Toz metalurjisi, adından da anlaşılacağı gibi, metal tozunu hammadde olarak kullanan ve çeşitli ürünler yapmak için basılan ve sindirilmiş bir işlem yöntemidir. Bu yeni bir süreç ve teknoloji değil ve hatta eski Mısır'a kadar izlenebilir. Bununla birlikte, günümüzün sürdürülebilir kalkınma ve yeşil kalkınma arayışında, zamanların gelişimi ile uyumludur ve giderek daha fazla kullanılmaktadır. Bugün, herkesin parça üretim yöntemi için yeni bir seçenek sunabilecek bu üretim yöntemine bir göz atalım.
İŞLEM
Toz metalurjisi dövme veya dökümlere benzer, ancak fark, hammaddesinin metal tozu (genellikle demir, çelik, bakır vb.) Olmasıdır. Tozlu hammaddeler, karmaşık kalıplar kullanılarak oda sıcaklığında (özel durumlarda ısıtılır) basılır. Preslenmiş iş parçasının boyutu bitmiş ürüne yakındır, ancak mekanik özellikleri hala kararsızdır. Daha da güçlendirmek için, daha sonra kullanılan metalin erime noktasına yakın ancak biraz daha düşük bir sıcaklıkta sindirilir. Şu anda, ürünün mikro yapısı değişecek ve hassas boyutlara ve yüksek mukavemete sahip bir bileşen elde edilecektir.
Genel olarak, toz metalurjisi ile elde edilen parçalar doğrudan kullanılabilir, ancak toleransı, yoğunluğu, mukavemet, şekil, korozyon direncini ve parçaların diğer özelliklerini arttırmak veya geliştirmek için gerektiğinde ikincil işleme için de işlenebilir.
Toz metalurjisinin avantajları
Diğer üretim teknolojileri ile karşılaştırıldığında, toz metalurjisi neredeyse hiç malzeme atık üretmez, malzeme kullanım oranı%97'yi aşar ve doğrudan karmaşık geometrik şekiller oluşturabilir ve sindirilmiş ürünlerde sıkı boyutsal tolerans kontrolünü koruyabilir, bu da geleneksel üretim süreçlerinde işleme işlemlerini azaltabilir ve hatta tamamen ortadan kaldırabilir. Bu yüzden buna yeşil üretim teknolojisi diyoruz.
Bu süreçlerin getirdiği tasarruflara ek olarak, toz metalurjinin kendi benzersizliği vardır. Kimyasal bileşim kombinasyonlarının oran kontrolü, mikroyapının kontrolü ve gözenekliliğin kontrolü gibi geleneksel işlemede elde edilmesi zor veya imkansız bazı kontroller elde etmek için hammaddelerinin avantajını toz olarak kullanır.
Herkesin anlayışını artırmak için bazı belirli ürün örneklerini kullanalım.
1. Birlikte çözülemeyen malzemeleri birleştirin
Toz metalurjisi, genellikle samimi bir karışık biçimde uyumsuz olarak kabul edilen malzeme kombinasyonlarının işlenmesine izin verir. Bu tür toz metalurji uygulamalarının kanıtlanmış örnekleri şunlardır:
Bir dizi metalik olmayan malzemelerin bulunduğu fren astarları ve debriyaj yüzleri için sürtünme malzemeleri
(aşınma direnci veya kontrol sürtünme seviyeleri vermek için kullanılır) bir bakır veya demir matrisine gömülür.
Çimentolu karbürlergenellikle aletleri kesmek, aletleri veya aşındırıcıları oluşturmak için kullanılır. Bir metale bağlı sert bir faz, sadece bağlayıcının erime noktasının üzerindeki bir sıcaklıkta sıvı faz sinterleme ile üretilebilen bir mikroyapı içerir. Kobalt'a bağlı tungsten karbür bu malzemenin ana örneğidir, ancak bir dizi diğer karbür, nitrid, karbonitrür veya oksitler dahil diğer çimentolu karbürler de kullanılabilir ve kobaltın yanı sıra diğer metaller bağlayıcı olarak kullanılabilir (Ni, Ni-Cr, nikel kobalt vb.).
Elmas kesme alet malzemeleriFine Diamond Grit, metal bir matriste eşit olarak dağılmıştır. Yine, bu malzemelerin işlenmesinde sıvı faz sinterleme kullanılır.Bakır/tungsten, gümüş/kadmiyum oksit gibi elektrik temas malzemeleri.
2. Çok yüksek erime noktalarına sahip malzemelerin işlenmesi
Toz metalurji teknolojisi, tungsten, molibden ve tantal gibi refrakter metaller dahil olmak üzere çok yüksek erime noktalarına sahip malzemeleri işleyebilir. Bu tür metallerin erime ve dökümle üretilmesi zordur ve döküm durumda genellikle çok kırılgandır. Tungsten kütüklerinin üretimi, daha sonra akkor lambalar için kablo çekmek için kullanılan toz metalurjisinin ilk uygulamalarından biriydi.
3. Kontrollü gözenekliliğe sahip ürünler
Toz metalurji teknolojisi kontrollü yapısal gözenekliliğe sahip ürünler üretebilir. Sinterlenmiş filtre elemanları böyle bir uygulamanın bir örneğidir. Bir diğer önemli örnek, sinterlenmiş yapıdaki birbirine bağlı gözenekliliğin yağlama yağı içermek için kullanıldığı toz metalurjisinin en eski uygulamalarından biri olan yağ alım veya kendi kendini yağlama yataklarıdır.
4. Üstün özelliklere sahip ürünler
Bazı spesifik uygulamalarda, toz metalurji süreçleri, geleneksel döküm veya dövme işlemlerinin aksine, mikro yapının mükemmel kontrolü yoluyla genellikle üstün özellikler üretebilir. Bu tür uygulamaların iyi örnekleri:
Manyetik malzemeler
Hemen hemen tüm sert (kalıcı) mıknatıslar ve yumuşak mıknatısların yaklaşık% 30'u toz besleme stokundan işlenir.
Yüksek hızlı çelik
Toz metalurji işlenmiş malzemeler, daha yüksek tokluk ve kesme performansı ile sahte ürünlerden daha ince ve daha kontrollü bir mikroyapıya sahiptir.
Nikel veya kobalt bazlı yüksek sıcaklık alaşımları
Nikel bazlı veya kobalt bazlı süper alaşımlar, toz metalurji süreçlerinin geleneksel olarak elde edilemeyen bir bileşim aralığı ve mikroyapı kontrolü sağlayabileceği, böylece çalışma sıcaklıklarını ve performansı artırabileceği havacılık motor uygulamalarında kullanılır.
Toz metalurjisinin sınırlamaları
Toz metalurjisinin çeşitli avantajları olmasına rağmen, uygulamasında hala bazı sınırlamalar vardır. Ana noktalar aşağıdaki gibidir:
1. Parça boyutu ve ağırlığı sınırlıdır:
Toz metalurjisi, bir pres kullanacak bir presleme işlemi gerektirir. Bu nedenle, mevcut pres tonajı ile sınırlıdır ve boyut, genellikle en fazla 250 mm civarında çok büyük yapılamaz. Ek olarak, metal tozunun sınırlı akışkanlığı nedeniyle, toz metalurji işlemini kullanarak 20 kg'dan daha ağır olan parçalar üretmek hala zordur.
2. Etki ve dinamik yük uygulamaları için uygun değildir
Toz metalurji parçalarının yoğunluğu genellikle düşük olduğundan, güçleri ve toklukları dövme veya işlenmiş parçalar kadar iyi değildir. Toz sıkıştırma ve sinterleme sonrası gözenekler, malzemenin mekanik özelliklerini de etkileyecektir. Bu, toz metalurji parçalarını yüksek stres ve darbe ve yüksek dinamik yükler gibi yüksek gerinim uygulamaları için daha az uygun hale getirir.
3. Daha yüksek ekipman ve kalıp maliyetleri
Toz metalurjisi işlemi, özel kalıplar ve ekipman kullanması gerektiğini ve maliyetin nispeten yüksek olduğunu belirler. Küçük parti üretiminde ekonomik değildir, bu nedenle toz metalurjisi genellikle büyük ölçekli üretim için uygundur.(文章来源: iMechanics 机械)
