Хорошо известно, что порошковая металлургия (ПМ) является передовой технологией производства. ПМ формирует детали из металлического порошка, обеспечивая высокую степень использования материала и высокую скорость производства.
Сегодня различные типы процессов порошковой металлургии применяются в автомобильной, мотоциклетной, медицинской и аэрокосмической промышленности.
Давайте рассмотрим обзор различных процессов порошковой металлургии:
- Традиционный процесс порошковой металлургии является экономически эффективным методом массового производства деталей конструкций малого и среднего размера.
- Литье металла под давлением может производить очень маленькие изделия высокой плотности с тонкими характеристиками.
- Порошковая ковка объединяет порошковую металлургию с процессом ковки для производства высокопроизводительной продукции.
- Аддитивное производство металлов идеально подходит для изготовления небольших партий деталей сложной формы, даже с полыми элементами.
- Холодное изостатическое прессование может создавать большие трехмерные фигуры.
- Горячее изостатическое прессование можно производить готовую продукцию со 100% плотностью.
- Горячее нажатие это процесс уплотнения, при котором к форме и материалу одновременно применяются давление и тепло.
- Порошковая прокатка подходит для недорогих плоских пластин из многослойного материала.
- Формование распылением непосредственно распыляет расплавленный металл на детали, имеющие форму, близкую к заданной.
- Спекание сыпучего порошка is используется для изготовления спеченных фильтров.
Содержание:
Традиционный процесс порошковой металлургии
обычный процесс порошковой металлургии Процесс заключается в прессовании порошка в заготовки с помощью порошкового пресса. Затем заготовки спекаются для улучшения их плотности, прочности и других механических свойств. Однако из-за присущей технологии прессования и спекания пористости компоненты, изготовленные с помощью типичного метода, могут быть повреждены. производитель порошковой металлургии Как правило, достигается плотность ниже 95%, если не применяются вторичные операции, такие как медная инфильтрация или горячее изостатическое прессование.
Компоненты, изготовленные с использованием традиционных методов порошковой металлургии, демонстрируют стабильное качество в разных производственных партиях, обеспечивают явные преимущества в плане затрат при крупномасштабном производстве и достигают высокой степени использования материала.
| Атрибуты | типичный |
|---|---|
| Масса компонента (г) | 0.1-10,000 |
| Шероховатость поверхности (мкм) | 2 |
| Толщина стенки (мм) | 2 + |
| Объем производства | 2000 + |
| Плотность (%) | 85-90 |
Процесс литья под давлением металла
Литье металла под давлением подходит для производства небольших изделий с высокой плотностью и тонкими характеристиками. Разработано на основе литье керамики под давлением.
Процесс MIM в основном включает следующие четыре этапа:
- Для получения исходного сырья связующее вещество и металлический порошок равномерно смешиваются в соотношении 40:60.
- Металлический порошок расплавляется и впрыскивается в форму с помощью литьевой машины.
- Ваши производители пропускают незаконченную продукцию через нагревательную печь для удаления связующих веществ.
- Обезжиренное изделие отправляется в печь спекания для повышения прочности.
В следующей таблице приведены некоторые типичные характеристики изделий из металла, полученных литьем под давлением.
| Атрибуты | типичный |
|---|---|
| Масса компонента (г) | 0.1-10,000 |
| Шероховатость поверхности (мкм) | 2 |
| Толщина стенки (мм) | 2 + |
| Объем производства | 2000 + |
| Плотность (%) | 85-90 |
Процесс порошковой ковки
Металлический порошок прессуется в нужную форму, затем предварительно спекается или спекается и куется — либо в холодном, либо в горячем виде, в зависимости от требований. Этот процесс называется порошковой ковкой (ПК) или ковка порошковой металлургии. PF может увеличить плотность спеченных деталей до 99%. Это предпочтительный метод для производства высокопрочных компонентов, таких как шатуны.
Процесс производства металлических добавок
Аддитивное производство металлов (АДМ) — новейшая технология формования порошков, известная быстрым прототипированием. MAM позволяет производить изделия со сложными характеристиками, которые невозможно изготовить другими процессами. AM также не требует использования форм, что очень выгодно для небольших партий изделий.
Большинство процессов аддитивного производства металлов выполняются следующим образом:
- Сначала на ровную поверхность наносится слой металлического порошка.
- Затем металлический 3D-принтер плавит и спекает порошок в определенных координатах с помощью лазера или электронного луча.
- После того, как один слой будет готов, сверху наносится еще один слой пудры.
- Лазерный или электронный луч продолжает спекать порошок в соответствии с запрограммированной конструкцией.
- Таким образом, продукт наращивается из порошка слой за слоем.
Стандарт ASTM F2792 классифицирует 7 различных типов технологий аддитивного производства:
- Порошковая кровать Fusion
- Связующее струйное
- Направленное энергетическое вложение
- Ламинирование листов
- Экструзия материалов
- Струйная обработка материалов
- Фотополимеризация в чане
Процесс холодного изостатического прессования
Холодное изостатическое прессование (ХИП), как следует из названия, это метод обработки материалов, проводимый при комнатной температуре. Подходит для компонентов с большим отношением длины к ширине, сложной формы или требований к равномерной плотности.
Обычно вы начинаете с заполнения металлического порошка в гибкую форму. Таким образом, вы погружаете форму в масло или воду, чтобы спрессовать ее.
Форма подвергается давлению со всех сторон, поэтому плотность сырца относительно равномерна.
При обычном прессовании форма подвержена износу, поэтому ее чаще всего изготавливают из инструментальной стали или твердого сплава, и она дорогая.
Напротив, формы для холодного изостатического прессования изготавливаются из резины или полиуретана и стоят дешевле.
Недостатком CIP является то, что трудно производить детали с точными размерами. Если вам нужны изделия, которые соответствуют размерной точности, спеченные детали должны вторичная обработка.
Холодное изостатическое прессование подразделяется на два типа формования: мокрый мешок и сухой мешок.
Процесс горячего изостатического прессования
Горячее изостатическое прессование (HIP) это процесс, в ходе которого детали подвергаются воздействию как высокой температуры (500–2000 °C), так и изостатического давления (100–200 МПа) в защитном газе (например, аргоне или азоте).
Вы, возможно, знаете, что горячее изостатическое прессование производит продукт порошковой металлургии с полной плотностью и без пор.
Поэтому горячее изостатическое прессование часто применяется для уплотнения металлических деталей и отливок, полученных литьем под давлением.
- Порошок насыпают в банку с толщиной стенок 2-3 мм, нагревают до 300-500 °C и откачивают воздух.
- Запечатайте отверстие банки электросваркой, что называется инкапсуляцией.
- Вы помещаете запечатанную банку в нагревательную камеру, чтобы нагреть ее, и пропускаете аргон или азот для создания давления.
- Наконец, после удаления контейнера с помощью обработки на станке с ЧПУ, вы получаете изделие со 100% плотностью.
Процесс горячего прессования
Горячее нажатие объединяет этапы прессования и спекания в один. В этом методе порошок помещается в пресс-форму и подвергается воздействию тепла и давления одновременно. В отличие от изостатического прессования, горячее прессование является одноосным прессованием
Горячее прессование применяется в основном при изготовлении алмазного инструмента, фрикционных материалов и распыляемых мишеней.
В большинстве случаев процесс изготовления алмазного инструмента выглядит следующим образом:
- Металлический порошок и алмазные частицы смешиваются и засыпаются в графитовую форму.
- Затем через форму пропускается электрический ток, и порошок нагревается владельцем.
- При достижении заданной температуры пресс прессует порошок в сырые детали.
Кроме того, зеленые части тесно связаны с давлением и температурой.
Процесс прокатки порошка
Прокатка — традиционный металлургический производственный процесс, широко используемый в стальная пластина производство. Он выравнивает стальные заготовки, пропуская их через валки, для достижения желаемой толщины.
Прокатку можно использовать в порошковой металлургии.
Порошковая прокатка это метод формования порошка, при котором порошок превращается в тонкие листы путем пропускания его через валки с последующим спеканием.
Иногда для достижения более высокой плотности спеченное изделие подвергают повторной горячей прокатке, а затем охлаждают.
Процесс формования распылением
Формование распылением похож на процесс газового распыления и представляет собой процесс, близкий к чистой форме.
Под действием газа высокого давления металлическая жидкость распадается на мелкие капли. Затем эти капли осаждаются на подложке, постепенно наращиваются и в конце концов затвердевают.
Формование распылением имеет ряд преимуществ:
- Готовый продукт имеет тонкую структуру, что обеспечивает хорошие механические свойства.
- Высокая температура капель обеспечивает моментальную адгезию к основанию, предотвращая расслоение поверхности.
- Плотность конечного продукта может превышать 98%.
- Распылительное формование позволяет производить изделия, имеющие форму, близкую к заданной, за один этап, что снижает производственные затраты.
- Для создания изделий можно использовать композитные материалы.
Однако он ограничен формами изделий, которые могут быть изготовлены. Распространенными являются цилиндрические заготовки, пластины и полые трубы.
Спекание сыпучего порошка
Спекание сыпучего порошка заключается в заполнении порошком графитовой или керамической формы и вибрировании для улучшения плотности упаковки и целостности. Затем порошок и форма вместе отправляются в печь для спекания. Это основной метод производства спеченные пористые фильтры.
