Металургија у праху, као напредна припрема материјала и технологија формирања материја која је древна и динамична, потиче из античке керамичке технологије припреме и технологије жељеза. До 1909. године, појава дуктилног волфрама од металургије у праху обележила је појаву модерног доба металургије праха. Током протеклих 100 година, металуршки технологија праха процветала је и разни важни нови материјали и кључни производи и даље се појављују, постајући једно од важних инжењерских технологија које су неопходне за данашњу националну економију и науку и технологију. Карактеристике и предности металургије у праху
Металургија у праху је технологија која користи метални прах (или мешавину металног и неметалног праха) као сировине за производњу металних материјала, композитних материјала и разних врста производа кроз процесе као што су ливење и синтеровање.
У поређењу са традиционалним процесима за мир и кастинг, металургија праха има много предности. С једне стране, то може ефикасно избећи могуће сегрегације компонената током процеса топљења, осигурати уједначеност материјалног састава и на тај начин добити стабилније и одличне перформансе. С друге стране, металургија у праху може постићи формирање у близини нето, у великој мери смањење накнадних поступака обраде и материјалног отпада. Према релевантној статистици, стопа употребе материјала дијелова произведених од стране металургије праха може достићи више од 90%, док је стопа употребе традиционалне механичке обраде обично само 30% {{3}%, што не само да смањује трошкове производње, али такође побољшава ефикасност производње, што је такође у складу са производњом за развојне и заштите животне средине у модерној производњи, али такође у складу са производњом зелене и заштите животне средине у модерној производњи. Поред тога, подешавањем састава праха, процес величине и припрема честица, материјална својства могу се прецизно контролисати како би задовољиле потребе различитих области за посебне материјалне својства, попут велике чврстоће, високе тврдоће, високе тврдоће, висока отпорност на високу температуру, отпорност на високу температуру, итд.
Главни процес процеса металургије праха
(И) припрема праха
Механичка метода дробљења: Механичка сила се користи за дробљење блок метала или легура у прах. Опрема је једноставна, цена је ниска, а излаз је велики, али облик праха је неправилан, дистрибуција величине честица је широка и лакоће се уносе.
Метода атомизације: течност растопљеног метала прска се у мале капљице са гасом високог притиска (азот, аргонски проток или брзи проток воде и охлађен и очврснуо се у прах. Метода атомизације гаса има велику сферност и добру флуидност, која је погодна за прављење делова високих перформанси; Метода атомизације воде има ниску цену и високу ефикасност, а облик праха је неправилан. Често се користи за обични челични прах и производе са ниским захтевима перформанси.
Начин смањења: Користите смањење средстава као што су водоник и угљен моноксид за смањење металних оксида у прашке са високом чистоћом, високом активношћу, високом активношћу синтеровања и денификацијом ниског температуре. Међутим, производња захтева високу температуру и одређену атмосферу, а инвестиција опреме је велика и цена је висока.
Метода електролизе: електролизе метална сол за соли или раставне соли за преципирање металних јона у прашке на катоди. Пудери су изузетно чисти, фини и уједначени у величини честица. Погодни су за поља са високим захтевима за чистоћу и величину честица, као што су електронски материјали, али имају ниску ефикасност производње, високу потрошњу енергије и велике трошкове.
(Ии) Калупљење
Калупљење компресије: Ставите претерани метални прах у калуп и притисните је у облик. Кораци укључују пуњење прашка, притискање и демолдирање. Погодно је за производе једноставним облицима и високим прецизним захтевима, као што су преноса. Предности су једноставна опрема, висока ефикасност, ниска цена и велика производња; Недостаци су да је тешко дизајнирати и израдити плијесни калупи за сложене производе и тешко је осигурати јединствену густину.
Изостатско прешање: Користите течност на једнолико преношење притиска и ставите прах у еластични калуп и притисните га у посуду високог притиска. Хладно изостатско прешање врши се на собној температури и погодан је за производе са сложеним облицима и захтевима велике густине; вруће изостатско прешање истовремено користи високу температуру и висок притисак и користи се за ваздухопловне материјале високих перформанси итд. Предност је да производ има уједначену густину у свим правцима и погодан је за велике и сложене производе; Недостатак је да је опрема скупа, циклус је дуг, а цена је висока.
Калупљење убризгавања: Мешајте метални прах и везиво на материјал за убризгавање и користите машину за убризгавање да бисте је убризгавали у калупну шупљину за обликовање. Погодно је за производњу сложених малих делова високо прецизности, као што су електронске компоненте. Предност је велика ефикасност и прецизност обликовања и погодна је за велику производњу; Недостатак је да су избор и уклањање везива тешко и неправилно руковање утиче на перформансе производа.
(Иии) синтеровање
Конвенционално синтеровање: Загријте калупљено тело на одговарајућој температури и атмосфери (водоник, азот, вакуум итд.) Да би се комбинују честице праха и повећали густину и снагу. Атмосфера водоника уклања нечистоће, азот спречава оксидацију, а вакуум је погодан за материјале са високим захтевима садржаја кисеоника.
Вруће пресовање синтеровања: притисак се примењује током синтеровања и врши се у специјалној опреми. Калуп је направљен од материјала као што је графит. Може смањити температуру синтеровања, скратити време и набавити производе са већом густином и перформансама. Често се користи у припреми керамике високих перформанси и других материјала.
СПАРК ПЛАСМА СИНТЕРИНГ (СПС): Брзо грејање и синтеровање генерисањем пражњења плазме и топлоте у јоулу кроз струју импулса. Може да уклони нечистоће на површини честица, активира површину, брзо се загревати (100-1000 степен / мин), мало времена (неколико минута до десетине минута) и инхибира раст зрна. Користи се за припрему наноматеријала итд.
Поља апликације Технологија металургије у праху
(И) Аероспаце Фиелд
Аероспаце има строге захтеве за материјалним перформансама, а технологија прашкастих металургије само испуњава потребе. Металургија у праху са високим температурама легуре се користе за производњу кључних компоненти као што су дискови и ножеви мотора мотора и сечива. На пример, турбински диск Ф119 мотора Спрат и Вхитнеи у Сједињеним Државама користи легуре са високим температурама у праху на бази легура на никлу засновану на никл за побољшање перформанси мотора и поузданости. Металургија у праху Алегалгију се користе за производњу греда крила авиона, оквира за трулеће и друге структурне делове са ниском густином, високом чврстом отпором на снази и корозији, смањујући тежину ваздухоплова и побољшање ефикасности горива и усавршавањем горива.
(Ии) Поље за производњу аутомобила
Делови за металургију праха се широко користе у аутомобилским моторима, преносама и кочионим системима. Сједиште седишта вентила, водене цеви и клипни прстенови у мотору су направљени од легура на бази бакра или гвожђа, које могу издржати високу температуру и висок притисак и побољшати перформансе и живот мотора; Геарс и синхронизатор Хубс преноса су велике прецизности и добре снаге, израђујући пребацивање степена преноса и побољшање ефикасности преноса; Кочиони јастучићи и кочиони дискови кочионог система додају се посебним материјалима за трење, који имају добро трење и отпорност на хабање да би се осигурала сигурност кочења.
(Иии) Поље електронске информације
Како се електронска опрема развија према малим, лаганим и високим перформансама, технологија металургије праха се широко користи. Мекани металуршки материјали магнетни прах користе се за производњу електронских компоненти као што су трансформатори и индуктори; Композитни материјали са металурним металним металом као што су бакрени и бакар-молибдени користе се за подлоге за дисипацију топлоте и амбалажне шкољке електронских уређаја високе снаге; Контакт материјали за прах металургије користе се за електричне прекидаче и релеје како би се осигурало да се сигурно искључивање безбедног круга.
Гвожђе-силицијум-никл магнетни прах језгро (КНФ)
(Ив) Механичко-производно поље
Технологија прашкастих металургија користи се за производњу механичких делова као што су зупчанике и лежајеви. Металуршки зупчаници у праху имају високу прецизност, гладак пренос и високу стопу коришћења материјала; Металуршки лежајеви у праху су само-подмазивање и отпорни на хабање, погодно за навлаке за малу брзину, тешки и ниским буком. Под посебним условима рада, лежајеви који садрже уље могу одржавати добре перформансе и побољшати поузданост опреме и радни век услуге.
(В) поље медицинског уређаја
У погледу имплантата, металуршки прах, легуре титанијум-а користе се за производњу вештачких зглобова итд. Њихова порозна структура може промовисати раст коштане ћелије и смањити ризик од лабаве имплантације. Хируршки инструменти су направљени од металургије прашкасте челика и нехрђајућег челика, који имају већу тврдоћу, отпорност на хабање и отпорност на корозију, а такође могу да производе комплексне инструменте у облику слова. Међу стоматолошким материјалима, протезе имају добру снагу, жилавост и естетику. Зубни имплантати користе металургију праха Титанијум или легуре титанијума, што може побољшати стопу успеха имплантације. Ортодонтски носачи користе металургију праха нерђајући челик или легуре никла-титанијума, што може тачно применити силу.
(Ви) Ново енергетско поље
У погледу литијум-јонских батерија, позитивни материјали електрода, као што су литијум-гвожђе фосфат и теровине које припремају металургију праха могу побољшати густину енергије и пуњење и пражњење пуњења и испуштања. У области горивних ћелија, металне биполарне плоче и превозници катализатора са високом специфичном површином произведене поступком металургије праха побољшали су перформансе горивних ћелија и смањене трошкове. У производњи ветра, мењачи, лежајеви и други делови произведени од металургије праха могу одржати стабилне перформансе у оштром окружењима и проширити радни век опреме.
Напредак у технологији металургије у праху
(И) фузија производње додатака метала (3Д штампање) и металургију праха
Технологија производње метала се брзо развијала у последњим годинама. Његова комбинација са металургијом праха донела је нове пробоје у производњи сложених делова. Кроз 3Д технологију штампања, метални прах могу се директно сложити слојем слојем да би се створило делове са сложеним унутрашњим структурама и персонализованим дизајном. Ова технологија не само да смањује материјалне процедуре отпада и прераде, већ и остварује производњу делова који су тешко производити традиционалне методе обраде, као што су сложене ножеве мотора авиона.
(Ии) Металуршка технологија наноповдер
Са развојем нанотехнологије појавио се нанопокредачна металуршка технологија. Нано-скале Метални прах имају карактеристике великог специфичног површине, високе активности и велике синтероншке силе и могу припремити наноструктуриране материјале са одличним механичким својствима, електричним својствима и магнетним својствима и магнетним својствима. Тренутно је нано металургијска технологија нано прашка постигла значајан напредак у припреми магнетних материјалних материјала, суперпреводних материјала и легура високог снагом.
Кси'ан универзитет за технологију, шематски дијаграм процеса припреме сферног нано ти-тибв композитног праха
(Иии) иновација металуршких композитних материјала
Додавањем различитих фаза за ојачавање (као што су керамичке честице, влакна итд.) На металне прашке, припремљене су композитне материјале са одличним перформансама. Ови композитни материјали комбинују предности метала и арматурисања фаза и имају карактеристике велике чврстоће, велике тврдоће, добре отпорности на хабање, високим отпорностима, итд. И широко се користе у ваздухопловству, производњи аутомобила, машинском производном и другим областима. На пример, композитни материјал на бази алуминијума припремљен додавањем честица силиконских карбида на прах алуминијумске легуре значајно је побољшало снагу и тврдоћу, уз одржавање карактеристика ниске густине алуминијумске легуре.
