التشريب هو عملية ثانوية رائعة لملء مسام أجزاء معدنية مسحوقةهناك عملية أخرى للقيام بذلك - التسلل.
التسلل في مسحوق المعادن يقوم بإدخال المعدن المنصهر من خلال الخاصية الشعرية، فيملأ المسام ويتصلب ليشكل جزءًا أكثر كثافة وتماسكًا.
نظرًا لأن تسلل النحاس هو أكثر عمليات التسلل شيوعًا، فسوف نركز هذه المدونة عليه.
المحتويات
تسرب النحاس في مسحوق المعادن
فيما يلي تدفق عملية تسلل النحاس إلى أجزاء مسحوق المعادن.
حساب مسامية الأجزاء
أولاً، تحسب مسامية الأجزاء، وهي النسبة المئوية لحجم الفراغات في المادة. يمكنك استخدام بعض تقنيات القياس، مثل قياس الكثافة أو الرسوم البيانية، لقياس المسامية.
حساب وزن النحاس
ثم اضرب الحجم الكلي للأجزاء بنسبة المسامية للحصول على حجم النحاس المطلوب. علاوة على ذلك، ستعرف وزن النحاس بناءً على كثافته.
اصنع صفائح النحاس
يمكنك استخدام قوالب من البلاستيك الأخضر المضغوط لصنع هذه الألواح النحاسية. أو يمكنك ضغط قطعة نحاس مستديرة ووضعها فوق الجزء المعقد. بعد ذوبان اللوحة النحاسية، تظل قادرة على اختراق جميع الأجزاء.
طريقة تسرب النحاس
يستخدم تسلل النحاس في مسحوق المعادن عادة الطريقتين التاليتين:
- إحدى الطرق هي وضع صفائح نحاسية فوق مكونات مسحوق مضغوط، ثم إرسالها معًا إلى فرن التلبيد. هذه الطريقة أقل تكلفة ولا تتطلب أي عمليات إضافية.
- الطريقة الأخرى هي وضع صفائح نحاسية فوق الأجزاء المُلبَّدة، ثم إعادة إدخالها إلى فرن التلبيد. هذه الطريقة أكثر تكلفة، لكن المكونات المُشبَّعة بالنحاس تتميز بخصائص ميكانيكية أفضل.
لأنه خلال المرة الأولى عملية تلبيدلقد تكوّن هيكل بين مساحيق المعادن، وحدثت عملية السبائك. هذا مفيد لعملية التسرب. علاوة على ذلك، تتميز الأجزاء المعدنية الملبدة بمتانة معينة، لذا لا داعي للقلق بشأن تلفها أثناء النقل.
خلال عملية ترشيح النحاس، نُجري اختباراتٍ بإضافة أوزانٍ مختلفةٍ من النحاس إلى المكونات. هذا يُساعدنا على تحديد الكمية المناسبة من النحاس وخفض التكاليف.
تشير الاختبارات التجريبية إلى تطبيق معالجة بتسرب النحاس بنسبة 20% على أجزاء حديدية بكثافة تتراوح بين 6.6 و7.0 جم/سم³. تصل صلابة سطحها إلى 96-99 وفقًا لمقياس HRB، ويمكن أن تصل مقاومتها للضغط إلى 1120-1280 ميجا باسكال دون الحاجة إلى عملية تصلب.
دراسة المعادن للعينات قبل وبعد تسرب النحاس
(أ) عينة المصفوفة؛ (ب) عينة تسرب النحاس بنسبة 20%
مواد إضافية أثناء عملية التسلل
بالإضافة إلى النحاس، سيتم أيضًا إضافة بعض الحديد أو المنجنيز أو الزنك أثناء التسلل في مسحوق المعادن.
- حديد
الغرض من إضافة الحديد هو منع ذوبان الحديد في الأجزاء وحدوث خدوش عند ذوبان النحاس. لذا، يُضاف الحديد أولًا لتشبعه مسبقًا.
- المنغنيز والزنك
لامتصاص الأكسجين من بيئة البلل وتحسين قابلية النحاس للبلل مع الحديد، يُمكن إضافة المنغنيز أو الزنك. يُسهّل هذا دخول النحاس بسلاسة إلى مسام المكونات القائمة على الحديد، كما يُساعد على إزالة البقايا.
مزايا تسرب النحاس في PM
زيادة الكثافة
يزيد تسرب النحاس من كثافة قطع مسحوق المعادن. على سبيل المثال، غالبًا ما تعاني القطع المصنوعة من الحديد من مشاكل مثل ضعف القوة وقلة الصلابة. يمكن أن يزيد تسرب النحاس من كثافة القطع المصنوعة من الحديد إلى 7.5 غ/سمXNUMX.3
تحسين القوة
بالإضافة إلى ذلك، يمكن لعملية التسلل أن تخترق النحاس في مكونات المعدن المسحوق في وقت قصير جدًا وتنتشر إلى المناطق المحيطة لإنتاج تقوية المحلول الصلب، وبالتالي تعزيز قوة الجزء.
تعزيز التوصيل الحراري والكهربائي
النحاس مادة ذات موصلية حرارية وكهربائية عالية، لذا فإن تسلل النحاس يمكن أن يعزز بشكل فعال الموصلية الكهربائية والحرارية للأجزاء.
ملء المسام
يُحسّن تسرب النحاس إلى مسام الأجزاء سطح الطلاء، مما يمنع سائل الطلاء من النفاذ إلى الفجوات الداخلية للأجزاء والتسبب في التآكل.
تطبيقات عملية تسرب مسحوق المعادن
أدوات كهربائية
يُعدّ تغلغل النحاس مثاليًا للاستخدام في الأدوات الكهربائية، مثل ترس القيادة، وترس القيادة، والترس الكوكبي، وحامل الكوكب. بفضل ملء مسام المعدن الأساسي، يُعزز تغلغل النحاس في الأدوات الكهربائية ويزيد من قوتها ومتانتها.
يساهم في توصيل الحرارة في الأدوات الكهربائية، مما يمنع ارتفاع درجة حرارتها ويطيل عمرها الافتراضي.
صناعة السيارات
يزيد تسرب النحاس في مسحوق المعادن من قوة وصلابة المكونات. لذلك، تُعد المكونات المُرشَّحة بالنحاس مثالية لمكونات السيارات، مثل التروس، وصفائح القابض، والعجلات المسننة، ومحاور المزامنة.
صناعة الآلات
يُحسّن النحاس المُرشّح قوة شد المادة، ويُعزز متانة وموثوقية الأجزاء الميكانيكية. في التركيبات متعددة المكونات، تتميز الأجزاء المُرشّحة بالنحاس بخصائص إحكام وقوة ربط جيدة. ينطبق هذا على مختلف أنظمة إحكام الضغط الهيدروليكي، مثل الصمامات والمضخات.
التشريب مقابل التسلل
يؤدي كل من التشريب والتسلل في مسحوق المعادن إلى إدخال إضافات لملء مسام الأجزاء.
يملأ التسرب مسام المكونات بإدخال المعدن المنصهر. ويحدث غالبًا في درجات حرارة عالية. والغرض الرئيسي منه هو تعزيز كثافة الأجزاء ومتانتها.
تلقيح تُدخل مواد غير معدنية، مثل الزيوت والراتنجات، لملء الأجزاء المعدنية المسامية. عادةً ما تُجرى عملية التشريب في درجة حرارة الغرفة، باستخدام ضغط عالٍ لاختراق المادة إلى الفراغات الداخلية للأجزاء.
يُعزز تشريب الزيت تزييت المنتج وعزل الأسطح، بينما يُساعد تسرب الراتنج على سد الثقوب. يُعدّ العزل مهمًا للمعالجات السطحية اللاحقة، مثل:
- الجلفنة
- تصفيح بمعدن النيكل
- تصفيح الكروم
- DACROMET
في إنتاجنا، واجه تسرب النحاس بعض المشاكل. على سبيل المثال، إذا كانت كثافة الأجزاء الخضراء أكبر من 6.9 غ/سم³3، من الصعب تنفيذ عملية التسلل.
يعود ذلك إلى أن بعض فجوات الأجزاء قد سُدّت ولم تتصل بالجزء الخارجي. لا يستطيع المعدن المنصهر دخول الفجوات الداخلية، مما يُسبب تراكم بقايا معدنية.
بالنسبة للمنتجات التي تتطلب متانة عالية أو ارتفاعًا كبيرًا، عادةً ما نُجري عملية ترشيح ثانوية. بعد عملية الترشيح الأولى، يُقلب المنتج وتُوضع قطعة النحاس لعملية ترشيح أخرى.
الأسئلة الشائعة
1. ما هو الفرق بين التلبيد في الطور السائل والتسلل في مسحوق المعادن؟
التلبيد في الطور السائل يُدخل معدنًا في طور سائل إلى الركيزة. يُعزز الطور السائل إعادة ترتيب الجسيمات الصلبة وترابطها، مما يُؤدي إلى تكثيفها وتحسين خصائصها.
التسرب هو صهر معدن ذي درجة انصهار منخفضة، مثل النحاس، عبر درجات حرارة عالية، ثم اختراق فراغات المعدن عبر الخاصية الشعرية.