Традиционное производство полосы начинается с крупных слитков или толстых слябов, которые проходят несколько стадий, таких как горячая прокатка, холодная прокатка и отжиг. Этот традиционный подход требует массивного оборудования, потребляет много энергии и приводит к высоким затратам на обработку и потерям металла.
Порошковая прокатка, процесс порошковой металлургии, предлагает более эффективную альтернативу. Он использует порошок металла или сплава в качестве исходного материала, подавая его в прокатный стан для производства тонких зеленых полос. Затем эти полосы уплотняются посредством спекание, за которыми следуют прокатка и отжиг. Благодаря меньшему количеству этапов и меньшему количеству отходов материала, порошковая прокатка обеспечивает получение металлических полос высокой плотности с надежной производительностью и экономией затрат.
Содержание:
Эволюция технологии прокатки порошков
В 1843 году Генри Бессемер впервые применил порошковую прокатку для производства медной полосы из медного порошка. После этого люди начали изучать и использовать этот процесс разными способами. Этот процесс оказался более удобным и экономически выгодным с более низкой стоимостью по сравнению с традиционными методами, такими как зарубежные. В Китае исследования по формовке порошковой прокаткой начались в 1960-х годах и продолжают развиваться с тех пор.
Процесс прокатки порошка
Процесс прокатки порошка подразделяется на три типа в зависимости от направления прокатки, в том числе:
- Горизонтальная прокатка
- Вертикальная прокатка
- Слон Роллинг
Здесь мы объясним процесс вертикальной прокатки, который используется наиболее часто.
Порошковая подача
На первом этапе прокатки порошка мелкий, неравномерный металлический порошок хранится в загрузочной воронке.
Затем этот порошок под действием силы тяжести стекает вниз в зазор между валками.
Подача порошка в зазор между валками
Порошок металлического сплава попадает в зазор валков и втягивается под действием силы тяжести и трения между порошком и поверхностью валков. Это трение и сила тяжести в совокупности создают насосное действие, которое помогает протягивать порошок.
Уплотнение рулона
При прохождении порошка через зазор валков он уплотняется под высоким давлением. Это основной этап прокатки порошка, где сыпучий порошок сжимается в зеленую полосу с начальной прочностью и связностью.
Формирование полосы
Заключительный этап напоминает обычную прокатку металла, где спрессованный порошок образует сплошную, однородную зеленую полосу.
Спекание
Зелёная полоса спекается в подходящей атмосфере, например, в инертном газе или вакууме. Этот процесс спекания увеличивает плотность, прочность и пластичность. Более того, если используется смешанный порошок из нескольких металлов, спекание также помогает гомогенизировать структуру.
Лечение после
Наконец, после спекания полоса может подвергаться дополнительным холодным или горячим прокаткам. Они проводятся для уменьшения толщины, повышения плотности и улучшения механических свойств.
Факторы, влияющие на процесс прокатки порошка
Вот факторы, которые могут повлиять на эффективность процесса порошковой прокатки при производстве металлических листов:
Физические характеристики пороха
Некоторые из важных свойств порошковых материалов, которые оказывают прямое влияние на листы и на то, как порошок уплотняется и деформируется в течение всего процесса. Эти свойства включают:
- Форма частицы
- Размер частицы
- Кажущаяся плотность порошка
- Способность потока
- Твердость
- Способность порошка сжиматься.
Скорость рулона
Более низкие скорости прокатки приводят к более высокой плотности зеленой полосы. Например, скорость прокатки 0.366 об/мин привела к плотности полосы 90% литого алюминия, в то время как более высокая скорость 0.73 об/мин снизила плотность до 79.6%.
Рулонный зазор
Зазор между валками напрямую влияет на плотность и толщину полосы. Уменьшение зазора может привести к получению более тонких и плотных полос, но если он слишком мал, может возникнуть растрескивание кромок. В большинстве случаев максимальная толщина полосы ограничена примерно 1% - 1.5% от диаметра рулона.
Спекание температуры
Температура спекания напрямую влияет на мягкость и пластичность полос. Например, повышение температуры спекания делает алюминиевую полосу мягче и пластичнее.
Время спекания
Продолжительность спекания также играет роль в определении конечной микроструктуры и механических свойств полосы.
Применение порошковой прокатки
Многослойные композиты
Порошковая прокатка используется для производства многослойных металлических листов путем комбинирования различных металлических порошков. Использование таких композитов для производства листов обеспечивает им повышенную прочность, коррозионную стойкость и лучшие тепловые характеристики. Эти листы считаются идеальными для высоконапряженных сред.
Пористый фильтр
Прокатка металлического порошка также используется при изготовлении металлических деталей с контролируемой пористостью, которые используются для фильтрации газов или жидкостей в различных отраслях промышленности. Например,
- Пластины из спеченной бронзы: Обычно они используются в системах смазки.
- Пористые металлические листы: Они используются в системах фильтрации воздуха или жидкости.
Электроника и электротехническая продукция
Тонкие металлические листы, изготовленные методом порошковой прокатки, используются во многих электронных устройствах и электрических системах, например, в разъемах.
Материалы на основе титана
DPR также используется для изготовления тонких листов и пластин из титана и его сплавов. Эти листы обладают высокой устойчивостью к коррозии и предназначены для работы в суровых условиях. В результате эти листы считаются необходимыми для производства военных самолетов, автомобилей высокого класса и других современных транспортных средств.
Преимущества порошковой прокатки
Меньшие капитальные вложения
Одним из замечательных преимуществ порошковой прокатки является то, что она требует меньших затрат на оборудование по сравнению с традиционными методами, такими как плавка и ковка.
Высокая гибкость и универсальность
Процесс порошковой прокатки поддерживает производство многослойных листов, таких как Ti-6Al-4V/TiAl/Ti-6Al-4V, и обеспечивает быстрое прототипирование.
Упрощенная схема процесса
Прокатка порошка — простой процесс, включающий меньше этапов обработки, чем традиционные технологии.
Экономически эффективное сырье
Используются доступные по цене порошки, что снижает общие производственные затраты.
Точный контроль состава
Еще одним фактором, делающим этот процесс привлекательным, является то, что он позволяет точно подбирать состав сплава и использовать сверхчистые металлы.
Ограничения процесса прокатки порошка
Хрупкие концы полосок
Одним из ограничений порошковой прокатки является то, что концы полосы часто бывают слабыми и могут легко сломаться.
Неравномерная плотность
При прокатке порошка полосы или листы могут иметь разную плотность, что влияет на прочность и качество.
Для тонких полосок нужны большие рулоны
Для изготовления очень тонких полос требуются рулоны большего размера, что увеличивает габариты оборудования и его стоимость.
BLUE — ваш надежный поставщик порошковой металлургии, сертифицировано по ISO 9001:2015 и подкреплено 20-летним опытом. Мы поставляем высококачественные пористые спеченные металлические пластины размером до 330 × 1000 мм. Толщина однослойных изделий составляет от 0.5 до 3 мм, а многослойные варианты достигают 20 мм.
