Che cosa si intende per miscelazione nella metallurgia delle polveri?

Combinare polveri, elementi di lega e lubrificanti per determinare le caratteristiche del prodotto finito. Questo processo è noto come miscelazione.

Gli scopi della miscelazione delle polveri includono:

• Ottenere una granulometria uniforme delle particelle di polvere.
• Aggiunta di lubrificanti per migliorare la fluidità delle polveri metalliche e ridurre l'attrito durante la compattazione dello stampo.
• Incorporazione di elementi di lega per migliorare le proprietà specifiche di parti di metallurgia delle polveri.

Fasi della miscelazione nella metallurgia delle polveri

Il processo di miscelazione solitamente prevede i seguenti passaggi.

Scegli polveri metalliche

Selezionare la materia prima per il processo di miscelazione, comprese le polveri metalliche di base e gli elementi di lega.

Le polveri metalliche sono la pietra angolare della processo di metallurgia delle polveri, influenzando le prestazioni del componente finito. E gli elementi di lega migliorano direttamente la resistenza alla corrosione e la resistenza meccanica dei componenti.

I metalli in polvere comunemente utilizzati includono:

• Ferro
• Rame
• Alluminio
• Tungsteno
• Acciaio inossidabile

Gli elementi di lega principali sono i seguenti.

• Nichel (Ni)
• Cromo (Cr)
• Molibdeno (Mo)
• Manganese (Mn)

Di solito, questi elementi di lega vengono aggiunti al metallo fuso durante produzione di polvere e poi atomizzate in polveri metalliche. Questo processo è noto come polveri prelegate.

Peso e proporzionamento

Dopo aver selezionato le polveri, calcolare le percentuali in peso di ciascun materiale in base ai requisiti del prodotto finale.

Mescolanza

Durante il processo di miscelazione, le polveri metalliche vengono miscelate mediante apposite apparecchiature, come il miscelatore a V. Lo scopo del processo di miscelazione nella metallurgia delle polveri è quello di ottenere polveri metalliche uniformi.

A seconda delle esigenze, è possibile regolare opportunamente la velocità e l'ampiezza dell'oscillazione per ottenere un effetto di mixaggio migliore.

I miscelatori per la metallurgia delle polveri sono dotati di un ingresso e di un'uscita per un facile utilizzo. Possono miscelare materie prime da diverse centinaia di chilogrammi a una tonnellata alla volta. Solitamente, la miscelazione di 1,000 kg di polvere metallica richiede circa un'ora.

Il tempo e la velocità del processo di miscelazione sono attentamente controllati per evitare la demiscelazione, ovvero la separazione delle polveri a causa di differenze di densità o granulometria. Inoltre, le polveri metalliche miscelate vengono in genere conservate per non più di una settimana.

 

Aggiunta di legante e lubrificante

I leganti offrono un'adesione essenziale tra le particelle. Questo aiuta le polveri miscelate a rimanere intatte durante le seguenti processo di compattazione.

I leganti principali sono i seguenti:

• Alcool polivinilico (PVA) È un polimero sintetico idrosolubile con eccellenti proprietà adesive. Ha buone proprietà adesive ed è facile da rimuovere dopo il riscaldamento, lasciando residui minimi.
• Leganti a base di ceraCome la paraffina, può formare un corpo verde resistente. Ad esempio, l'alcol scioglie la paraffina e la mescola alla polvere di carburo di tungsteno. Dopo l'evaporazione dell'alcol, la paraffina aiuta a legare la polvere di carburo di tungsteno. È anche facile da sciogliere ed evaporare.

I lubrificanti riducono l'attrito tra le particelle metalliche, facilitando lo scorrimento delle polveri durante la miscelazione. Questo rende il processo di miscelazione più fluido ed efficiente.

• Stearato di zinco ha un buon effetto lubrificante ed è adatto per parti strutturali a base di ferro
• Acrawax ha un effetto lubrificante inferiore rispetto allo stearato di zinco, ma può essere completamente rimosso tramite pre-sinterizzazione senza lasciare residui.

Test di polveri metalliche miste

Gli attributi della polvere metallica come la portata e la densità vengono esaminati per garantire la conformità agli standard. Valutare

I test includono principalmente:

Portata

La portata indica la velocità con cui la polvere scorre attraverso un imbuto o un orifizio. Una portata maggiore indica una maggiore facilità di manipolazione. Fattori come la forma, le dimensioni e la consistenza delle particelle influiscono su di essa.

Densità

densità apparente Misura la massa per unità di volume della polvere quando viene versata in un contenitore. Mostra la densità con cui la polvere si compatta. Una densità apparente più elevata suggerisce che la polvere formerà parti più dense e stabili.

Dimensione delle particelle

La dimensione delle particelle di polvere influenza il modo in cui si mescolano, scorrono e si compattano. Quando le dimensioni delle particelle sono simili in tutto il prodotto, ciò contribuisce a mantenere la miscela uniforme e garantisce la consistenza del prodotto finale. L'analisi granulometrica utilizza tecniche come la setacciatura o la diffrazione laser per garantire la coerenza.

Composizione chimica

Contaminanti come zolfo, fosforo o ossigeno possono causare scarse proprietà meccaniche e altri difetti. Analizzare la composizione chimica per evitare difetti.

Di seguito sono riportati i parametri di diverse polveri metalliche.

Materiali	Portata	Densità	Dimensione delle particelle	Composizione chimica
Polvere di rame	/	3.76 g / cm3	45 µm / 325 maglie / 0.045 mm	Cu 99,96% (Al) Alluminio: 0.004% max (Cd) Cadmio: 0.001% max (Pb) Piombo: 0.001% max
Polvere di ferro	26.3 secondi/50 g	2.94 g/cm3	140 µm / 105 maglie / 0.140 mm	Carbonio (C): 0.004% Zolfo (S): 0.0101% Contenuto di ossigeno (O): 0.08% Manganese (Mn): 0.179%
Polvere di acciaio inossidabile 316L	/	2.82 g/cm3	45 µm / 325 maglie / 0.045 mm	Ott: 0.39 Carbonio (C): 0.038% Molibdeno (Mo): 2.90% Silicio (Si): 0.48% Cromo (Cr): 16.00% Nichel (Ni): 13.40%

Fattori che influenzano la miscelazione nella metallurgia delle polveri

Diversi fattori chiave influenzano il processo di miscelazione della metallurgia delle polveri:

Dimensioni e distribuzione della polvere

Una distribuzione uniforme delle particelle favorisce una migliore coesione della polvere, riduce i vuoti e si traduce in una miscela più equilibrata. Le particelle più piccole si mescolano più uniformemente, migliorando lo scorrimento e la compattazione della polvere. Questo aiuta i componenti in polvere metallica a raggiungere proprietà meccaniche costanti.

Forma in polvere

Le particelle sferiche scivolano facilmente l'una sull'altra e si fondono bene. La loro forma liscia riduce l'attrito, aiutandole a muoversi e a mescolarsi meglio.

Le particelle irregolari o spigolose, invece, sono diverse. Tendono a legarsi tra loro, formando un legame forte che rende il prodotto finale più resistente. Tuttavia, queste forme irregolari possono anche compromettere la fluidità della miscelazione, causando una miscelazione non uniforme.

Attrezzatura principale per la miscelazione delle polveri

Miscelatore a bicchiere

Un mixer a tamburo è costituito da un contenitore cilindrico che ruota su una piattaforma. Il suo interno liscio impedisce alle polveri di attaccarsi e garantisce una miscelazione uniforme. È delicato e perfetto per miscelare polveri metalliche fini senza danneggiarle.

Mixer a doppio cono

Questo miscelatore ha due sezioni coniche unite alla base, formando una forma a diamante. Ruota orizzontalmente lungo il suo asse. Questo design è ideale per mescolare polveri di diverse dimensioni e densità. È quindi efficace nel creare miscele uniformi e nel prevenire la separazione.

Miscelatore V

Il miscelatore a V ha una camera a forma di V che ruota attorno a un asse orizzontale. La forma a V permette alle polveri di scivolare e mescolarsi avanti e indietro. Questo movimento aiuta a distribuire le polveri in modo uniforme e previene la formazione di grumi.

Frullatore a nastro

Presenta una vasca a U con due lame a nastro che ruotano in direzioni opposte, garantendo una distribuzione equilibrata delle polveri. Le lame spingono le polveri avanti e indietro, mescolandole lungo la vasca. Questo design è efficace per lotti di grandi dimensioni, riducendo al minimo la segregazione.

Mixer planetario

I miscelatori planetari sono dotati di una pala centrale che ruota sul proprio asse orbitando attorno al contenitore. Questo doppio movimento garantisce una miscelazione accurata ed evita la segregazione, creando una miscela omogenea. Il miscelatore assicura inoltre che le polveri raggiungano tutte le aree del contenitore, riducendo così la possibilità di una miscelazione non omogenea.

 

FAQ

Qual è la differenza tra miscelazione e miscelazione nella metallurgia delle polveri?

La miscelazione agita delicatamente polveri metalliche simili provenienti da lotti o tagli di dimensioni diverse per uniformare la chimica, il flusso e la distribuzione delle particelle senza aggiungere lubrificanti o polveri di lega.

La miscelazione combina polveri diverse e introduce lubrificanti o leganti in modo che ogni particella contenga la formulazione completa necessaria per la compattazione o lo stampaggio.

Il processo di miscelazione della metallurgia delle polveri è ecologico?

Il processo di miscelazione mediante metallurgia delle polveri è vantaggioso per l'ambiente in diversi modi. Utilizza materiali riciclabili e biodegradabili, contribuendo a ridurre al minimo l'impatto ambientale.

Inoltre, l'utilizzo di tecniche di miscelazione che sprecano meno e di miscelatori a basso consumo energetico facilita la riduzione dell'impronta di carbonio

Il processo di miscelazione della metallurgia delle polveri richiede uno spazio separato?

Sì, la miscelazione della metallurgia delle polveri

necessita di uno spazio separato. La polvere può diffondersi e danneggiare la qualità dell'aria, quindi è importante avere un'area dedicata.

Questo spazio dovrebbe includere apparecchiature di purificazione dell'aria e di rimozione delle polveri per ridurre l'impatto ambientale. Inoltre, questo processo è di fondamentale importanza per l'Ufficio cinese per la protezione ambientale.

Il processo di miscelazione della metallurgia delle polveri può causare danni fisici ai lavoratori?

Sì, la manipolazione di polveri metalliche può essere dannosa. Respirare le polveri sottili può causare problemi polmonari. Inoltre, le polveri possono irritare la pelle o provocare allergie. Ecco perché è importante indossare mascherine e guanti. È altrettanto importante mantenere il luogo di lavoro ben ventilato per proteggere la salute dei lavoratori.