprozesses zu produzieren.
2. Nicht für Aufprall- und dynamische Lastanwendungen geeignet
Da die Dichte der Pulvermetallurgie -Teile normalerweise gering ist, sind ihre Festigkeit und Zähigkeit nicht so gut wie geschmiedete oder bearbeitete Teile. Die Poren nach Pulververdichtung und Sintern beeinflussen auch die mechanischen Eigenschaften des Materials. Dies macht Pulvermetallurgie -Teile weniger für hohe Spannungen und hohe Dehnungsanwendungen wie Auswirkungen und hohe dynamische Belastungen geeignet.
3.. Höhere Geräte- und Schimmelpilzkosten
Der Prozess der Pulvermetallurgie bestimmt, dass es spezielle Formen und Ausrüstungen verwenden muss und die Kosten relativ hoch sind. Es ist nicht wirtschaftlich in der kleinen Chargenproduktion, daher ist die Pulvermetallurgie normalerweise für die großflächige Produktion geeignet.(文章来源: iMechanics 机械)
