Объедините порошки, легирующие элементы и смазочные материалы, чтобы определить характеристики готового продукта. Этот процесс называется смешиванием или смешиванием.
Цели смешивания порошков включают в себя:
- Достижение однородного размера частиц порошка.
- Добавление смазочных материалов для улучшения текучести металлических порошков и снижения трения во время прессования в пресс-форме.
- Введение легирующих элементов для улучшения специфических свойств детали порошковой металлургии.
Содержание:
Этапы смешивания в порошковой металлургии
Процесс смешивания обычно состоит из следующих этапов.
Выбирайте металлические порошки
Выберите сырье для процесса смешивания, включая основные металлические порошки и легирующие элементы.
Металлические порошки являются краеугольным камнем процесс порошковой металлургии, влияющие на эксплуатационные характеристики готового компонента. А легирующие элементы напрямую улучшают коррозионную стойкость и механическую прочность деталей.
К наиболее часто используемым порошковым металлам относятся:
- Утюг
- Медь
- Алюминий
- вольфрама
- Нержавеющая сталь
Основными легирующими элементами являются следующие.
- Никель (Ni)
- Хром (Cr)
- Молибден (Мо)
- Марганец (Mn)
Обычно эти легирующие элементы добавляются в расплавленный металл во время производство порошка и затем распыляются в металлические порошки. Это известно как предварительно легированные порошки.
Вес и пропорции
После выбора порошков рассчитайте весовые проценты для каждого материала на основе требований к конечному продукту.
Смешивание
В процессе смешивания металлические порошки смешиваются с помощью смесительного оборудования, такого как V-образный смеситель. Целью процесса смешивания в порошковой металлургии является получение однородных металлических порошков.
В зависимости от потребностей вы можете отрегулировать скорость и амплитуду колебаний для достижения лучшего эффекта смешивания.
Смесители для порошковой металлургии имеют входное и выходное отверстия для удобства эксплуатации. И они могут смешивать сырье от нескольких сотен килограммов до тонны за раз. Обычно смешивание 1,000 кг металлического порошка занимает около 1 часа.
Время и скорость процесса смешивания тщательно контролируются, чтобы предотвратить расслоение. Это когда порошки разделяются из-за различий в плотности или размере частиц. Кроме того, смешанные металлические порошки обычно хранятся не более недели.
Добавление связующего и смазочного материала
Связующие обеспечивают необходимую адгезию между частицами. Это помогает смешанным порошкам оставаться нетронутыми в течение следующих процесс уплотнения.
Основными связующими веществами являются:
- Поливиниловый спирт (ПВА) водорастворимый синтетический полимер с превосходными связующими свойствами. Он обладает хорошими связующими свойствами и легко удаляется после нагревания с минимальным остатком.
- Связующие на основе воска, как и парафин, может образовывать прочное зеленое тело. Например, спирт растворяет парафин и смешивает его с порошком карбида вольфрама. После испарения спирта парафин помогает связать порошок карбида вольфрама. Он также легко плавится и испаряется.
Смазки уменьшают трение между металлическими частицами, что облегчает текучесть порошков при смешивании. Это делает процесс смешивания более плавным и эффективным.
- Стеарат цинка обладает хорошим смазывающим эффектом и подходит для деталей конструкций на основе железа
- Акравакс обладает меньшим смазывающим эффектом, чем стеарат цинка, но его можно полностью удалить путем предварительного спекания, не оставляя никаких остатков.
Тестирование смешанных металлических порошков
Такие характеристики металлического порошка, как скорость потока и плотность, проверяются для обеспечения соответствия стандартам. Оценить
Тестирование в основном включает:
Расход
Скорость потока показывает, насколько быстро порошок течет через воронку или отверстие. Более высокая скорость потока указывает на более легкую обработку. На нее влияют такие факторы, как форма частиц, размер и текстура.
Насыпная плотность
насыпная плотность измеряет массу на единицу объема порошка при высыпании в контейнер. Она показывает, насколько плотно порошок будет упакован при уплотнении. Более высокая насыпная плотность предполагает, что порошок будет образовывать более плотные, более стабильные части.
Размер частицы
Размер частиц порошка влияет на то, как они смешиваются, текут и упаковываются вместе. Когда размеры частиц одинаковы по всей длине, это помогает смеси оставаться однородной и обеспечивает однородность конечного продукта. Анализ размера частиц использует такие методы, как просеивание или лазерная дифракция, чтобы обеспечить однородность.
Химический состав
Загрязнители, такие как сера, фосфор или кислород, могут привести к плохим механическим свойствам и другим дефектам. Анализируйте химический состав, чтобы избежать дефектов.
Ниже приведены параметры некоторых металлических порошков.
|
Материалы |
Скорость потока
|
Насыпная плотность |
Размер частицы |
Химический состав
|
|
Медный порошок |
/ |
3.76 г / см3 |
45 мкм / 325 ячеек / 0.045 мм
|
Cu 99,96% (Al) Алюминий: 0.004% макс. (Cd) Кадмий: 0.001% макс. (Pb) Свинец: 0.001% Макс. |
|
Железный порошок |
26.3 с/50 г |
2.94 г / см3 |
140 мкм / 105 ячеек / 0.140 мм |
Углерод (С): 0.004% Сера (S): 0.0101% Содержание кислорода (O): 0.08% Марганец (Mn): 0.179%
|
|
Порошок нержавеющей стали 316L |
/ |
2.82 г / см3 |
45 мкм / 325 ячеек / 0.045 мм
|
От: 0.39 Углерод (С): 0.038% Молибден (Мо): 2.90% Кремний (Si): 0.48% Хром (Cr): 16.00% Никель (Ni): 13.40% |
Факторы, влияющие на смешивание в порошковой металлургии
На процесс смешивания в порошковой металлургии влияют несколько ключевых факторов:
Размер и распределение порошка
Равномерное распределение частиц способствует лучшему сцеплению порошка, уменьшает пустоты и приводит к более сбалансированной смеси. Более мелкие частицы смешиваются более плавно, улучшая поток порошка и уплотнение. Это помогает порошковым металлическим деталям достигать постоянных механических свойств.
Форма порошка
Сферические частицы легко скользят друг по другу и хорошо смешиваются. Их гладкая форма снижает трение, помогая им лучше двигаться и смешиваться.
Между тем, нерегулярные или угловатые частицы отличаются. Они имеют тенденцию сцепляться вместе, образуя прочную связь, которая делает конечный продукт более прочным. Однако эти нерегулярные формы также могут нарушить плавное смешивание, вызывая неравномерное смешивание.
Основное оборудование для смешивания порошков
Миксер-стакан
Смеситель-стакан имеет цилиндрический контейнер, который вращается на платформе. Его гладкая внутренняя часть не дает порошкам прилипать и обеспечивает равномерное смешивание. Он бережный и идеально подходит для смешивания тонких металлических порошков, не повреждая их.
Двухконусный смеситель
Этот смеситель имеет две конические секции, соединенные у основания, образуя форму ромба. Он вращается горизонтально вокруг своей оси. Такая конструкция хороша для смешивания порошков разного размера и плотности. Поэтому он эффективен для создания однородных смесей и предотвращения разделения.
Смеситель V
V-образный смеситель имеет V-образную камеру, которая вращается вокруг горизонтальной оси. V-образная форма заставляет порошки скользить и смешиваться вперед и назад. Это движение помогает равномерно распределять порошки и предотвращает комкование.
Ленточный блендер
Он имеет U-образный желоб с двумя ленточными лезвиями, вращающимися в противоположных направлениях, что обеспечивает равномерное распределение порошков. Лезвия толкают порошки вперед и назад, перемешивая их вдоль желоба. Такая конструкция эффективна для больших партий, сводя к минимуму сегрегацию.
Планетарный смеситель
Планетарные миксеры имеют центральную лопасть смешивания, которая вращается вокруг своей оси, вращаясь вокруг контейнера. Это двойное движение обеспечивает тщательное смешивание и предотвращает сегрегацию, создавая однородную смесь. Миксер также обеспечивает попадание порошков во все области контейнера, уменьшая неравномерное смешивание.
FAQ
В чем разница между смешиванием и перемешиванием в порошковой металлургии?
Смешивание заключается в аккуратном перемешивании схожих металлических порошков из разных партий или фракций разного размера для выравнивания химического состава, текучести и распределения частиц без добавления смазочных материалов или легирующих порошков.
Смешивание объединяет разнородные порошки и вводит смазочные вещества или связующие вещества, так что каждая частица несет в себе полную формулу, необходимую для уплотнения или формования.
Является ли процесс смешивания в порошковой металлургии экологически чистым?
Процесс смешивания порошковой металлургии в некотором смысле полезен для окружающей среды. Он использует перерабатываемые и биоразлагаемые материалы, что помогает минимизировать ущерб окружающей среде.
Кроме того, использование методов смешивания, которые обеспечивают меньше отходов, и энергоэффективных миксеров способствует снижению выбросов углекислого газа.
Требуется ли отдельное помещение для процесса смешивания в порошковой металлургии?
Да, порошковая металлургия смешивания
нужно отдельное пространство. Пыль может распространяться и ухудшать качество воздуха, поэтому выделенное место важно.
Это пространство должно включать в себя оборудование для очистки воздуха и удаления пыли, чтобы уменьшить воздействие на окружающую среду. Более того, этот процесс является ключевым вопросом для Бюро по охране окружающей среды Китая.
Может ли процесс смешивания порошковой металлургии нанести физический вред рабочим?
Да, работа с металлическими порошками может быть вредной. Вдыхание мелкой пыли может вызвать проблемы с легкими. Кроме того, порошки могут раздражать кожу или вызывать аллергию. Вот почему важно носить маски и перчатки. Не менее важно хорошо проветривать рабочее место, чтобы защитить здоровье работников.