Vad är pulvermetallurgi?

Vad är pulvermetallurgi?

Pulvermetallurgi är en processteknik för att tillverka metallmaterial, kompositer och olika typer av produkter genom att tillverka metallpulver eller använda metallpulver (eller blandningar av metallpulver och icke-metalliska pulver) som råmaterial, formning och sintring. Pulvermetallurgimetoden liknar tillverkningen av keramik, som tillhör pulversintringstekniken. Därför kan en rad nya pulvermetallurgiteknologier också användas för framställning av keramiska material. På grund av fördelarna med pulvermetallurgiteknik har det blivit nyckeln till att lösa problemet med nya material och spelar en avgörande roll i utvecklingen av nya material.

Pulvermetallurgi inkluderar pulvertillverkning och produkter. Bland dem är pulverisering främst en metallurgisk process, vilket är förenligt med ordet. Pulvermetallurgiprodukter ligger ofta långt utanför material och metallurgi, och är ofta tvärvetenskapliga (material och metallurgi, maskiner och mekanik, etc.) teknologier. I synnerhet integrerar modern metallpulver 3D-utskrift maskinteknik, CAD, omvänd ingenjörsteknik, skiktad tillverkningsteknik, numerisk styrteknik, materialvetenskap och laserteknik, vilket gör pulvermetallurgiproduktteknologi till en modern och heltäckande teknik inom fler discipliner.

Zhongwei Precision Production av pulvermetallurgi formsprutningsdelar

Definiera meddelanden

Pulvermetallurgi är en industriell teknik för att framställa metallmaterial, kompositmaterial och olika typer av produkter genom att tillverka metallpulver eller använda metallpulver (eller blandningar av metallpulver och icke-metalliska pulver) som råmaterial, formning och sintring. Pulvermetallurgiteknik har använts i stor utsträckning inom transport, maskiner, elektronik, flyg, vapen, biologi, ny energi, information och kärnkraftsindustri och har blivit en av de mest dynamiska grenarna av ny materialvetenskap. Pulvermetallurgiteknik har en rad fördelar, såsom betydande energibesparing, materialbesparing, utmärkt prestanda, hög produktnoggrannhet och god stabilitet, och är mycket lämplig för massproduktion. Dessutom kan vissa material och komplexa delar som inte kan framställas med traditionella gjutmetoder och bearbetningsmetoder också tillverkas med pulvermetallurgisk teknik, vilket har väckt stor uppmärksamhet i branschen.

Det bredapulvermetallurgiProduktindustrin omfattar järnstenverktyg, hårda legeringar, magnetiska material och pulvermetallurgiprodukter. Den snäva betydelsen av pulvermetallurgisk produktindustri avser endast pulvermetallurgiska produkter, inklusive pulvermetallurgiska delar (som står för den stora majoriteten), oljelager och metallformsprutningsprodukter.

Feature sändning

Pulvermetallurgi har en unik kemisk sammansättning och mekaniska och fysikaliska egenskaper, som inte kan erhållas med traditionella smält- och gjutningsmetoder. Pulvermetallurgiteknik kan användas för att direkt producera porösa, halvtäta eller helt täta material och produkter, såsom oljelager, kugghjul, kammar, styrstänger, verktyg etc. Det är en slags mindre eller ingen skärteknik.

(1) Pulvermetallurgiteknik kan minimera segregering av legeringskompositioner och eliminera grov och ojämn gjutstruktur. Det spelar en viktig roll vid framställning av högpresterande permanentmagnetiska material för sällsynta jordartsmetaller, material för lagring av sällsynta jordartsmetaller, luminiscerande material för sällsynta jordartsmetaller, katalysatorer för sällsynta jordartsmetaller, supraledande material för hög temperatur, nya metallmaterial (som Al Li-legeringar, värmebeständigt Al) legeringar, superlegeringar, pulverkorrosionsbeständiga rostfria stål, pulverhöghastighetsstål, intermetalliska sammansatta högtemperaturkonstruktionsmaterial, etc.).

(2) En serie högpresterande icke-jämviktsmaterial, såsom amorfa, mikrokristallina, kvasikristallina, nanokristallina och övermättade fasta lösningar, kan framställas. Dessa material har utmärkta elektriska, magnetiska, optiska och mekaniska egenskaper.

(3) Det kan enkelt realisera flera typer av kompositer och ge fullt spel åt respektive komponents egenskaper. Det är en lågkostnadsteknologi för att producera högpresterande metallmatris och keramiska kompositer.

(4) Det kan producera material och produkter med speciella strukturer och egenskaper som inte kan produceras med vanliga smältmetoder, såsom nya porösa biologiska material, porösa separationsmembranmaterial, högpresterande strukturella keramiska slipmedel och funktionella keramiska material.

(5) Det kan realisera nästan nettobildning och automatisk satsproduktion, vilket effektivt minskar resurs- och energiförbrukningen i produktionen.

(6) Den kan till fullo utnyttja malm, avfallsavfall, ståltillverkningsslam, rullande stålskala och återvinning av metallavfall som råmaterial. Det är en ny teknik som effektivt kan regenerera och heltäckande utnyttja material.

Många av våra vanliga bearbetningsverktyg och hårdvaruslipmedel är tillverkade av pulvermetallurgisk teknologi.

Förberedelsemetod sändning

(1) Producera pulver. Produktionsprocessen av pulver inkluderar stegen pulverberedning, pulverblandning etc. För att förbättra pulvrets formbarhet och plasticitet tillsätts vanligtvis mjukgörare såsom motorolja, gummi eller paraffin.

(2) Pressformning. Pulvret pressas till önskad form under trycket på 15-600MPa.

(3) Sintring. Den ska utföras i en högtemperaturugn eller vakuumugn med skyddande atmosfär. Sintring skiljer sig från metallsmältning. Minst ett element är fortfarande i fast tillstånd under sintring. Under sintring blir pulverpartiklarna metallurgiska produkter med viss porositet genom en rad fysikaliska och kemiska processer såsom diffusion, omkristallisation, smältsvetsning, kombination, upplösning, etc.

(4) Efterbearbetning. I allmänhet kan sintrade delar användas direkt. Men för vissa delar med hög dimensionsnoggrannhet, hög hårdhet och slitstyrka krävs även eftersintringsbehandling. Efterbehandling inkluderar finpressning, valsning, extrudering, härdning, ythärdning, oljedoppning och infiltration.

Beredningsmetod för pulver

Pulverberedning är det första steget i pulvermetallurgin. Med den kontinuerliga ökningen av pulvermetallurgiska material och produkter och den kontinuerliga förbättringen av deras kvalitet, krävs det att fler och fler typer av pulver tillhandahålls. Till exempel, från materialområdet används inte bara metallpulver, utan även legeringspulver och metallblandningspulver; Ur pulverformens perspektiv är det nödvändigt att använda pulver av olika former. Till exempel, när ett filter genereras krävs det att ett pulver bildas; Ur perspektivet av pulverpartikelstorlek krävs det att pulvret med olika partikelstorlekar ska ha en grov partikelstorlek på 500~1000 mikron och en ultrafin partikelstorlek på mindre än 0,5 mikron.

För att möta de olika kraven på pulver finns det även olika metoder för att framställa pulver. Dessa metoder är inget annat än att omvandla metall, legering eller metallförening till pulvertillstånd i fast, flytande eller gasformigt tillstånd. Olika metoder för framställning av pulver och pulver framställda med olika metoder.

Metoder för att omvandla metaller och legeringar eller metallföreningar till pulver i fast tillstånd inkluderar:

(1) Mekanisk krossmetod och elektrokemisk korrosionsmetod används för att framställa metall- och legeringspulver från solid metall och legering:

(2) Reduktionsmetod för framställning av metall- och legeringspulver från fasta metalloxider och salter Reduktionskemisk metod för framställning av metallföreningspulver från metall- och legeringspulver, metalloxider och icke-metalliska pulver

Metoden för att omvandla metall och legeringar eller metallföreningar till pulver i flytande tillstånd inkluderar:

(1) Framställning av legeringspulver från flytande metall och legering genom finfördelning

(2) Det finns undanträngningsmetoder och metoder för reduktion av lösningsväte för att framställa metallegering och belagt pulver från utbyte och reduktion av metallsaltlösning; Metoden för framställning av metallpulver genom utfällning från smält metallsalt inkluderar smältsaltåldringsmetoden; Metallbadmetoden används för att separera metallblandningspulver från extra metallbad.

(3) En vattenlösningselektrolysmetod för framställning av metall- och legeringspulver genom elektrolys från metallsaltlösning; Den smälta saltelektrolysmetoden används för att framställa metall- och metallföreningspulver från smält metallsaltelektrolys.

Metod för att omvandla metall eller metallförening till pulver i gasform:

(1) Ångkondensationsmetoden används för att framställa metallpulver från metallångkondensation;

(2) Termisk dissociation av kolbaserade material från gasformiga metallkolbaserade material för att producera metaller, legeringar och belagda pulver

(3) Metoden för reduktion av gasformig väte för framställning av metall, legeringspulver och metall, legeringsbeläggning av gasformig metallhalogen; Den kemiska ångavsättningsmetoden används för att framställa metallföreningspulver och beläggning från gasformig metallhalogenidavsättning.

Emellertid, utifrån processens kärna, kan de befintliga pulveriseringsmetoderna generellt sammanfattas i två kategorier, nämligen mekanisk metod och fysikalisk-kemisk metod. Mekanisk metod är en teknisk process för mekanisk krossning av råmaterial, medan den kemiska sammansättningen är i princip oförändrad; Fysikalisk-kemisk metod är en process för att erhålla pulver genom att ändra råvarornas kemiska sammansättning eller aggregationstillstånd med hjälp av kemiska eller fysikaliska effekter. Många produktionsmetoder för pulver är i industriell skala, och några av de mest använda metoderna, såsom Hans-reduktionsmetoden, finfördelningsmetoden och elektrolysmetoden, såsom ångdeponeringsmetoden och vätskeavsättningsmetoden, är också viktiga i speciella applikationer. [1]

De grundläggande processerna för pulvermetallurgisk process är:

1. Beredning av råmaterialpulver. De befintliga pulveriseringsmetoderna kan grovt delas in i två kategorier: mekanisk metod och fysikalisk-kemisk metod. Den mekaniska metoden kan delas in i: mekanisk pulverisering och finfördelning; Fysikalisk-kemisk metod kan delas in i elektrokemisk korrosionsmetod, reduktionsmetod, kemisk metod, reduktionskemisk metod, ångdeponeringsmetod, vätskedeponeringsmetod och elektrolysmetod. Bland dem används reduktionsmetod, atomiseringsmetod och elektrolysmetod mest.

2. Pulvret formas till ett ämne med önskad form. Syftet med formningen är att göra en viss form och storlek på kompakten, och få den att ha en viss densitet och styrka. Formningsmetoderna är i grunden uppdelade i tryckformning och icke tryckformning. Formpressning är den mest använda inom tryckformning. Dessutom kan 3D-utskriftsteknik användas för att göra embryoblocket.

3. Sintring av ämnen. Sintring är en nyckelprocess inom pulvermetallurgi. De formade presskropparna kan erhålla de erforderliga slutliga fysikaliska och mekaniska egenskaperna genom sintring. Sintring kan delas in i enhetssystemsintring och multielementsystemsintring. För sintring i fast tillstånd av enkelsystem och flerkomponentsystem är sintringstemperaturen lägre än smältpunkten för de använda metallerna och legeringarna; För vätskefassintring av flerkomponentsystem är sintringstemperaturen i allmänhet lägre än smältpunkten för de eldfasta komponenterna, men högre än smältpunkten för de smältbara komponenterna. Utöver vanlig sintring finns även speciella sintringsprocesser som lös sintring, smältlakning, varmpressning m.m.

4. Efterbearbetning av produkter. Behandlingen efter sintring kan anta olika metoder enligt olika produktkrav. Såsom efterbehandling, oljedoppning, bearbetning, värmebehandling och galvanisering. Dessutom har vissa nya processer, såsom valsning och smide, under senare år också tillämpats på bearbetning av sintrade P/M-material och uppnått tillfredsställande resultat.

Egenskapen hos pulver

En allmän term för alla egenskaper hos ett pulver. Det inkluderar: geometriska egenskaper hos pulver (partikelstorlek, specifik yta, porstorlek och form, etc.); Pulvrets kemiska egenskaper (kemisk sammansättning, renhet, syrehalt, syraolösliga ämnen etc.); Mekaniska egenskaper hos pulver (lös densitet, flytbarhet, formbarhet, kompressibilitet, staplingsvinkel, skjuvvinkel, etc.); Pulvrets fysiska egenskaper och ytegenskaper (verklig densitet, lyster, vågabsorption, ytaktivitet, ze procent 26mdash; ta (procent 26ccedil;) Potential, magnetism, etc.). Pulveregenskaper bestämmer ofta egenskaperna hos pulvermetallurgiska produkter i stor utsträckning.

De mest grundläggande geometriska egenskaperna är pulvrets partikelstorlek och form.

(1) Kornstorlek. Det påverkar bearbetningen och formningen av pulvret, krympningen under sintringen och produktens slutliga prestanda. Prestandan hos vissa pulvermetallurgiska produkter är nästan direkt relaterad till partikelstorleken. Till exempel kan filtreringsnoggrannheten för filtermaterial erhållas empiriskt genom att dividera medelpartikelstorleken för de ursprungliga pulverpartiklarna med 10; Hårdmetallprodukternas egenskaper är nära relaterade till kornstorleken på wc-fasen. Partikelstorleken på pulvret som används i produktionen sträcker sig från hundratals nanometer till hundratals mikron. Ju mindre partikelstorleken är, desto större är aktiviteten och desto lättare är ytan att oxidera och absorbera vatten. När det är så litet som hundratals nanometer är lagring och transport av pulvret inte lätt. Och när den är liten till en viss grad börjar kvanteffekten verka, och dess fysiska egenskaper kommer att förändras kraftigt. Till exempel kommer ferromagnetiskt pulver att bli superparamagnetiskt pulver, och smältpunkten kommer också att minska med minskningen av partikelstorleken.

(2) Pulvrets partikelform. Det beror på pulveriseringsmetoden, såsom pulvret som erhålls genom elektrolys, och partiklarna är dendritiska; Järnpulverpartiklarna som erhålls genom reduktionsmetoden är svampflingor; Sfäriskt pulver erhålls i princip genom gasatomisering. Dessutom är vissa pulver äggformade, skivformade, nålformade, lökformade, etc. Formen på pulverpartiklar kommer att påverka pulvrets fluiditet och lösa densitet. På grund av det mekaniska ingreppet mellan partiklar är presskropparna av oregelbundet pulver också starka, speciellt det dendritiska pulvret, som har den högsta presskroppens styrka. Men för porösa material är sfäriskt pulver det bästa.

Mekaniska egenskaper De mekaniska egenskaperna hos pulver är de tekniska egenskaperna hos pulver, vilka är viktiga tekniska parametrar i pulvermetallurgisk formningsprocess. Pulvrets lösa packningsdensitet är grunden för vägningsmetoden i volym under komprimering; Pulvrets fluiditet bestämmer fyllningshastigheten för pulvret till formen och pressens produktionskapacitet; Pulvrets kompressibilitet bestämmer svårigheten för pressningsprocessen och trycket som appliceras; Pulvrets formbarhet avgör ämnets styrka.

De kemiska egenskaperna beror främst på råvarornas kemiska renhet och pulveriseringsmetoden. Högre syrehalt kommer att minska sintrade produkters kompakteringsförmåga, kompakta styrka och mekaniska egenskaper. Därför har de flesta tekniska villkor för pulvermetallurgi vissa bestämmelser om detta. Till exempel är den tillåtna syrehalten i pulvret 0,2 procent ~1,5 procent, vilket motsvarar oxidhalten på 1 procent ~10 procent.