什么是粉末冶金——一种现代制造工艺18新利网页版

在工程领域,我们一直致力于生产非常精密的金属零件。但在某些情况下,用我们常规的方法很难生产出所需的金属零件。因此,在困难的情况下,采用粉末冶金。

在粉末冶金技术中,精密的金属零件是借助金属粉末成形的。从粉末中形成金属部件看起来很有趣。粉末冶金学也被缩写为“PM”。在本文中,您有时会看到粉末冶金而不是粉末冶金。

这种工艺主要用于生产碳化钨等特殊金属。

历史

你能猜出粉末冶金术被发现的确切年份吗?嗯,我们似乎很难知道确切的年份。据观察,这种金属生产工艺是在古代发明的。但是人们从19世纪开始使用这种方法th世纪。

什么是粉末冶金

工作过程

在粉末冶金中,涉及到四种方法:

  1. 粉末的生产
  2. 混合所产生的粉末
  3. 压实
  4. 烧结

让我们详细讨论每一个。

粉末冶金工艺

1.粉末的生产

在这种方法中,粉末的生产起着重要的作用,因为没有完美粉末的形成,这个过程就不能进一步进行。当从任何材料生产粉末时,所需的粉末尺寸是你必须记下的最重要的事情。粉碎,研磨,有时甚至电解沉积是用于生产粉末的过程。

对钛、钙、钍、铌等的碳化物和亚硝酸盐进行高温还原,得到相应的粉末。

让我们来简单介绍一下目前使用最广泛的粉末生产技术:

还读:

(我)雾化:

从这种材料中生产粉末的最常用技术是雾化。在雾化过程中,材料从固态转变为熔融状态。然后,金属的熔融状态在高压下通过孔口状结构的东西。当这种熔融物质在高压下通过孔口时,会产生湍流,进而导致粉末和气体颗粒的形成。之后,气体颗粒和粉末被分离。

你知道有三种类型的雾化过程吗?这三种包括:液体雾化,气体雾化,离心雾化。

这种雾化过程的唯一缺点是,有时它是非常困难的某些熔融材料通过孔状结构。在这种情况下,合成粉末的大小受到限制。

(ii)海绵铁工艺:

海绵铁工艺被称为雾化后使用最广泛的粉末生产方法。你对这个过程有什么想法吗?在这个过程中,粉末是在固态还原的帮助下产生的。首先,磁铁矿与石灰和焦炭混合。整个混合物被放入碳化硅蒸馏器。现在,这个蒸馏器再次被加热,随后,蒸馏器中的混合物被减少,这反过来导致炉渣的形成。最后一步,将整个蒸馏塔排空,将还原形式的铁海绵与成型的矿渣分离。对海绵铁进行粉碎和退火以形成给定材料的粉末。

虽然这是使用最广泛的粉末生产方法之一,但它有一些缺点。海绵铁工艺会导致粉末的形成,其中含有形状不均匀的小颗粒。因此,这种形状不均匀的晶粒会导致整个过程的困难。

(iii)离心解体:

离心崩解是另一种常用的方法,使粉末从给定的金属。必须粉末状的金属首先转化成棒状结构。然后,将该杆放入装有高速旋转主轴的腔室中。

由于主轴有两个尖端,主轴的一个尖端用于产生必要的电弧,从而熔化棒材。由于主轴也在高速旋转,它将棒的熔滴抛向腔壁。但在撞击墙壁之前,这些液滴会以固体形式出现。现在,气体被循环,它的作用是将粉末从燃烧室中分离出来。

嗯,有许多其他的粉末生产方法,但这三种是最突出的技术。你们中的一些人可能会问,在粉末冶金中,哪种方法是最好的粉末生产方法?好的,最好的方法取决于你想要的粉末的大小和性质。因此,根据所需的粉末,选择一种粉末生产方法。

2.生产粉末的混合

混合粉末是通过考虑将要形成的结果部分来完成的。这个过程是在室温下进行的,需要适量的时间。

3.压实

粉末冶金的第三步是压实或粉末压实。在粉末压实过程中,施加高压将金属粉末压实在模具中。

在这个过程中,当对粉末施加高压时,粉末的密度会发生变化。在此过程中保持0.5 MPa ~ 7 MPa的常用压力。对于金属粉末压实,压力范围为150mpa ~ 700mpa。

在压实过程中,需要考虑以下过程:

  • 模制:模压是最著名的技术生产产品从他们的粉末。在压模过程中,有四个步骤:
  1. 在第一步中,模具腔内填满粉末。
  2. 在第二步中,对粉末进行压实。
  3. 在第三步中,下部冲床用于压实粉末。
  4. 在最后一步中,将剩余的压块从模具的上表面移除。

4.烧结

在烧结过程中,在适当的温度和适当的气体的存在下,将成型的致密物(也称为绿色产品)加热到其熔点以下的特定时间。烧结的主要目的是去除润滑剂,形成润滑剂,防止氧化。

下表将使您了解各种材料烧结所需的温度。

材料 温度(ºC)
铜,黄铜,青铜 760 - 900
1000 - 1150
不锈钢 1100 - 1290
铁酸盐 1200 - 1500
碳化钨 1430 - 1500
2050
2350
2400

烧结温度适用于各种材料

还读:

粉末冶金所涉及的二次操作:

烧结后,生产出来的零件要经过各种二次操作才能生产出最终成品。所有的二次操作都是必要的,因为它们可以生产成品,并改善烧结后形成的部件的性能。因此,让我们仔细研究一下PM中涉及的所有必要操作。

(i)铸造和上浆:

烧结工艺完成后,对要成型的所需零件进行适当的尺寸调整。浆料和铸造过程都是在高压条件下进行的。

压印和上浆的目的是:

  1. 以得到成形件的最准确尺寸。要得到尺寸最合适且符合制造商要求的零件并不容易。但是这两个过程都做这个工作并且满足结果。
  2. 使成型部分有更大的强度。由于这两种工艺都是在高压条件下进行的,因此可以形成具有更大强度的零件,并通过这些工艺实现有利可图的表面加工。
(2)建立:

锻造是PM中涉及的另一个重要的次要操作。如果你正在设计的部件或部分,你将用作喷气发动机的部件或涡轮机时,在烧结件上进行锻造。锻件的主要目的是获得较好的尺寸公差。除了这些更好的尺寸公差,有吸引力的表面光洁度是通过锻造实现的。如果你想让零件保持在高应力条件下,那么锻造是必须的。

(3)渗透:

如果考虑烧结部分,那么它有各种各样的气孔。在渗透过程中,烧结件的孔隙借助于熔点很低的材料进行填充。

由于渗渗,烧结件的强度和硬度都有所提高。在这里,填充在毛孔内的金属部分,在毛细管作用的帮助下渗入毛孔。为了使铁渗入,使用了铜等金属。你知道用什么材料来渗透灌木丛吗?衬套需要具有低摩擦性能的材料,因此,在这种情况下使用铅。随着强度和硬度的提高,烧结部分的密度也在渗渗作用下得到增强。

让我们来看下一个涉及粉末冶金的次要操作。

(四)浸渍:

通过浸渍处理,提高了烧结件的附加性能。在浸渍中,烧结部分在油或润滑脂中保持一段时间,以获得所需的结果。例如,烧结轴承通过将其置于其体积的30%的加热油中来浸渍。

(v)完成:

我们知道,在任何产品的成型过程中,精加工是最重要的环节,所有的精加工技术也都适用于烧结件。这些加工工艺包括:电镀,抛光,着色,涂层等。

镀(vi):

烧结件在镀层上进行涂层。烧结后的零件可能会经历腐蚀的过程,导致零件被破坏。因此,为了避免烧结部分与腐蚀以及与其他大气气体的相互作用,它们被各种金属包裹。在电镀时,可以使用铜、镍、锌、铬以及镉对烧结件进行电镀。

(七)着色:

有色是特别做的情况下,铁烧结部分。由于亚铁易被腐蚀,对其进行上色是非常必要的。黑色零件上色,用盐浴使其变黑以防止腐蚀。

(八)抛光:

抛光是一种技术,你可以对表面进行硬化,使其更有用,并提高其使用寿命。

(ix)热处理:

有些时候,可能会发生你得不到足够强度的烧结部分,你想要的。粉末冶金工艺的失效导致烧结件硬度降低。而使烧结件变硬的最好方法是适当加热。热处理是最常用的淬火方法,在粉末冶金中应用广泛。

所以,这些都是你必须在烧结部件上进行的额外操作。

为了更好地了解粉末冶金,请观看以下视频:

优势

  • 成本效益:如果考虑到粉末冶金的大规模生产,那么它是最好的金属生产技术。
  • 表面光洁度好:只有少数金属生产技术可以产生良好的表面处理,粉末冶金是其中的一个名字。由于最好的表面光洁度是这种方法的结果。
  • 这种方法消除了特定金属或非金属粉末的限制,你可以起诉生产金属。
  • 高效:人们喜欢粉末冶金的第一个原因不是别的,而是它更高的效率。这种方法会导致极少量的材料损失。
  • 大多数自动:可以很容易地实现粉末冶金的自动化。由于易于自动化,因此节省了劳动力成本。

缺点

  • 用这种方法无法生产出尺寸更大的零件。
  • 这种方法的另一个缺点是,你不能用这种技术生产密度更均匀的部件。
  • 在PM的早期阶段所需的金属粉末可能有较高的成本。
  • 由于您需要各种高成本的工装设备,有时实施此工艺可能需要更高的资金。
  • 用这种方法生产的零件延展性较低。
  • 它不适用于锌和锡的粉末,因为它们会产生低熔点的粉末。

应用程序

  • 粉末冶金在汽车工业中得到应用。你会惊讶地发现,在美国一辆普通的汽车里有15公斤的PM零件。
  • 继汽车之后,粉末冶金被用于航空航天工业。

因此,粉末冶金是重要的和高度使用的金属生产方法之一。其意义和对工程的影响不容忽视。我们相信这篇文章已经帮助您获得了关于粉末冶金的深入知识。分享文章,如果你真的喜欢它!

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