Mi az a porkohászat?

Bevezetés

A porkohászat a modern ipar egyik legfontosabb hálószerű gyártástechnológiája.

Akkor használatos, ha egy komponenst kombinálni kell anyagi hatékonyság, dimenziós következetesség, komplex geometria, és megismételhető tömeggyártás.

Ellentétben a hagyományos módszerekkel, amelyek teljesen megolvadt fémmel vagy nagy kovácsolt anyaggal kezdődnek, től indul a porkohászat fémporok és szabályozott tömörítéssel és termikus konszolidációval építi fel az alkatrészt.

Ez a különbség alapvető. A porkohászat nem egyszerűen „a fémalkatrészek előállításának más módja”.

Ez egy külön mérnöki út, amely a gyártók számára hozzáférést biztosít a gyakran nehéz tulajdonságokhoz és geometriákhoz, drága, vagy öntéssel lehetetlen elérni, kovácsolás, vagy egyedül a megmunkálás.

Emiatt, a porkohászat mélyen beágyazódott az olyan iparágakba, mint az autóipar, űrrepülés, elektronika, orvostechnikai eszközök, szerszámkészítés, energiarendszerek, és nagy teljesítményű fogyasztói termékek.

1. Mi az a porkohászat?

A porkohászat olyan gyártási folyamat, amelyben a fémporokat a kívánt formára alakítják, majd hő hatására megszilárdulnak, nyomás, vagy mindkettő.

A cél egy szilárd alkatrész létrehozása, amelynek belső szerkezete, sűrűség, és a mechanikai teljesítményt a gyártás legkorábbi szakaszaitól kezdve ellenőrzik.

A két lényeges lépés:

1. Tömörítés – A fémport merev szerszámba helyezik, és lyukasztóval összenyomják, jellemzően 200-800 MPa nyomáson (30-120 ksi).
   Az eredmény egy „zöld kompakt”, amely elegendő mechanikai integritású a kezeléshez.
2. Szinterelés – A zöld kompaktot szabályozott atmoszférájú kemencében melegítik fel a fém abszolút olvadáspontjának 70-90%-ára jellemző hőmérsékletre..
   Az atomok diffundálnak a részecskék érintkezései között, nyakakat képezve, amelyek nőnek, és végül eltüntetik a pórusokat, erős, sűrű rész.

Az opcionális másodlagos műveletek közé tartozik a méretezés, pénzverés, hőkezelés, megmunkálás, és beszivárgás (a pórusok kitöltése alacsonyabb olvadáspontú fémmel).

Ez különösen hasznossá teszi a porkohászatot:

• összetett formák,
• nagy mennyiségű precíziós alkatrészek,
• nehezen megmunkálható anyagok,
• szabályozott porozitású alkalmazások,
• és olyan ötvözetek, amelyeket a hagyományos olvadékalapú módszerekkel nehéz feldolgozni.

2. A porkohászat rövid története

A porkohászat eredete ősi. Az egyiptomiak az időszámításunk előtti 3. évezredben vasport használtak eszközök készítésére. A modern kor a 20. század elején kezdődött:

• 1909 – Coolidge fejlesztette ki az eljárást a wolframlámpa izzószálaihoz (izzólámpák), még mindig jellegzetes porkohászati ​​alkalmazás.
• 1920s-1930-as évek – Porózus bronz csapágyak (olajjal impregnált „önkenő” csapágyak) belépett az autóipari és ipari gépek tömeggyártásába.
• 1940S – A háborús erőfeszítések nagy mennyiségű vas előállítását követelték meg, acél, és volfrámkarbid alkatrészek tartályokhoz, repülőgép, és lőszer.
• 1960S – A melegizosztatikus préselés feltalálása (CSÍPŐ) és a szuperötvözet porok kifejlesztése lehetővé tette a sugárhajtómű-tárcsákat.
• 1990s-jelen – Fém fröccsöntés (Mim) és adalékanyag -gyártás (lézerporágy fúzió) komplexté bővítették a porkohászatot, nagy értékű alkatrészek.

Ma, a globális porkohászati ​​piac meghaladja $20 milliárd évente, az autóipar több mint 70% az összes vastartalmú PM alkatrészből.

3. Az alapvető logika a porkohászat mögött

A porkohászat alapvetően a szilárdtest anyagok mérnöki útvonala.

Meghatározó logikája nem a fém megolvasztása és újraöntése, hanem a laza púdert koherens komponenssé alakítani keresztül tömörítés, diffúzió, és szinterezés az alapfém olvadáspontja alatt.

A porkohászat kohászati ​​lényege

A lényege, a porkohászat a porózus porkompakt sűrű és működőképes fémtestté való szabályozott átalakítására támaszkodik.

Tömörítés után, a porszemcsék csak mechanikusan kapcsolódnak egymáshoz.

Különálló pontokon érintkeznek, de a rész még a zöld kompakt korlátozott szilárdságú és jelentős porozitású.

A döntő átalakulás a szinterezés során történik.

Ahogy a hőmérséklet emelkedik, Az atomok mobilitása nő, és az atomok elkezdenek diffundálni a részecskék felületén, gabonak határai, és rácshibák.

Ez helyi kötési zónákat hoz létre a részecskeérintkezőknél, néven ismert szinterező nyakak.

Folyamatos hőhatás mellett, ezek a nyakak nőnek, a szomszédos pórusok összezsugorodnak, és az egyes porszemcsék fokozatosan összeolvadnak egy folytonos fémes mátrixsá.

Ez a diffúzió által vezérelt konszolidáció különbözteti meg a porkohászatot az öntéstől és kovácsolástól:

• Öntvény a folyékony fém megszilárdulásától függ.
• Kovácsolás az ömlesztett képlékeny deformációtól függ.
• Porkohászat Attól függ részecskék közötti diffúziós kötés szilárd állapotban.

Ez a különbség nem pusztán eljárási jellegű. Ez határozza meg a mikroszerkezetet, sűrűség, és a kész rész ingatlanborítékát.

A zöld kompakttól a teljesen szinterezett részig

A porkohászati ​​komponensek fejlődése négy különböző szakaszban értelmezhető.

Zöld kompakt állapot

Préselés vagy formázás után, a porszemcséket főként mechanikai súrlódás és érintkezési nyomás tartja össze.

Az alkatrésznek a kívánt formája van, de belső szerkezete nyitott és porózus marad.

Ebben a szakaszban, az alkatrész törékeny, és még nem tud szervizszintű mechanikai teljesítményt nyújtani.

Nyakképzés és diffúziós kötés

Szinterezés során, a hő aktiválja az atommozgást. A részecskék az érintkezési pontokon kötődni kezdenek, nyakakat képezve, amelyek áthidalják a köztük lévő hézagokat.

Ez az első igazi kohászati ​​lépés, mert az alkatrész folytonos anyagként kezd viselkedni, nem pedig diszkrét részecskék gyűjteményeként.

Sűrűsödés és póruszsugorodás

Ahogy a diffúzió folytatódik, a részecskék közötti szabálytalan üregek összezsugorodnak és lekerekednek vagy elszigeteltebbé válnak.

A belső szerkezet sűrűbbé válik, és a mechanikai tulajdonságok meredeken javulnak.

Ez a tömörítési lépés központi szerepet játszik a porkohászati ​​minőségben, mivel ez határozza meg a szilárdságot, fáradtság ellenállás, viselési viselkedés, és a mérési stabilitás.

A szem növekedése és stabilizálása

Megfelelő hőterhelés mellett, a mikrostruktúra stabilizálódik.

A finom szemek mérsékelten növekedhetnek, a maradék stressz enyhül, az utolsó rész pedig az erő és a szívósság stabil egyensúlyát alakítja ki.

Az idő és a hőmérséklet szabályozása itt kritikus: túl kevés szinterezés gyengíti az alkatrészt; túl sok túlzott szemnövekedést és tulajdonságok elvesztését okozhatja.

Szabályozható maradék porozitás: egyedülálló porkohászati ​​tulajdonság

A porkohászat egyik legfontosabb előnye, hogy a porozitás nem mindig hiba.

A kovácsolt vagy öntött fémekkel ellentétben, PM alkatrészeket lehet tervezni szándékos maradék porozitás.

Ha megfelelően irányítják, ezek a mikroszkopikus pórusok hasznos funkcionális viselkedést biztosíthatnak, mint pl:

• önkenés,
• hangelnyelés,
• áteresztőképesség,
• szűrési képesség,
• és a súlycsökkentés.

Ez egy jellegzetes mérnöki előny. Sok más fémalakítási módban, a porozitást ki kell küszöbölni.

A porkohászatban, porozitás lehet tervezett, sikerült, és funkcióként használják.

Két fő szinterezési mód

A porkohászat két fő szinterező mechanizmus köré épül, mindegyik alkalmas különböző ötvözetrendszerekhez és teljesítménycélokhoz.

Szilárd fázisú szinterezés

Ez a domináns út a legtöbb vasalapú számára, réz alapú, és alumínium alapú porkohászati ​​alkatrészek. A szinterezési szakaszban nem jelenik meg folyékony fázis.

A kötés teljes egészében szilárdtest diffúzióval történik, ami erős méretszabályozást és viszonylag alacsony torzítást ad a folyamatnak.

A szilárd fázisú szinterezés akkor előnyös, ha:

• fontos a forma pontossága,
• a deformációt minimálisra kell csökkenteni,
• és az ötvözetrendszer részleges megolvadás nélkül is hatékonyan konszolidálható.

Folyadékfázisú szinterezés

Folyékony fázisú szintereléssel, az alacsony olvadáspontú összetevő a hőkezelés során megolvad, és elősegíti a tömörítés felgyorsítását a részecskék közötti hézagok kitöltésével.

Ezt a módszert széles körben alkalmazzák kompozit rendszerekben és kemény anyagokban, mint pl WC-CO.

A folyadékfázisú szinterezés különösen akkor hasznos, ha:

• nagy sűrűségre van szükség,
• a gyors pórustöltés előnyös,
• és az anyagrendszert úgy tervezték, hogy elviselje az átmeneti folyékony fázist.

4. A porkohászat teljes ipari folyamatárama

A szabványos porkohászati ​​gyártósor egy szigorúan ellenőrzött műveletsor köré épül fel.

Minden szakasz befolyásolja a végső sűrűséget, dimenziós pontosság, mikroszerkezet, és az alkatrész szervizteljesítménye.

Por előkészítése és előkezelése

Minden porkohászati ​​eljárás kiindulópontja maga a por.

A por minősége határozza meg, hogy a későbbi szakaszok képesek-e istállót létrehozni, megismételhető, nagy teljesítményű alkatrész.

Porgyártási útvonalak

Ezek között, gázporlasztás általában termel több gömb alakú részecskék, jobb folyóképesség, alacsonyabb oxidációs hajlam, és nagyobb alkalmasság precíziós vagy nagy sűrűségű alkatrészekhez.

A vízzel porlasztott porok általában szabálytalanabb alakúak, alacsonyabb költséggel, és széles körben használják általános szerkezeti részek esetében, ahol az abszolút részecskeszabályosság kevésbé kritikus.

Előkezelési műveletek

A formázás előtt, porok gyakran átesnek:

• részecskeméret szerinti osztályozás,
• szennyeződés eltávolítása,
• homogenizálás,
• ötvözet keverés,
• és kenőanyag vagy kötőanyag hozzáadása.

Ez az előkezelési szakasz kritikus, mert javítja a por áramlását, csökkenti a szegregációt, javítja a szerszám kitöltését, és csökkenti a szerszámok kopását a tömörítés során.

Vegyes elemi porokból készült ötvözetrendszerekhez, az egyenletes keverés különösen fontos;

még kis szegregációs hibák is sűrűségváltozáshoz vezethetnek, következetlen zsugorodás, vagy szinterezés után egyenetlen mechanikai teljesítmény.

Precíziós tömörítés és zöld formázás

Előkezelés után, a port precíziós préseléssel „zöld” kompakt formává formáljuk.

Tömörítés elve

A port egy merev szerszámba helyezik, és nagy nyomás alatt összenyomják, jellemzően széles ipari tartományon belül, az anyagtól és az alkatrész geometriától függően.

Ez a nyomás a laza púdert szinte háló alakú testté alakítja, amely megfelelő kohézióval rendelkezik a kezeléshez.

Zöld kompakt jellemzők

A zöld rész már megfelelő geometriával rendelkezik, de ez még mindig csak részben kötött szerkezet.

Erőssége elsősorban a részecskék érintkezéséből adódik, súrlódás, és inkább mechanikus reteszelés, mint valódi kohászati ​​kötés.

Ez azt jelenti, hogy az alkatrésznek elég erősnek kell lennie:

• kilökődés a szerszámból,
• át a kemencébe,
• és kezelése a következő lépések során,

repedés nélkül, él kitörés, vagy mérettorzulás.

Atmoszféra által szabályozott szinterezés

A szinterezés a porkohászat központi kohászati ​​lépése.

Ez az a szakasz, ahol az alkatrész mechanikusan tömörített portestből valódi fémes komponenssé alakul.

Védő légkör

A szinterezést általában zárt kemencében, szabályozott atmoszférával, mint pl:

• nitrogén,
• hidrogén,
• disszociált ammónia,
• vagy inert gáz.

Ez a környezet elengedhetetlen, mert a magasabb hőmérséklet miatt a por nagyon érzékeny az oxidációra, dekarburizálás, és felületi szennyeződés.

Védő légkör nélkül, az alkatrész veszíthet sűrűségéből, felületi minőség, és mechanikai teljesítmény.

Szinterező mechanizmus

Szinterezés során:

• Az atomdiffúzió a részecskék érintkezései között kezdődik,
• szinterező nyakak nőnek a szomszédos részecskék között,
• a pórusok összehúzódnak és lekerekednek,
• és az egész szerkezet kohászati ​​folytonosságot alakít ki.

A hőmérséklet, tartási idő, és a fűtési/hűtési sebesség mind ötvözetfüggő.

Vas alapú rendszerek, réz alapú rendszerek, alumínium alapú rendszerek, és a magas hőmérsékletű anyagok mindegyike eltérő termikus ütemezést igényel.

A cél mindig ugyanaz: maximalizálja a kötést és a tömörítést, miközben megőrzi a geometriát és szabályozza a szemek növekedését.

Szinterezés utáni befejezés és ingatlanjavítás

Miután az alkatrészt szinterezték, gyakran további műveleteket használnak a teljesítmény finomítására vagy a végső specifikáció elérésére.

• Sűrítő kezelés: Méretezés, fémfejtés és meleg izosztatikus préselés (CSÍPŐ) a maradék pórusok eltávolítására és a sűrűség javítására;
• Teljesítménymódosítás: Olajimpregnálás önkenő alkatrészekhez, hőkezelés (eloltás és edzés) erőnöveléshez, felületi karburálás a kopásállóság érdekében;
• Precíziós feldolgozás: Finom esztergálás, köszörülés és sorjázás a nagy pontosságú összeszerelési tűrések teljesítése érdekében;
• Felületkezelés: Robbantás, bevonat és oxidációálló bevonat a felületi esztétika és a korrózióállóság javítására.

Minőségellenőrzés és termékosztályozás

100% dimenziós ellenőrzés, sűrűségvizsgálat, keménységvizsgálatot és mikroszkópos metallográfiai elemzést valósítanak meg a késztermékeknél.

A kulcsfontosságú funkcionális alkatrészek kifáradási teszten esnek át, kopásállósági vizsgálat és roncsolásmentes hibaészlelés az MPIF és ISO minőségi szabványoknak való megfelelés érdekében.

5. A porkohászat típusai

A porkohászat nem egyetlen folyamat, hanem a gyártási útvonalak családja fémporok köré épült, formálás, és konszolidáció az alapfém olvadáspontja alatt vagy körül.

Hagyományos prés-szinter

Ez a klasszikus és máig legelismertebb porkohászati ​​út. A fémport összekeverik, szobahőmérsékleten merev szerszámban tömörítjük, majd ellenőrzött atmoszférában szinterezik.

Tipikus jellemzők

A préselés és szinterezés a legalkalmasabb kis és közepes alkatrészek nagy volumenű gyártása viszonylag egyszerű geometriával.

Széles körben használják fogaskerekekhez, perselyek, szerkezeti kis alkatrészek, és más megismételhető alkatrészek, ahol a szerszámköltség amortizálható nagy gyártási sorozatok során.

Legfontosabb erőssége a költséghatékony, közel hálószerű gyártás.

Fém fröccsöntés (Mim)

A fém fröccsöntés egyesíti a finom fémport egy kötőanyag-rendszerrel, hogy olyan alapanyagot hozzon létre, amely fröccsöntéssel nagyon összetett formákká alakítható.

Formázás után, a kötőanyagot eltávolítjuk és az alkatrészt szinterezzük.

A MIM az egyik legfontosabb porkohászati ​​technológia, és az ipari referenciák általában a nagyon bonyolult apró alkatrészek útjaként határozzák meg.

Tipikus jellemzők

A MIM különösen értékes, ha az alkatrész az:

• kicsi,
• rendkívül részletes,
• Nehéz gépelni,
• és nagy mennyiségben gyártják.

Mivel a por nagyon finom, és az öntött geometria nagyon összetett lehet,

A MIM-et gyakran használják precíziós hardverekhez, orvosi alkatrészek, elektronikai alkatrészek, és miniatűr mechanikus szerelvények.

Izosztatikus préselés

Az izosztatikus préselés minden irányból egyenletes nyomást fejt ki a porral töltött tartályra.

Ezt szobahőmérsékleten, mint hideg izosztatikus préselés (Cip) vagy emelt hőmérsékleten mint Forró izosztatikus sajtó (CSÍPŐ).

A HIP nagy nyomást és megemelt hőmérsékletet használ a porok vagy az öntött és szinterezett alkatrészek tömörítésére, és hogy nagyon nagy tömörítési és izotróp tulajdonságokat tud biztosítani.

Tipikus jellemzők

Izosztatikus préselést alkalmazunk, ha az egyenletes sűrűség kritikus.

Az egytengelyű présszerszámhoz képest, egyenletesebb tömörítést produkál, és különösen értékes a nagy teljesítményű alkatrészeknél, nehéz anyagok, és olyan formák, amelyek nem ideálisak a hagyományos szerszámtömörítéshez.

Porkovácsolás és porhengerlés

A porkovácsolás egy hibrid eljárás, amelyben a por préselt előformát szinterezik, majd kovácsolják, hogy nagyobb sűrűséget és jobb mechanikai teljesítményt érjenek el..

A porhengerlés hasonló ötletet alkalmaz a hengerléssel, nem pedig a kovácsolással.

Ezeket a módszereket akkor alkalmazzák, ha a PM alakhatékonyságára van szükség, de az utolsó részhez a kovácsolt anyagéhoz közelítő mechanikai szilárdság is szükséges.

A porkohászati ​​eljáráscsaládok iparági áttekintései általában a porkovácsolást is tartalmazzák, mint az egyik bevált módszert.

Tipikus jellemzők

Ez az útvonal vonzó a szükséges szerkezeti részek számára:

• nagyobb sűrűség,
• javított fáradtsági teljesítmény,
• és erősebb teherbírású, mint az egyszerű préselhető és szinterező alkatrészek.

Folyadékfázisú szinterezés

A folyékony fázisú szinterezés egy porkohászati ​​eljárás, amelyben a szinterezés során folyadék képződik, és elősegíti a tömörítés felgyorsítását..

Egy klasszikus áttekintés úgy definiálja, mint olyan eljárást, amellyel nagy teljesítményű többfázisú komponenseket állítanak elő porokból olyan körülmények között, ahol a szilárd szemcsék együtt léteznek nedvesítő folyadékkal..

Ezt az utat széles körben használják kompozit rendszerek és kemény anyagok, például WC-Co.

Tipikus jellemzők

A folyadékfázisú szinterezés akkor van kiválasztva, ha:

• nagyon nagy tömörítésre van szükség,
• az ötvözetrendszernek előnyös a folyadékkal segített részecskék átrendezése,
• a végső alkatrész pedig nagy teljesítményű többfázisú anyag.

Adalék porkohászat (3D Fémnyomtatás)

Egy feltörekvő innovatív ág, beleértve a szelektív lézeres olvasztást (SLM) és az elektronsugaras olvadás (EBM).

Fémporok tetszőleges összetett szerkezeti kialakítását valósítja meg, áttörve a hagyományos szerszámalapú porkohászati ​​eljárások formai korlátait, és a személyre szabott csúcskategóriás berendezésalkatrészek alapvető technológiájává válik.

Tipikus jellemzők

Ez az útvonal a legjobb:

• összetett belső geometriák,
• kis volumenű vagy egyedi alkatrészek,
• gyors tervezési iteráció,
• és olyan szerkezetek, amelyeket nehéz lenne hagyományos szerszámokkal elkészíteni.

6. A porkohászat előnyei

7. Korlátozások és kihívások

8. A porkohászatban használt anyagok

A porkohászat sokkal szélesebb körű anyagokat képes feldolgozni, mint azt sokan feltételezik.

Ipari gyakorlatban, a közös porcsaládok közé tartozik a vas és az acél, rozsdamentes acél, réz, alumínium, ón, magnézium, titán, volfrám és volfrámkarbid, molibdén, és nemesfémek.

Vasporok: vas, acél, és gyengén ötvözött acél

A vasporok képezik a hagyományos porkohászat gerincét.

Vas és acél por alakban kapható legelterjedtebb fémek közé tartozik, a szabványos PM-gyártás pedig régóta vasalapú porokat használ a fogaskerekekhez, szerkezeti részek, és egyéb nagy volumenű mechanikai alkatrészek.

Gyakorlatban, sok porkohászati ​​acél alkatrész elemi vas és grafit keverésével vagy előötvözött porok felhasználásával készül, az ingatlan céljától és a folyamat útvonalától függően.

Ezeket az anyagokat előnyben részesítik, mert kombinálják őket:

• erős mechanikai teljesítmény,
• jó költséghatékonyság,
• kiforrott folyamatszabványok,
• és kiválóan alkalmas prés-szinter gyártásra.

Rozsdamentes acél porok

Rozsdamentes acél az egyik legfontosabb porkohászati ​​család, ahol korrózióállóságra van szükség.

Az iparági referenciák a rozsdamentes acélt szabványos PM anyagcsaládként sorolják fel, és a rozsdamentes PM alkatrészeket széles körben használják ott, ahol a közönséges vastartalmú anyagok túl gyorsan korrodálnának.

A porkohászati ​​rozsdamentes acélokat akkor választják ki, amikor az alkatrésznek egyensúlyban kell lennie:

• korrózióállóság,
• méretmegismételhetőség,
• és közepestől magasig terjedő mechanikai teljesítmény.

A gyakori PM rozsdamentes alkalmazások közé tartozik a hardver, szelepek, orvosi és fogászati ​​alkatrészek, és a korróziónak kitett mechanikai alkatrészek.

Réz és rézbázisú porok

Réz az egyik legszélesebb körben használt színesfém porkohászati ​​anyag.

Réz és a rézalapú ötvözetek a szokásos poranyagok között, és a réz alapú PM alkatrészeket széles körben használják az elektromosságban, termikus, és funkcionális hardver.

A réz alapú porok bronz vagy sárgaréz rendszerként is szállíthatók. A réz PM előnyösebb, ha az alkatrésznek szüksége van:

• nagy elektromos vezetőképesség,
• hővezető képesség,
• súrlódásgátló vagy csapágy teljesítmény,
• vagy szabályozott porozitású olajos impregnáláshoz.

Alumínium porok

Alumínium porokat akkor használnak, ha a kis súly prioritássá válik.

Alumínium a porkohászatban elterjedt fémek közé tartozik, Az alumínium PM pedig könnyű szerkezeti vagy funkcionális alkatrészekhez használható, ha a folyamatot és az oxidáció szabályozását gondosan kezelik.

Az alumíniumporkohászat azért vonzó, mert kínál:

• alacsony sűrűség,
• hasznos erő-súly teljesítmény,
• és lehetőség speciális könnyűszerkezetes alkatrészek tervezésére.

Titán porok

Titán egy jelentős porkohászati ​​anyagcsalád a fejlett alkalmazásokhoz.

Titán a PM-feldolgozáshoz rendelkezésre álló általános fémporok közé tartozik, és azért értékelik, mert a porút nehezen feldolgozható titánkompozíciókat és nagy értékű komponenseket támogat.

A titán porkohászatot általában erre választják:

• nagy fajta szilárdság,
• korrózióállóság,
• alacsony súly,
• és fejlett repülési vagy orvosi alkatrészek.

Nikkel és nikkel-kobalt szuperötvözet porok

Nikkel és a nikkel-kobalt szuperötvözetek a rendelkezésre álló PM anyagok között szerepelnek, és a speciális porkohászati ​​termékkör részét képezik..

Akkor használják őket, ha az alkatrésznek túl kell élnie a magas hőmérsékletet, korrózió, vagy mechanikai körülmények között.

Ezek a porok fontosak:

• magas hőmérsékletű szerkezeti részek,
• turbinákkal kapcsolatos alkalmazások,
• és speciális alkatrészek, amelyek erős oxidációállóságot és magas hőmérsékleti tartósságot igényelnek.

Volfrám, molibdén, tantál, és egyéb tűzálló fémek

A tűzálló fémek jellegzetes porkohászati ​​kategóriát alkotnak, mivel nehéz feldolgozni őket hagyományos olvadékalapú eljárásokkal.

Volfrám, molibdén, és tantál a közönséges tűzálló porfémek között.

A PM itt különösen fontos, mert lehetővé teszi:

• magas hőmérsékletű anyagok,
• sűrű tűzálló alkatrészek,
• és olyan termékek, amelyeket nem lenne praktikus gazdaságosan előállítani hagyományos olvasztással és öntéssel.

Volfrám karbid, cermet, és kemény anyagok

A porkohászat a kemény anyagok egyik legfontosabb útja.

Volfrámkarbid vágószerszámok és kopóalkatrészek mint speciális PM termékek.

A porút ideális itt, mert támogatja a nagyon kemények kialakulását, kopásálló, többfázisú szerkezetek.

Ezeket az anyagokat használják:

• vágószerszámok,
• kopás betéteket,
• bányászati ​​és fúrási alkatrészek,
• elhuny,
• és egyéb kopáskritikus alkalmazásokhoz.

Nemesfémek és speciális funkcionális anyagok

A porkohászat is használható arany, ezüst, platina, és más nemesfém rendszerek, valamint funkcionális anyagok, mint pl mágneses pormagok, ferritek, súrlódó anyagok, és porózus termékek.

Ezek nem mindig szerkezeti anyagok. Sok esetben, értékük abban rejlik:

• elektromos viselkedés,
• mágneses teljesítmény,
• viselési viselkedés,
• áteresztőképesség,
• vagy speciális funkcionális teljesítmény.

9. Összehasonlítás öntéssel és megmunkálással

A porkohászat akkor a legversenyképesebb, ha az alkatrésznek szüksége van rá hálózatháló alak, ellenőrzött anyaghasználat, megismételhetőség, és a tervezett porozitás lehetősége.

10. A porkohászat ipari alkalmazásai

11. Következtetés

A porkohászat rendkívül stratégiai gyártási technológia, mivel a fémport mérnöki alkatrészekké alakítja szabályozott geometria, személyre szabott tulajdonságok, és hatékony termelési gazdaságosság.

Értéke nem csak az alkatrészek gyártásában rejlik, hanem a nehéz részek elkészítésében, drága, vagy nem hatékony más módszerekkel előállítani.

Mivel az additív gyártás és a fejlett szinterezési technológiák elmossák a határvonalakat a hagyományos porkohászat és a 3D nyomtatás között, a porkohászat jövője még nagyobb tervezési szabadságot fog látni, új anyagkombinációk, és nagyobb teljesítményű alkatrészek.

A porgyártás alapjainak megértése, tömörítés, és a szinterezés lehetővé teszi a mérnökök számára, hogy kiaknázzák a PM egyedi képességeit, és elkerüljék a buktatóit.

A LangHe egyedi porkohászati ​​szolgáltatásokat kínál

Erőteljes porválasztási képességekkel támogatva, keverés, tömörítés, szinterelés, másodlagos megmunkálás, hőkezelés, és a felszíni befejezés,
LangHe bonyolult geometriájú porkohászati ​​alkatrészeket szállít, kiváló méretkonzisztencia, stabil mechanikai teljesítmény, és egy tiszta, professzionális megjelenés.

A prototípus érvényesítésétől a kis tételes megrendelésekig és a nagyüzemi gyártásig, LangHe támogatja a közel háló alakú gyártást, anyagi hatékonyság, hatékony komponensintegráció, Gyors átfutási idő, és következetes ismételhetőség az igényes projektkövetelmények között.

Kérjen árajánlatot most >>

GYIK

A porkohászat ugyanaz, mint a fém 3D nyomtatása?

Nem. Mindkettő fémport használ, de a hagyományos PM tömöríti a port egy szerszámban (2D préselés), 3D nyomtatás közben (lézerporágy fúzió) rétegről rétegre építi az alkatrészeket lézer segítségével a por olvasztására. A MIM egy külön hibrid.

Mekkora lehet a porkohászati ​​alkatrész maximális mérete?

A tipikus prések 10-20 kg-ig és 300-400 mm átmérőig kezelik az alkatrészeket. Nagyobb alkatrészek izosztatikus préseléssel vagy HIP-pel is elkészíthetők, de a költségek gyorsan nőnek.

Miért gyengébbek néha a porkohászati ​​alkatrészek, mint a kovácsolt alkatrészek??

Maradt porozitás (szinterezés után is) csökkenti a hatékony teherhordó keresztmetszetet és feszültségkoncentrációs helyként működik.

Nagy sűrűségű PM (>98%) megközelíti a kovácsolt tulajdonságokat, de az alatta lévő porozitás korlátozza a hajlékonyságot és a kifáradási szilárdságot.

Készíthet-e a porkohászat menetes lyukakat?

A belső szálakat nem lehet közvetlenül megnyomni. Szinterezés vagy menetes betétekkel préselés után kell megmunkálni.

A porkohászati ​​részek porózusak?

Az alkalmazástól függ. A szerkezeti részecskék 85-95%-os sűrűségre szinterezve vannak, néhány egymással összefüggő vagy zárt pórust hagyva.

Az önkenő csapágyak kifejezetten 15-20%-os nyitott porozitást használnak az olaj megtartására. Teljesen sűrű részek (PÉLDÁUL., a HIP által) nincs látható porozitásuk.