È noto che la metallurgia delle polveri (PM) è una tecnica di produzione avanzata. La PM realizza componenti a partire da polvere metallica, garantendo un elevato sfruttamento del materiale e velocità di produzione elevate.
Oggigiorno, diversi tipi di processi di metallurgia delle polveri vengono applicati nei settori automobilistico, motociclistico, medico e aerospaziale.
Diamo un'occhiata a una panoramica di questi diversi processi di metallurgia delle polveri:
- Processo convenzionale di metallurgia delle polveri è un metodo di produzione conveniente per la produzione in serie di parti strutturali di piccole e medie dimensioni.
- Stampaggio ad iniezione di metalli può realizzare prodotti molto piccoli, ad alta densità e con caratteristiche eccellenti.
- Forgiatura a polvere combina la PM con il processo di forgiatura per realizzare prodotti ad alte prestazioni.
- Produzione additiva in metallo è ideale per la produzione di piccole quantità di parti dalle forme complesse, anche con elementi cavi.
- Pressatura isostatica a freddo può produrre grandi forme tridimensionali.
- Pressatura isostatica a caldo può realizzare prodotti finiti con densità del 100%.
- Pressatura a caldo è un processo di densificazione che applica contemporaneamente pressione e calore allo stampo e al materiale.
- rotolamento della polvere è adatto per piastre piane in materiali multistrato a basso costo.
- Formatura a spruzzo spruzza direttamente il metallo fuso in parti dalla forma quasi netta.
- Sinterizzazione di polvere sciolta is utilizzato per realizzare filtri sinterizzati.
Contenuti
Processo di metallurgia delle polveri convenzionale
. processo convenzionale di metallurgia delle polveri consiste nel pressare la polvere in parti verdi attraverso una pressa compattatrice. Successivamente, le parti verdi vengono sinterizzate per migliorarne la densità, la resistenza e altre proprietà meccaniche. La densità dei prodotti realizzati con questo processo non supera generalmente il 95%.
Di solito, a pressa per metallurgia delle polveri ha una superficie di stampaggio inferiore a 200 cm², per cui ha difficoltà a produrre componenti di grandi dimensioni.
| Attributi | Tipico |
|---|---|
| Massa del componente (g) | 0.1-10,000 |
| Rugosità superficiale (μm) | 2 |
| Spessore della parete (mm) | 2 + |
| Volume di produzione | 2000 + |
| Densità (%) | 85-90 |
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Processo di stampaggio a iniezione di metalli
Stampaggio ad iniezione di metalli è adatto per la produzione di piccoli prodotti con elevata densità e caratteristiche fini. È stato sviluppato da stampaggio ad iniezione di ceramica.
Il processo MIM comprende principalmente le seguenti quattro fasi:
- Per ottenere la materia prima, il legante e la polvere metallica vengono miscelati uniformemente in un rapporto di 40:60.
- La polvere metallica viene fusa e iniettata nello stampo dal macchina per lo stampaggio ad iniezione.
- I vostri produttori fanno passare il prodotto grezzo attraverso un forno di riscaldamento per rimuovere i leganti.
- Il prodotto sgrassato viene inviato a un forno di sinterizzazione per aumentarne la resistenza.
Nella tabella seguente sono illustrate alcune caratteristiche tipiche dei prodotti stampati a iniezione di metallo.
| Attributi | Tipico |
|---|---|
| Massa del componente (g) | 0.1-10,000 |
| Rugosità superficiale (μm) | 2 |
| Spessore della parete (mm) | 2 + |
| Volume di produzione | 2000 + |
| Densità (%) | 85-90 |
Processo di forgiatura a polvere
La polvere metallica viene pressata nella forma desiderata, quindi pre-sinterizzata o sinterizzata e forgiata, a freddo o a caldo, a seconda delle esigenze. Questo processo è noto come forgiatura a polvere (PF) o forgiatura della metallurgia delle polveriIl PF può aumentare la densità dei componenti sinterizzati fino al 99%. È il metodo preferito per produrre componenti ad alta resistenza come le bielle.
Processo di produzione additiva di metalli
Produzione additiva di metalli (MAM) è la più recente tecnologia di stampaggio a polvere, rinomata per la prototipazione rapida. La MAM può produrre prodotti con caratteristiche complesse che non possono essere realizzate con altri processi. Inoltre, la AM non richiede stampi, il che è molto vantaggioso per piccoli lotti di prodotti.
La maggior parte dei processi di produzione additiva dei metalli segue questi passaggi:
- Per prima cosa, si stende uno strato di polvere metallica su una superficie piana.
- Successivamente, una stampante 3D in metallo fonde e sinterizza la polvere seguendo coordinate specifiche, utilizzando un laser o un fascio di elettroni.
- Dopo aver completato uno strato, si aggiunge un altro strato di polvere sopra.
- Il laser o il fascio di elettroni continua a sinterizzare la polvere secondo il progetto programmato.
- In questo modo il prodotto viene realizzato strato per strato a partire dalla polvere.
Lo standard ASTM F2792 classifica 7 diverse tipologie di tecnologie di produzione additiva:
- Fusione del letto di polvere
- Getto di raccoglitore
- Deposizione di energia diretta
- Laminazione fogli
- Estrusione materiale
- Getto di materiale
- Fotopolimerizzazione al tino
Processo di pressatura isostatica a freddo
Pressatura isostatica a freddo (CIP), come suggerisce il nome, è un metodo di lavorazione dei materiali condotto a temperatura ambiente. È adatto per componenti con un elevato rapporto lunghezza-larghezza, forme complesse o requisiti di densità uniforme.
In genere, si inizia riempiendo uno stampo flessibile con polvere metallica. Quindi, lo stampo viene immerso in olio o acqua per pressarlo.
Lo stampo è sottoposto a pressione da tutti i lati, quindi la densità verde è relativamente uniforme.
Nello stampaggio tradizionale, lo stampo è soggetto a usura. Pertanto, è realizzato principalmente in acciaio per utensili o metallo duro ed è costoso.
Al contrario, gli stampi per pressatura isostatica a freddo sono realizzati in gomma o gomma poliuretanica e sono più economici.
Lo svantaggio del CIP è la difficoltà di produrre parti con dimensioni precise. Se si desiderano prodotti che soddisfino la precisione dimensionale, i pezzi sinterizzati devono essere lavorazione secondaria.
La pressatura isostatica a freddo si divide in due tipologie di formatura: sacchi umidi e sacchi asciutti.
Processo di pressatura isostatica a caldo
Pressatura isostatica a caldo (HIP) è un processo che sottopone i pezzi sia ad alte temperature (500-2000°C) sia a pressione isostatica (100-200 MPa) in un gas protettivo (ad esempio argon o azoto).
Potresti essere a conoscenza del fatto che la pressatura isostatica a caldo produce parti di metallurgia delle polveri con piena densità e senza pori.
Per questo motivo, la tecnologia HIP viene spesso applicata per densificare pezzi stampati a iniezione e fusioni in metallo.
- Versare la polvere in un barattolo con pareti spesse 2-3 mm. Quindi, riscaldarlo a 300-500 °C e svuotarne l'interno.
- Sigillare l'apertura del barattolo tramite saldatura elettrica, chiamata incapsulamento.
- Si posiziona il barattolo sigillato in una camera di riscaldamento per riscaldarlo e si fa passare argon o azoto per pressurizzarlo.
- Infine, dopo aver rimosso il contenitore tramite lavorazione CNC, si ottiene un prodotto con densità del 100%.
Processo di pressatura a caldo
Pressatura a caldo Combina le fasi di pressatura e sinterizzazione in una sola. In questo metodo, la polvere viene inserita in uno stampo e sottoposta contemporaneamente a calore e pressione. A differenza della pressatura isostatica, la pressatura a caldo è una pressatura monoassiale.
La pressatura a caldo viene utilizzata principalmente nella produzione di utensili diamantati, materiali di attrito e bersagli per sputtering.
Nella maggior parte dei casi, il processo di fabbricazione degli utensili diamantati è il seguente:
- Polvere di metallo e particelle di diamante vengono mescolate e inserite in uno stampo di grafite.
- Successivamente, il proprietario fa passare la corrente elettrica attraverso lo stampo e riscalda la polvere.
- Una volta raggiunta la temperatura impostata, la pressa compatta la polvere in parti verdi.
Inoltre, le parti verdi sono strettamente correlate alla pressione e alla temperatura.
Processo di laminazione a polvere
La laminazione è un processo di produzione metallurgica tradizionale comunemente utilizzato in lamiera d'acciaio produzione. Appiattisce le billette di acciaio facendole passare attraverso rulli per ottenere lo spessore desiderato.
La laminazione può essere utilizzata nell'industria della metallurgia delle polveri.
rotolamento della polvere è una tecnica di formatura della polvere che trasforma la polvere in sottili fogli facendoli passare attraverso rulli e procedendo poi alla sinterizzazione.
A volte, per ottenere una densità maggiore, il prodotto sinterizzato viene nuovamente laminato a caldo e poi raffreddato.
Processo di formatura a spruzzo
Formatura a spruzzo è simile al processo di atomizzazione del gas ed è un processo che produce una forma quasi netta.
Il liquido metallico si frammenta in goccioline sottili sotto l'azione del gas ad alta pressione. Queste goccioline si depositano quindi su un substrato, accumulandosi gradualmente e infine solidificandosi.
La formatura a spruzzo offre diversi vantaggi:
- Il prodotto finito presenta una struttura fine, che conferisce buone proprietà meccaniche.
- Le elevate temperature delle goccioline garantiscono un'adesione immediata al substrato, impedendo la segregazione superficiale.
- La densità del prodotto finale può superare il 98%.
- Grazie alla formatura a spruzzo è possibile produrre prodotti di forma quasi netta in un unico passaggio, riducendo i costi di produzione.
- Può utilizzare materiali compositi per creare prodotti.
Tuttavia, è limitato alle forme dei prodotti che possono essere realizzati. Tra i più comuni ci sono billette cilindriche, piastre e tubi cavi.
Sinterizzazione di polvere sciolta
La sinterizzazione a polvere libera prevede il riempimento della polvere in uno stampo di grafite o ceramica e la sua vibrazione per migliorarne la densità e l'integrità. La polvere e lo stampo vengono quindi inviati insieme al forno di sinterizzazione. Questo è il principale metodo di produzione. filtri porosi sinterizzati.
