Pulvermetallurgi er en teknologi til at opnå metalpulvere og fremstille produkter fra dem (eller deres sammensætninger med ikke-metalpulvere). Generelt består den teknologiske proces inden for pulvermetallurgi af fire hovedstadier: pulverproduktion , pulverblanding fortætning (presning, brikettering) og sintring .
Det bruges som en omkostningseffektiv erstatning for mekanisk bearbejdning i masseproduktion. Teknologien gør det muligt at opnå højpræcisionsprodukter. Det bruges også til at opnå specielle egenskaber eller specificerede egenskaber, som ikke kan opnås ved nogen anden metode.
Pulvermetallurgi eksisterede i Egypten i det 3. århundrede f.Kr. e. De gamle inkaer lavede smykker og andre artefakter af ædelmetalpulver. Masseproduktion af pulvermetallurgiprodukter begynder i midten af det 19. århundrede. I 1826 udviklede Pyotr Grigoryevich Sobolevsky og Vasily Vasilyevich Lyubarsky en metode til at raffinere rå platin og omdanne det til formbart metal. [en]
Pulvermetallurgi udviklet og gjort det muligt at opnå nye materialer - pseudo-legeringer fra ikke-smeltbare støbekomponenter med kontrollerede egenskaber: mekaniske, magnetiske osv.
Pulvermetallurgiprodukter bruges i dag i en lang række industrier, lige fra bil- og rumfartsindustrien til elværktøj og husholdningsapparater. Teknologien fortsætter med at udvikle sig.
På trods af de mange forskellige metoder er det den mest tidskrævende og dyre fase i den teknologiske proces [2] . De fysiske, kemiske og teknologiske egenskaber af pulvere, formen af partiklerne afhænger af metoden til deres fremstilling. Her er de vigtigste industrielle metoder til fremstilling af metalpulvere:
Under industrielle forhold opnås også specielle pulvere ved udfældning, karburisering, termisk dissociation af flygtige forbindelser (carbonylmetoden) og andre metoder.
En typisk teknologisk proces til fremstilling af dele ved pulvermetallurgi består af følgende hovedoperationer: ladningsforberedelse (blanding), støbning, sintring og kalibrering.
Blanding er fremstillingen af en homogen mekanisk blanding af metalpulvere af forskellige kemiske og partikelstørrelsesfordelinger eller en blanding af metalpulvere med ikke-metalliske ved hjælp af blandere. Blanding er en forberedende operation. Nogle producenter af metalpulver til presning leverer færdige blandinger.
Produkter dannes ved koldpresning under højt tryk (30-1000 MPa) i metalforme. Stive lukkede forme bruges normalt, presseværktøjet er som regel orienteret lodret. En blanding af pulver hældes frit ind i matrixens hulrum, den volumetriske dosering reguleres af slaget af det nederste stempel . Presning kan være en- eller tosidet. Pressepulver briketteres i matricens hulrum mellem det øvre og nedre stempel (eller flere stansninger i tilfælde af et produkt med overgange). Den dannede briket skubbes ud af matrixens hulrum af den nederste stanse. Til støbning anvendes specialiseret presseudstyr med mekanisk, hydraulisk eller pneumatisk drev. Den resulterende kompakt har størrelsen og formen som det færdige produkt, samt tilstrækkelig styrke til håndtering og transport til sintringsovnen.
Sintring af produkter fra homogene metalpulvere udføres ved en temperatur under metallets smeltepunkt. Med en stigning i temperaturen og en stigning i varigheden af sintringen øges krympning og tæthed, og kontakter mellem korn forbedres. For at undgå oxidation udføres sintring i en reducerende atmosfære ( brint , carbonmonoxid), i en atmosfære af neutrale gasser ( nitrogen , argon ) eller i et vakuum . Som følge heraf kan presning, afhængigt af materialet og det teknologiske regime, blive til et monolitisk produkt eller et porøst sintret produkt, mens den teknologiske binding brænder ud (i begyndelsen af sintringen).
Kalibrering af produkter er nødvendig for at opnå den ønskede dimensionelle nøjagtighed, forbedre overfladekvaliteten og øge styrken.
Nogle gange anvendes yderligere operationer: imprægnering med smøremidler, mekanisk forfining, varme, kemisk behandling osv.
På grund af strukturelle egenskaber er pulvermetallurgiprodukter mere varmebestandige, tåler bedre cykliske ændringer i temperatur og deformationsbelastninger samt radioaktiv stråling.
Pulvermetallurgi har dog også ulemper, der hindrer dens udvikling: de relativt høje omkostninger ved metalpulvere, behovet for sintring i en beskyttende atmosfære, hvilket også øger omkostningerne ved pulvermetallurgiprodukter, umuligheden af at fremstille store billets i nogle tilfælde og behovet for at bruge rene initiale pulvere for at opnå rene metaller.
Metallurgi | |||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Generelle begreber Metaller Legering Metallurgisk omfordeling Jern- og Stålværker Metallurgisk kompleks Metallurg Historie om produktion og brug af jern | |||||||||||||
Industrier |
| ||||||||||||
Kerneprocesser _ |
| ||||||||||||
Hovedenheder _ |
| ||||||||||||
Vigtigste produkter og materialer |
| ||||||||||||
Videnskabelige discipliner |
| ||||||||||||
Andet | |||||||||||||
Metallurgi efter land Rusland Ukraine Kasakhstan USA Indien Kina Japan Tyskland |