Порошкова металургія — це технологічний процес, який готує металеві порошки або використовує металеві порошки (або суміші металевих порошків і неметалічних порошків) як сировину для виробництва металевих матеріалів, композиційних матеріалів і різних виробів шляхом формування, спікання тощо. Порошкова металургія — це схоже на виробництво кераміки, і обидва належать до технології спікання порошку, тому ряд нових технологій порошкової металургії також можна використовувати для виробництва керамічних матеріалів. Завдяки перевагам технології порошкової металургії вона стала ключем до вирішення нових матеріальних проблем і відіграє вирішальну роль у розробці нових матеріалів.
Порошкова металургія включає виробництво порошків і виробів. Серед них фрезерування є переважно металургійним процесом, що узгоджується з його буквальним значенням. Продукти порошкової металургії часто виходять далеко за рамки матеріалів і металургії, і часто є технологіями, які охоплюють кілька сфер (матеріали та металургія, машини та механіка тощо). Зокрема, найновіший 3D-друк металевого порошку поєднує машинобудування, САПР, технологію зворотного проектування, технологію адитивного виробництва, технологію ЧПК, матеріалознавство та лазерну технологію, що робить технологію виробів порошкової металургії сучасною інтегрованою технологією, яка охоплює більше галузей.
Значення
Порошкова металургія - це промислова технологія, яка використовує металеві порошки або металеві порошки (або суміші металевих порошків і неметалевих порошків) як сировину для виробництва металевих матеріалів, композиційних матеріалів і різних виробів шляхом формування та спікання. Технологія порошкової металургії широко використовується в транспорті, машинобудуванні, електроніці, аерокосмічній промисловості, зброї, біології, новій енергетиці, інформаційній та ядерній галузях і стала однією з найбільш динамічних галузей науки про нові матеріали. Технологія порошкової металургії має низку переваг, таких як значна економія енергії, економія матеріалу, чудова продуктивність, висока точність продукту та хороша стабільність, що дуже підходить для масового виробництва. Крім того, деякі матеріали та складні деталі, які неможливо виготовити традиційними методами лиття та механічної обробки, також можна виготовити за допомогою технології порошкової металургії, яка привернула велику увагу промисловості.
Промисловість виробів порошкової металургії охоплює широкий спектр інструментів для різання чавуну та каменю, твердого сплаву, магнітних матеріалів і виробів порошкової металургії. У вузькому сенсі промисловість виробів порошкової металургії стосується лише виробів порошкової металургії, таких як деталі порошкової металургії (переважно), просочені маслом підшипники та вироби для лиття металу під тиском.
особливості
Порошкова металургія має унікальний хімічний склад та механічні та фізичні властивості, які неможливо отримати традиційними методами плавлення та лиття. Технологія порошкової металургії може бути використана для безпосереднього виробництва пористих, напівщільних або повністю щільних матеріалів і виробів, таких як масловмісні підшипники, шестерні, кулачки, напрямні стрижні, ріжучі інструменти тощо. Це низький процес різання.
(1) Технологія порошкової металургії може мінімізувати сегрегацію компонентів сплаву та усунути шорстку та нерівну структуру лиття. При виготовленні високоефективних рідкоземельних матеріалів постійного магніту, рідкоземельних матеріалів для зберігання водню, рідкоземельних люмінесцентних матеріалів, рідкоземельних каталізаторів, високотемпературних надпровідних матеріалів, нових металевих матеріалів (таких як сплави Al-Li, жароміцні сплави Al , суперсплави, порошкові корозійностійкі нержавіючі сталі, порошкові швидкорізальні сталі, інтерметалічні сполуки, високотемпературні конструкційні матеріали тощо), відіграє важливу роль.
(2) Можна отримати серію високоефективних нерівноважних матеріалів, таких як аморфні, мікрокристалічні, квазікристалічні, нанокристалічні та пересичені тверді розчини, і ці матеріали мають відмінні електричні, магнітні, оптичні та механічні властивості.
(3) Це технологія процесу, яка може легко реалізовувати різні композитні матеріали, які використовують характеристики кожного компонентного матеріалу, і може виготовляти високоефективні металеві матриці та керамічні композитні матеріали за низькою ціною.
(4) Можна виробляти матеріали та вироби зі спеціальними структурами та характеристиками, які неможливо виготовити звичайними методами плавлення, наприклад, нові пористі біоматеріали, пористі розділові мембранні матеріали, високоефективні конструкційні керамічні шліфувальні інструменти та функціональні керамічні матеріали.
(5) Він може реалізувати майже чисте формування та автоматичне масове виробництво, ефективно зменшуючи виробничі ресурси та споживання енергії.
(6) Це нова технологія, яка може ефективно регенерувати та комплексно використовувати руди, хвости, сталеплавильний шлам, сталеву луску, перероблений металевий брухт тощо як сировину.
Багато наших загальних верстатів і апаратних шліфувальних інструментів виготовляються за технологією порошкової металургії.
Основні етапи процесу порошкової металургії такі:
1. Приготування порошку сировини. Існуючі методи порошкотворення можна умовно розділити на два типи: механічні методи та фізико-хімічні методи. Механічні методи поділяються на механічне подрібнення та розпилення, а фізичні та хімічні – на електролітичну корозію, відновні, хімічні, відновно-хімічні, осадження, рідкофазні та електроліз. Серед них найбільш широко використовуються відновлення, атомізація та електроліз.
2. Формування порошку в зелене тіло потрібної форми. Метою формування є отримання зеленого тіла певної форми та розміру, певної щільності та міцності. Методи формування широко поділяються на формування тиском і формування без тиску. Найпоширенішим типом формування під тиском є пресування. Крім того, технологію 3D-друку також можна використовувати для створення блоків ембріонів.
3. Спікання зеленого тіла. Спікання є важливим процесом у процесі порошкової металургії. Сформоване необроблене тіло потім спікається для отримання необхідних кінцевих фізико-механічних властивостей. Спікання підрозділяється на унітарне спікання та багатосистемне спікання. Для одно- і багатокомпонентного твердофазного спікання температура спікання нижче температури плавлення використовуваних металів і сплавів. Для багатокомпонентного рідкофазного спікання температура спікання зазвичай нижча за температуру плавлення. Вища за температуру плавлення вогнетривких компонентів. Окрім звичайного спікання, існують також спеціальні методи спікання, такі як вільне спікання, метод занурення та метод гарячого пресування.
4. Постобробка виробів. Обробку після спікання можна виконувати різними способами відповідно до різних вимог до продукту. Оздоблювальна обробка, занурення в масло, механічна обробка, термічна обробка, гальванічне покриття тощо. Крім того, в останні роки в обробці матеріалів порошкової металургії після спікання були впроваджені нові процеси, такі як прокатка та кування, і були отримані ідеальні результати.
Поля застосування
Підприємства, пов’язані з порошковою металургією, в основному придатні для виробництва та дослідження запасних частин для автомобільної промисловості, виробництва обладнання, металургії, аерокосмічної промисловості, військової промисловості, приладобудування, апаратних засобів, електронного обладнання та інших галузей, виробництва відповідної сировини , а також виробництво допоміжної сировини, виробництво різних порошків, виготовлення обладнання для підготовки, виробництво обладнання для агломерації. Продукція включає підшипники, зубчасті колеса, твердосплавні ріжучі інструменти, прес-форми, фрикційні вироби та ін. Підприємства військової промисловості потребують використання технології порошкової металургії для виготовлення важкого озброєння та техніки, наприклад бронебійних куль і торпед, гальмівних пар для літаків і танків тощо. В останні роки автозапчастини, виготовлені на основі порошкової металургії, стали найбільшим ринком у промисловості порошкової металургії Китаю, де близько 50% автозапчастин є деталями порошкової металургії. [2]
(1) Застосування: (автомобілі, мотоцикли, текстильне обладнання, промислові швейні машини, електроінструменти, апаратні інструменти, електроприлади, інженерне обладнання тощо). Різні деталі порошкової металургії (на основі заліза та міді).
(2) Класифікація: пористі матеріали порошкової металургії, антифрикційні матеріали порошкової металургії, фрикційні матеріали порошкової металургії, конструкційні частини порошкової металургії, матеріали для інструментів і матриць порошкової металургії, електромагнітні матеріали порошкової металургії та високотемпературні матеріали порошкової металургії тощо.