Что такое порошковая металлургия?

Что такое порошковая металлургия?

Порошковая металлургия — технологический процесс получения металлических материалов, композиционных материалов и различных видов изделий путем получения металлических порошков или использования металлических порошков (или смесей металлических порошков и неметаллических порошков) в качестве сырья, формования и спекания. Метод порошковой металлургии аналогичен производству керамики, которая относится к технологии порошкового спекания. Поэтому ряд новых технологий порошковой металлургии можно использовать и для получения керамических материалов. Благодаря преимуществам технологии порошковой металлургии она стала ключом к решению проблемы новых материалов и играет решающую роль в разработке новых материалов.

Порошковая металлургия включает изготовление порошков и изделий. Среди них измельчение - это в основном металлургический процесс, что соответствует этому слову. Продукция порошковой металлургии зачастую выходит далеко за рамки материаловедческой и металлургической, а зачастую является междисциплинарной (материаловедение и металлургия, машиностроение и механика и др.) технологиями. В частности, современная 3D-печать металлическим порошком объединяет машиностроение, САПР, технологию обратного инжиниринга, технологию многослойного производства, технологию числового программного управления, материаловедение и лазерную технологию, что делает технологию производства изделий из порошковой металлургии современной комплексной технологией, охватывающей большее количество дисциплин.

Zhongwei Precision Производство деталей для литья под давлением из порошковой металлургии

Определить объявления

Порошковая металлургия — промышленная технология получения металлических материалов, композиционных материалов и различных видов изделий путем получения металлических порошков или использования металлических порошков (или смесей металлических порошков и неметаллических порошков) в качестве сырья, формования и спекания. Технология порошковой металлургии широко используется в транспорте, машиностроении, электронике, аэрокосмической, оружейной, биологии, новой энергетике, информационной и ядерной промышленности и стала одной из самых динамичных отраслей нового материаловедения. Технология порошковой металлургии имеет ряд преимуществ, таких как значительная экономия энергии, экономия материалов, отличные характеристики, высокая точность продукта и хорошая стабильность, и она очень подходит для массового производства. Кроме того, некоторые материалы и сложные детали, которые не могут быть получены традиционными методами литья и механической обработки, также могут быть изготовлены по технологии порошковой металлургии, которая привлекла большое внимание в промышленности.

широкийпорошковая металлургияПродукция промышленности включает железные каменные инструменты, твердые сплавы, магнитные материалы и продукты порошковой металлургии. Узкий смысл индустрии продуктов порошковой металлургии относится только к продуктам порошковой металлургии, включая детали порошковой металлургии (составляющие подавляющее большинство), масляные подшипники и изделия для литья под давлением.

Тематическая трансляция

Порошковая металлургия обладает уникальным химическим составом и механическими и физическими свойствами, которые невозможно получить традиционными методами плавки и литья. Технология порошковой металлургии может быть использована для непосредственного производства пористых, полуплотных или полностью плотных материалов и изделий, таких как маслосодержащие подшипники, зубчатые колеса, кулачки, направляющие стержни, инструменты и т. д. Это разновидность технологии резки или ее отсутствия.

(1) Технология порошковой металлургии может свести к минимуму сегрегацию состава сплава и устранить грубую и неравномерную структуру отливки. Он играет важную роль в получении высокоэффективных постоянных магнитных материалов из редкоземельных элементов, материалов для хранения редкоземельного водорода, люминесцентных материалов из редкоземельных элементов, катализаторов из редкоземельных металлов, высокотемпературных сверхпроводящих материалов, новых металлических материалов (таких как сплавы Al Li, термостойкие Al сплавы, суперсплавы, порошковые коррозионно-стойкие нержавеющие стали, порошковые быстрорежущие стали, интерметаллидные жаропрочные конструкционные материалы и др.).

(2) Можно приготовить ряд высокоэффективных неравновесных материалов, таких как аморфные, микрокристаллические, квазикристаллические, нанокристаллические и пересыщенные твердые растворы. Эти материалы обладают превосходными электрическими, магнитными, оптическими и механическими свойствами.

(3) Он может легко создавать несколько типов композитов и в полной мере использовать соответствующие характеристики каждого компонента материала. Это недорогая технология для производства высокоэффективных металлических матриц и керамических композитов.

(4) Он может производить материалы и продукты со специальной структурой и свойствами, которые не могут быть получены обычными методами плавки, такие как новые пористые биологические материалы, материалы с пористыми разделительными мембранами, высокоэффективные конструкционные керамические абразивы и функциональные керамические материалы.

(5) Он может реализовать почти чистое формирование и автоматическое серийное производство, что эффективно снижает потребление ресурсов и энергии при производстве.

(6) Он может в полной мере использовать руду, хвосты, шлам сталеплавильного производства, стальную прокатную окалину и перерабатывать металлические отходы в качестве сырья. Это новая технология, которая может эффективно регенерировать и всесторонне использовать материалы.

Многие из наших обычных обрабатывающих инструментов и аппаратных абразивов изготавливаются по технологии порошковой металлургии.

Метод подготовки к трансляции

(1) Производство порошка. Процесс производства порошка включает этапы приготовления порошка, смешивания порошка и т. д. Для улучшения формуемости и пластичности порошка обычно добавляют пластификаторы, такие как моторное масло, каучук или парафин.

(2) Прессование. Порошок прессуется до необходимой формы под давлением 15-600МПа.

(3) Спекание. Его проводят в высокотемпературной печи или вакуумной печи с защитной атмосферой. Спекание отличается от плавления металла. По крайней мере, один элемент все еще находится в твердом состоянии во время спекания. Во время спекания частицы порошка превращаются в металлургические продукты с определенной пористостью в результате ряда физических и химических процессов, таких как диффузия, рекристаллизация, сварка плавлением, комбинирование, растворение и т. д.

(4) Постобработка. Как правило, спеченные детали можно использовать напрямую. Но для некоторых деталей с высокой точностью размеров, высокой твердостью и износостойкостью также требуется обработка после спекания. Последующая обработка включает тонкое прессование, прокатку, экструзию, закалку, поверхностную закалку, погружение в масло и инфильтрацию.

Способ приготовления порошка

Подготовка порошка является первым этапом порошковой металлургии. С непрерывным увеличением количества материалов и продуктов порошковой металлургии и постоянным улучшением их качества требуется предоставлять все больше и больше типов порошков. Например, из ассортимента материалов используется не только металлический порошок, но также порошок сплава и порошок соединения металла; С точки зрения формы порошка необходимо использовать порошки различной формы. Например, при создании фильтра необходимо сформировать порошок; С точки зрения размера частиц порошка требуется, чтобы порошок с различными размерами частиц имел размер крупных частиц 500~1000 микрон и размер сверхмелких частиц менее 0,5 микрон.

Чтобы удовлетворить различные требования к порошку, существуют также различные способы его производства. Эти методы представляют собой не что иное, как превращение металла, сплава или металлического соединения в порошкообразное состояние в твердом, жидком или газообразном состоянии. Различные способы приготовления порошков и порошки, приготовленные различными способами.

Методы преобразования металлов и сплавов или соединений металлов в порошки в твердом состоянии включают:

(1) Метод механического дробления и метод электрохимической коррозии используются для получения порошка металла и сплава из твердого металла и сплава:

(2) Метод восстановления для получения порошков металлов и сплавов из твердых оксидов и солей металлов. Химический метод восстановления для получения порошков соединений металлов из порошков металлов и сплавов, оксидов металлов и неметаллических порошков.

Способ превращения металла и сплава или соединения металла в порошок в жидком состоянии включает:

(1) Приготовление порошка сплава из жидкого металла и сплава путем распыления

(2) Существуют методы вытеснения и методы восстановления водорода в растворе для приготовления металлического сплава и порошка с покрытием из замещения и восстановления раствора соли металла; Способ получения металлического порошка путем осаждения из расплава соли металла включает способ старения расплава соли; Метод металлической ванны используется для отделения порошка соединения металла от вспомогательной металлической ванны.

(3) Метод электролиза водного раствора для получения порошка металла и сплава электролизом из раствора соли металла; Метод электролиза расплавленной соли используется для получения порошка металла и соединения металла из электролиза расплавленной соли металла.

Способ превращения металла или соединения металла в порошок в газообразном состоянии:

(1) метод конденсации пара используется для производства металлического порошка из конденсации металлического пара;

(2) Термическая диссоциация материалов на основе углерода из газообразных материалов на основе металлического углерода с получением металлов, сплавов и порошков с покрытием.

(3) метод восстановления газообразным водородом для получения порошка металла, сплава и металлического покрытия сплава из газообразного галогенида металла; Метод химического осаждения из паровой фазы используется для получения порошка соединения металла и покрытия путем осаждения газообразного галогенида металла.

Однако, исходя из сути процесса, существующие методы измельчения можно в целом разделить на две категории, а именно механический метод и физико-химический метод. Механический способ – это технологический процесс механического измельчения сырья, при этом химический состав в основном не изменяется; Физико-химический метод – это процесс получения порошка путем изменения химического состава или агрегатного состояния сырья с помощью химического или физического воздействия. Многие методы производства порошка имеют промышленный масштаб, и некоторые из наиболее широко используемых методов, такие как метод восстановления Ганса, метод распыления и метод электролиза, такие как метод осаждения из паровой фазы и метод осаждения из жидкости, также важны для специальных применений. [1]

Основными процессами порошковой металлургии являются:

1. Приготовление порошка сырья. Существующие методы измельчения можно условно разделить на две категории: механический метод и физико-химический метод. Механический метод можно разделить на: механическое измельчение и распыление; Физико-химический метод можно разделить на метод электрохимической коррозии, метод восстановления, химический метод, химический метод восстановления, метод осаждения из паровой фазы, метод жидкого осаждения и метод электролиза. Среди них наиболее широко используются метод восстановления, метод распыления и метод электролиза.

2. Из порошка формируют заготовку нужной формы. Цель формовки - придать прессовке определенную форму и размер, а также придать ей определенную плотность и прочность. Методы формования в основном делятся на формование давлением и формование без давления. Компрессионное формование является наиболее широко используемым методом литья под давлением. Кроме того, для изготовления эмбрионального блока можно использовать технологию 3D-печати.

3. Спекание заготовок. Спекание является ключевым процессом в порошковой металлургии. Сформированные компакты могут получить требуемые конечные физико-механические свойства путем спекания. Спекание можно разделить на спекание единичной системы и спекание многоэлементной системы. Для твердофазного спекания одиночной системы и многокомпонентной системы температура спекания ниже температуры плавления используемых металлов и сплавов; Для жидкофазного спекания многокомпонентных систем температура спекания обычно ниже температуры плавления тугоплавких компонентов, но выше температуры плавления легкоплавких компонентов. В дополнение к обычному спеканию существуют также специальные процессы спекания, такие как свободное спекание, выщелачивание расплава, горячее прессование и т. д.

4. Постобработка продукции. Обработка после спекания может осуществляться различными методами в соответствии с различными требованиями к продукту. Например, отделка, погружение в масло, механическая обработка, термообработка и гальваника. Кроме того, в последние годы некоторые новые процессы, такие как прокатка и ковка, также применялись для обработки спеченных материалов P/M и дали удовлетворительные результаты.

Свойство порошка

Общий термин для всех свойств порошка. В него входят: геометрические свойства порошка (размер частиц, удельная поверхность, размер и форма пор и др.); Химические свойства порошка (химический состав, чистота, содержание кислорода, кислотонерастворимых веществ и др.); Механические свойства порошка (насыпная плотность, текучесть, формуемость, прессуемость, угол упаковки, угол сдвига и др.); Физические свойства и характеристики поверхности порошка (истинная плотность, блеск, волновое поглощение, поверхностная активность, зе проц 26мдэш; та (проц 26сседил; потенциал, магнетизм и др.). Свойства порошка часто в значительной степени определяют свойства изделий порошковой металлургии.

Самыми основными геометрическими свойствами являются размер частиц и форма порошка.

(1) Размер зерна. Это влияет на обработку и формование порошка, усадку при спекании и конечные характеристики продукта. Производительность некоторых продуктов порошковой металлургии почти напрямую связана с размером частиц. Например, точность фильтрации фильтрующих материалов можно получить опытным путем, разделив средний размер частиц исходного порошка на 10; Свойства изделий из цементированного карбида тесно связаны с размером зерна фазы wc. Размер частиц порошка, используемого в производственной практике, составляет от сотен нанометров до сотен микрон. Чем меньше размер частиц, тем больше активность и тем легче поверхность окисляется и поглощает воду. Когда он составляет сотни нанометров, хранение и транспортировка порошка затруднены. А когда он до определенной степени мал, начинает работать квантовый эффект, и его физические свойства сильно изменятся. Например, ферромагнитный порошок станет суперпарамагнитным порошком, и температура плавления также будет снижаться с уменьшением размера частиц.

(2) Форма частиц порошка. Это зависит от метода измельчения, например, порошок, полученный электролизом, и частицы являются дендритными; Частицы железного порошка, полученные методом восстановления, представляют собой губчатые чешуйки; Сферический порошок в основном получают газовым распылением. Кроме того, некоторые порошки имеют форму яйца, диска, иглы, луковицы и т. д. Форма частиц порошка влияет на текучесть и плотность порошка. Благодаря механическому взаимодействию между частицами компакты порошка неправильной формы также прочны, особенно дендритный порошок, обладающий наибольшей прочностью прессовок. А вот для пористых материалов лучше всего подойдет сферический порошок.

Механические свойства Механические свойства порошков – это технологические свойства порошков, которые являются важными технологическими параметрами в процессе формообразования порошковой металлургии. Плотность насыпной упаковки порошка является основанием для объемного взвешивания при уплотнении; Текучесть порошка определяет скорость заполнения порошком матрицы и производительность пресса; Прессуемость порошка определяет сложность процесса прессования и прилагаемого давления; Формуемость порошка определяет прочность заготовки.

Химические свойства в основном зависят от химической чистоты сырья и метода измельчения. Более высокое содержание кислорода снижает способность к прессованию, компактную прочность и механические свойства спеченных изделий. Поэтому большинство технических условий порошковой металлургии имеют на этот счет определенные положения. Например, допустимое содержание кислорода в порошке составляет 0,2% ~ 1,5%, что эквивалентно содержанию оксида 1% ~ 10%.