Что такое порошковая металлургия?

Введение

Порошковая металлургия — одна из важнейших технологий производства полусеточных форм в современной промышленности..

Он используется, когда компонент должен объединить эффективность материала, размерная последовательность, сложная геометрия, и повторяемое массовое производство.

В отличие от традиционных методов, которые начинаются с полностью расплавленного металла или большой кованой заготовки., порошковая металлургия начинается с Металлические порошки и создает деталь посредством контролируемого уплотнения и термической консолидации..

Эта разница принципиальна. Порошковая металлургия — это не просто «другой способ изготовления металлических деталей».

Это отдельный инженерный маршрут, который дает производителям доступ к свойствам и геометрии, которые зачастую трудно найти., дорогой, или невозможно достичь с помощью кастинга, ковкость, или только механическая обработка.

Из-за этого, порошковая металлургия глубоко укоренилась в таких отраслях, как автомобилестроение., аэрокосмическая, электроника, медицинское оборудование, инструмент, энергетические системы, и высокопроизводительные потребительские товары.

1. Что такое порошковая металлургия?

Порошковая металлургия – это производственный процесс, при котором металлические порошки приобретают желаемую форму, а затем консолидируются под действием тепла., давление, или оба.

Целью является создание цельной детали, внутренняя структура которой, плотность, и механические характеристики контролируются на самых ранних стадиях производства.

Два важных шага:

1. Уплотнение – Металлический порошок помещается в жесткую матрицу и сжимается пуансоном., обычно при давлении 200‑800 МПа (30-120 фунтов на квадратный дюйм).
   В результате получается «зеленый компакт» с достаточной механической целостностью для транспортировки..
2. Спекание – Неспеченную прессовку нагревают в печи с контролируемой атмосферой до температуры, обычно составляющей 70–90 % от абсолютной точки плавления металла..
   Атомы диффундируют через контакты частиц., формируют шейки, которые растут и в конечном итоге устраняют поры, производя сильный, плотная часть.

Дополнительные вторичные операции включают калибровку., придумывание, термическая обработка, обработка, и проникновение (заполнение пор легкоплавким металлом).

Это делает порошковую металлургию особенно полезной для:

• сложные формы,
• прецизионные детали большого объема,
• материалы, которые трудно обрабатывать,
• приложения с контролируемой пористостью,
• и сплавы, которые трудно обрабатывать традиционными методами плавления..

2. Краткая история порошковой металлургии

Истоки порошковой металлургии очень древние.. Египтяне использовали железный порошок в III тысячелетии до нашей эры для изготовления орудий труда.. Современная эра началась в начале 20 века.:

• 1909 – Кулидж разработал процесс получения нитей вольфрамовых ламп. (лампы накаливания), по-прежнему является отличительной чертой применения порошковой металлургии.
• 19201930-е годы – Подшипники из пористой бронзы (пропитанные маслом «самосмазывающиеся» подшипники) начато серийное производство автомобильной и промышленной техники.
• 1940с – Военные действия требовали производства железа в больших объемах., сталь, и детали из карбида вольфрама для танков, самолеты, и боеприпасы.
• 1960с – Изобретение горячего изостатического прессования. (БЕДРО) а разработка порошков суперсплавов позволила создать диски реактивных двигателей..
• 1990s‑подарок — Литье металла под давлением. (Мим) и аддитивное производство (лазерная сварка порошкового слоя) расширили порошковую металлургию до комплексной, Компоненты высокого значения.

Сегодня, мировой рынок порошковой металлургии превышает $20 миллиардов ежегодно, автомобильная промышленность потребляет более 70% всех черных деталей ПМ.

3. Основная логика порошковой металлургии

Порошковая металлургия – это, по сути, маршрут инженерии твердотельных материалов.

Его определяющая логика заключается в том, чтобы не плавить металл и не переплавлять его., но превратить рассыпчатый порошок в связный компонент посредством уплотнение, диффузия, и спекание ниже температуры плавления основного металла.

Металлургическая сущность порошковой металлургии.

По своей сути, порошковая металлургия основана на контролируемом преобразовании пористой порошковой прессовки в плотное и функциональное металлическое тело..

После уплотнения, частицы порошка сцепляются только механически.

Они соприкасаются в дискретных точках, но эта часть все еще зеленый компактный с ограниченной прочностью и значительной пористостью.

Решающее преобразование происходит во время спекания..

По мере повышения температуры, подвижность атомов увеличивается, и атомы начинают диффундировать по поверхности частиц., Границы зерна, и дефекты решетки.

Это создает локальные зоны соединения на контактах частиц., известный как спекающие шейки.

При продолжающемся тепловом воздействии, эти шеи растут, соседние поры сужаются, и отдельные частицы порошка постепенно сливаются в сплошную металлическую матрицу..

Эта диффузионная консолидация отличает порошковую металлургию от литья и ковки.:

• Кастинг зависит от затвердевания жидкого металла.
• Ковкость зависит от объемной пластической деформации.
• Порошковая металлургия зависит от межчастичная диффузионная связь в твердом состоянии.

Эта разница не просто процедурная.. Он определяет микроструктуру, плотность, и имущественный конверт готовой детали.

От сырой прессовки до полностью спеченной детали

Эволюцию компонента порошковой металлургии можно разделить на четыре различных этапа..

Зеленый компактный штат

После прессования или формования, частицы порошка удерживаются вместе главным образом за счет механического трения и контактного давления..

Деталь имеет нужную форму, но его внутренняя структура остается открытой и пористой.

На этом этапе, компонент хрупкий и пока не может обеспечить механические характеристики на уровне обслуживания..

Формирование шейки и диффузионная сварка

Во время спекания, тепло активирует движение атомов. Частицы начинают связываться в точках контакта., образуя шейки, которые перекрывают промежутки между ними.

Это первый настоящий металлургический шаг, потому что деталь начинает вести себя как сплошной материал, а не как набор дискретных частиц.

Уплотнение и сужение пор

Поскольку распространение продолжается, нерегулярные пустоты между частицами сжимаются и становятся более округлыми или изолированными.

Внутренняя структура становится более плотной., и механические свойства резко улучшаются.

Этот этап уплотнения имеет решающее значение для качества порошковой металлургии, поскольку он определяет прочность., устойчивость к усталости, поведение при износе, и размерная стабильность.

Рост и стабилизация зерна

При достаточном термическом воздействии, микроструктура стабилизируется.

Мелкие зерна могут расти умеренно, остаточное напряжение снимается, и заключительная часть развивает стабильный баланс силы и выносливости..

Контроль времени и температуры здесь имеет решающее значение.: слишком малое спекание делает деталь слабой; слишком большое количество может вызвать чрезмерный рост зерна и потерю свойств..

Контролируемая остаточная пористость: уникальная особенность порошковой металлургии

Одним из важнейших преимуществ порошковой металлургии является то, что пористость не всегда является дефектом..

В отличие от кованых или литых металлов, Части ПМ могут быть спроектированы с намеренная остаточная пористость.

При правильном контроле, эти микроскопические поры могут обеспечивать полезное функциональное поведение, такое как:

• самосмазка,
• звукопоглощение,
• проницаемость,
• возможность фильтрации,
• и снижение веса.

Это отличительное инженерное преимущество. На многих других маршрутах обработки металлов давлением, пористость - это то, что нужно устранить.

В порошковой металлургии, пористость может быть спроектирован, удалось, и используется как функция.

Два основных режима спекания

Порошковая металлургия построена на двух основных механизмах спекания., каждый подходит для различных систем сплавов и целей производительности.

Твердофазное спекание

Это доминирующий путь для большинства железосодержащих, на основе меди, и детали порошковой металлургии на основе алюминия. На этапе спекания жидкая фаза не появляется..

Соединение происходит полностью за счет диффузии в твердом состоянии., что обеспечивает строгий контроль размеров и относительно низкий уровень искажений..

Твердофазное спекание предпочтительно, когда:

• важна точность формы,
• деформация должна быть сведена к минимуму,
• и система сплава может эффективно консолидироваться без частичного плавления..

Жидкофазное спекание

При жидкофазном спекании, легкоплавкий компонент плавится при термообработке и способствует ускорению уплотнения за счет заполнения межчастичных промежутков.

Этот метод широко используется в композитных системах и твердых материалах, таких как WC-Co.

Жидкофазное спекание особенно полезно, когда:

• требуется высокая плотность,
• быстрое заполнение пор полезно,
• и система материалов спроектирована так, чтобы выдерживать переходную жидкую фазу.

4. Полная схема промышленного процесса порошковой металлургии

Стандартизированная производственная линия порошковой металлургии построена на основе строго контролируемой последовательности операций..

Каждый этап влияет на конечную плотность, Точность размеров, Микроструктура, и производительность обслуживания компонента.

Приготовление и предварительная обработка порошка

Отправной точкой любого процесса порошковой металлургии является сам порошок..

Качество порошка определяет, смогут ли более поздние этапы обеспечить стабильный результат., повторяемый, высокопроизводительная часть.

Маршруты производства порошка

Среди них, распыление газа обычно дает более сферические частицы, лучшая текучесть, более низкая склонность к окислению, и более высокая пригодность для прецизионных компонентов или компонентов высокой плотности..

Порошки, распыленные водой, обычно имеют более неправильную форму., ниже стоимость, и широко используется для общих структурных частей, где абсолютная регулярность частиц менее критична..

Операции предварительной обработки

Перед формированием, порошки часто подвергаются:

• сортировка по размеру частиц,
• удаление примесей,
• гомогенизация,
• смешивание сплавов,
• и добавление смазки или связующего вещества.

Этот этап предварительной обработки имеет решающее значение, поскольку он улучшает текучесть порошка., уменьшает сегрегацию, улучшает заполнение матрицы, и снижает износ инструментов во время уплотнения.

Для систем сплавов, изготовленных из смешанных элементных порошков., равномерное смешивание особенно важно;

даже небольшие ошибки разделения могут привести к изменению плотности, непоследовательная усадка, или неравномерные механические характеристики после спекания.

Прецизионное уплотнение и экологическое формование

После предварительной обработки, порошок формируется в «зеленую» прессовку путем прецизионного прессования..

Принцип уплотнения

Порошок помещается в жесткую матрицу и сжимается под высоким давлением., обычно в широком промышленном диапазоне в зависимости от материала и геометрии детали.

Это давление превращает сыпучий порошок в тело почти сетчатой ​​формы с достаточной связностью для работы..

Зеленые компактные характеристики

Зеленая часть уже имеет правильную геометрию., но это все еще лишь частично связанная структура.

Его сила обусловлена ​​главным образом контактом частиц., трение, и механическое соединение, а не настоящее металлургическое соединение..

Это означает, что деталь должна быть достаточно прочной, чтобы:

• выброс из матрицы,
• перенести в печь,
• и обработка на последующих этапах,

без трещин, прорыв края, или искажение размеров.

Спекание в атмосфере

Спекание — центральный металлургический этап порошковой металлургии..

Это этап, на котором деталь превращается из механически уплотненного порошкового тела в настоящий металлический компонент..

Защитная атмосфера

Спекание обычно проводится в герметичной печи с контролируемой атмосферой, такой как:

• азот,
• водород,
• диссоциированный аммиак,
• или инертный газ.

Эта среда важна, поскольку повышенная температура делает порошок очень чувствительным к окислению., декарбанизация, и поверхностное загрязнение.

Без защитной атмосферы, деталь может потерять плотность, Качество поверхности, и механические характеристики.

Механизм спекания

Во время спекания:

• Диффузия атомов начинается через контакты частиц,
• шейки спекания растут между соседними частицами,
• поры сужаются и становятся более округлыми,
• и вся структура развивает металлургическую непрерывность.

Температура, время выдержки, и скорость нагрева/охлаждения зависят от сплава.

Системы на основе железа, системы на основе меди, системы на основе алюминия, и высокотемпературные материалы требуют разных температурных режимов..

Цель всегда одна и та же: максимизировать склеивание и уплотнение, сохраняя при этом геометрию и контролируя рост зерен.

Обработка после спекания и улучшение свойств

После спекания детали, дополнительные операции часто используются для улучшения его производительности или доведения его до окончательной спецификации..

• Уплотняющая обработка: Размеры, чеканка и горячее изостатическое прессование (БЕДРО) для устранения остаточных пор и улучшения плотности;
• Модификация производительности: Масляная пропитка для самосмазывающихся деталей., термическая обработка (утомить и отпуск) для повышения силы, цементация поверхности для повышения износостойкости;
• Точная обработка: Тонкая токарная обработка, шлифование и удаление заусенцев для обеспечения прецизионных допусков сборки;
• Обработка поверхности: Выстрел в взрыв, гальваническое и стойкое к окислению покрытие для улучшения эстетики поверхности и устойчивости к коррозии.

Проверка качества и классификация продукции

100% Проверка размерных, испытание плотности, проводятся испытания на твердость и микроскопический металлографический анализ готовой продукции..

Ключевые функциональные детали проходят испытания на усталость., испытания на износостойкость и неразрушающий дефектоскоп на соответствие стандартам качества MPIF и ISO..

5. Виды порошковой металлургии

Порошковая металлургия – это не отдельный процесс, а комплекс семейство производственных маршрутов построен на основе металлических порошков, формирование, и консолидация ниже или около точки плавления основного металла.

Традиционное прессование и спекание

Это классический и до сих пор наиболее широко признанный путь порошковой металлургии.. Металлический порошок смешивается, уплотняется в жесткой матрице при комнатной температуре, а затем спекали в контролируемой атмосфере.

Типичные характеристики

Прессование и спекание лучше всего подходит для крупносерийное производство мелких и средних деталей с относительно простой геометрией.

Широко используется для зубчатых передач., втулки, структурные мелкие детали, и другие повторяемые компоненты, стоимость штампов которых можно амортизировать при больших производственных циклах..

Его ключевым преимуществом является экономически эффективное производство практически чистой формы..

Металлическое литье (Мим)

Литье металла под давлением сочетает в себе мелкий металлический порошок со связующей системой для создания сырья, которое можно литьем под давлением в очень сложные формы..

После формования, связующее удаляется и деталь спекается.

MIM — одна из основных технологий порошковой металлургии., и отраслевые ссылки обычно позиционируют его как путь для очень сложных мелких деталей..

Типичные характеристики

MIM особенно ценен, когда деталь:

• маленький,
• очень подробный,
• Трудно в машине,
• и производятся в больших количествах.

Поскольку порошок очень мелкий, а геометрия формованной детали может быть очень сложной.,

MIM часто используется для точного оборудования., медицинские компоненты, части электроники, и миниатюрные механические сборки.

Изостатическое прессование

Изостатическое прессование обеспечивает равномерное давление со всех сторон на контейнер с порошком..

Это можно сделать при комнатной температуре, т. холодное изостатическое прессование (Прозрачный) или при повышенной температуре, как Горячая изостатическая нажатия (БЕДРО).

HIP использует высокое давление и повышенную температуру для уплотнения порошков или литых и спеченных деталей., и что он может обеспечить очень высокую плотность и изотропные свойства..

Типичные характеристики

Изостатическое прессование используется, когда важна равномерная плотность..

По сравнению с одноосным прессованием, обеспечивает более равномерное уплотнение и особенно ценен для высокопроизводительных деталей., сложные материалы, и формы, которые не идеальны для обычного прессования.

Порошковая ковка и порошковая прокатка

Порошковая ковка — это гибридный метод, при котором заготовка, прессованная порошком, спекается, а затем куется для достижения более высокой плотности и лучших механических характеристик..

Порошковая прокатка применяет аналогичную идею при прокатке, а не при ковке..

Эти методы используются, когда необходима эффективность формы ПМ., но заключительная часть также требует механической прочности, приближающейся к прочности кованого материала..

Отраслевые обзоры семейств процессов порошковой металлургии обычно включают порошковую ковку в качестве одного из общепринятых методов..

Типичные характеристики

Этот маршрут привлекателен для деталей конструкций, требующих:

• более высокая плотность,
• улучшенные усталостные характеристики,
• и более высокая несущая способность, чем простые детали, полученные методом прессования и спекания..

Жидкофазное спекание

Жидкофазное спекание — это метод порошковой металлургии, при котором во время спекания образуется жидкость, которая помогает ускорить уплотнение..

Классический обзор определяет его как процесс формирования высокоэффективных многофазных компонентов из порошков в условиях сосуществования твердых зерен со смачивающей жидкостью..

Этот маршрут широко используется для композитных систем и твердых материалов, таких как WC-Co..

Типичные характеристики

Жидкофазное спекание выбирают, когда:

• нужна очень высокая плотность,
• система сплавов выигрывает от перегруппировки частиц с помощью жидкости,
• а конечный компонент должен представлять собой высокоэффективный многофазный материал..

Аддитивная порошковая металлургия (3D Печать на Металле)

Новая инновационная отрасль, включая селективное лазерное плавление. (СЛМ) и таяние электронного луча (EBM).

Осуществляет произвольную сложную структурную формовку металлических порошков., преодолевая ограничения по форме, присущие традиционным процессам порошковой металлургии с использованием штампов, и стать основной технологией для изготовления индивидуальных деталей высококачественного оборудования..

Типичные характеристики

Этот маршрут лучше всего подходит для:

• Сложная внутренняя геометрия,
• малосерийные или нестандартные детали,
• Быстрая дизайн итерация,
• и конструкции, которые было бы трудно изготовить с помощью обычных инструментов..

6. Преимущества порошковой металлургии

7. Ограничения и проблемы

8. Материалы, используемые в порошковой металлургии

Порошковая металлургия может обрабатывать гораздо более широкий спектр материалов, чем многие думают..

В промышленной практике, общие семейства порошков включают железо и сталь., нержавеющая сталь, медь, алюминий, олово, магний, титан, вольфрам и карбид вольфрама, молибден, и драгоценные металлы.

Порошки железа: железо, сталь, и низколегированная сталь

Порошки черных металлов являются основой традиционной порошковой металлургии..

Железо и сталь один из наиболее распространенных металлов, доступных в виде порошка, а стандартное производство ПМ уже давно использует порошки на основе железа для шестерен, структурные части, и другие крупногабаритные механические компоненты.

На практике, многие стальные детали порошковой металлургии изготавливаются путем смешивания элементарного железа с графитом или с использованием предварительно легированных порошков., в зависимости от целевого свойства и маршрута процесса.

Эти материалы являются предпочтительными, поскольку они сочетают в себе:

• сильные механические характеристики,
• хорошая экономическая эффективность,
• зрелые стандарты процессов,
• и отличная пригодность для прессово-агломерационного производства.

Порошки из нержавеющей стали

Нержавеющая сталь является одним из наиболее важных семейств порошковой металлургии, когда требуется устойчивость к коррозии.

В отраслевых справочниках нержавеющая сталь указана как стандартное семейство материалов PM., Детали из ПМ и нержавеющей стали широко используются там, где обычные черные материалы подвергаются слишком быстрой коррозии..

Нержавеющие стали, полученные методом порошковой металлургии, выбираются тогда, когда деталь должна быть сбалансирована.:

• коррозионная стойкость,
• повторяемость размеров,
• и механические характеристики от умеренных до высоких.

Общие области применения нержавеющей стали PM включают в себя оборудование., клапаны, медицинские и стоматологические компоненты, и механические детали, подверженные коррозии.

Медь и порошки на медной основе

Медь является одним из наиболее широко используемых материалов в цветной порошковой металлургии..

Медь и сплавы на основе меди среди распространенных порошковых материалов., и детали ПМ на медной основе широко используются в электротехнике., тепло, и функциональное оборудование.

Порошки на медной основе также могут поставляться в виде бронзовых или латунных систем.. Медь PM предпочтительнее, когда деталь нуждается в:

• Высокая электрическая проводимость,
• теплопроводность,
• антифрикционные или подшипниковые характеристики,
• или контролируемая пористость для масляной пропитки.

Алюминиевые порошки

Алюминий порошки используются, когда малый вес становится приоритетом.

Алюминий входит в число распространенных металлов порошковой металлургии., и алюминиевый ПМ можно использовать для изготовления легких конструкционных или функциональных деталей при тщательном контроле процесса и окисления..

Порошковая металлургия алюминия привлекательна тем, что предлагает:

• низкая плотность,
• полезные показатели соотношения сила/вес,
• и потенциал для разработки специализированных легких компонентов.

Титановые порошки

Титан представляет собой основное семейство материалов для порошковой металлургии для расширенных применений..

Титан входит в число распространенных порошковых металлов, доступных для обработки PM., и это ценно, потому что порошковый путь может использоваться для труднообрабатываемых титановых композиций и дорогостоящих компонентов..

Порошковая металлургия титана обычно выбирается для:

• высокая специфическая сила,
• коррозионная стойкость,
• низкий вес,
• и передовые аэрокосмические или медицинские детали.

Порошки никелевых и никель-кобальтовых суперсплавов.

Никель и никель-кобальтовые суперсплавы перечислены в качестве доступных материалов ПМ и являются частью специализированной продукции порошковой металлургии..

Они используются, когда деталь должна выдерживать суровые температуры., коррозия, или механические условия.

Эти порошки важны для:

• высокотемпературные детали конструкции,
• приложения, связанные с турбинами,
• и специальные компоненты, которым необходима высокая стойкость к окислению и устойчивость к высоким температурам..

Вольфрам, молибден, тантал, и другие тугоплавкие металлы

Тугоплавкие металлы представляют собой особую категорию порошковой металлургии, поскольку их трудно обрабатывать традиционными методами плавки..

Вольфрам, молибден, и тантал среди распространенных тугоплавких порошковых металлов.

ПМ здесь особенно важен, потому что он позволяет:

• высокотемпературные материалы,
• плотные огнеупорные детали,
• и продукты, которые было бы непрактично производить экономично путем обычной плавки и литья..

Карбид вольфрама, металлокерамика, и твердые материалы

Порошковая металлургия является одним из важнейших направлений получения твердых материалов..

Режущие инструменты и изнашиваемые детали из карбида вольфрама как специальные продукты PM.

Путь порошка здесь идеален, поскольку он способствует образованию очень твердых, износостойкий, многофазные структуры.

Эти материалы используются в:

• режущие инструменты,
• носить вставки,
• горнодобывающие и буровые детали,
• умирает,
• и другие приложения, критичные к истиранию.

Драгоценные металлы и специальные функциональные материалы

Порошковая металлургия также может быть использована для золото, серебро, платина, и другие системы из драгоценных металлов, а также функциональные материалы, такие как магнитные порошковые сердечники, ферриты, фрикционные материалы, и пористые изделия.

Это не всегда конструкционные материалы. Во многих случаях, их ценность заключается в:

• электрическое поведение,
• магнитные характеристики,
• поведение при износе,
• проницаемость,
• или специальная функциональная производительность.

9. Сравнение с литьем и механической обработкой

Порошковая металлургия наиболее конкурентоспособна, когда деталь нуждается в Форма в ближней сети, контролируемое использование материалов, повторяемость, и возможность инженерной пористости.

10. Применение порошковой металлургии по отраслям

11. Заключение

Порошковая металлургия является стратегической производственной технологией, поскольку она превращает металлический порошок в конструкционные детали. контролируемая геометрия, индивидуальные свойства, и эффективная экономика производства.

Его ценность заключается не только в изготовлении деталей., но при изготовлении деталей это сложно, дорогостоящий, или неэффективно производить другими методами.

Аддитивное производство и передовые технологии спекания стирают границы между традиционной порошковой металлургией и 3D-печатью., будущее порошковой металлургии откроет еще большую свободу проектирования, новые комбинации материалов, и более производительные детали.

Понимание основ производства порошков., уплотнение, а спекание позволяет инженерам использовать уникальные возможности ПМ и избегать его ловушек..

LangHe предлагает индивидуальные услуги порошковой металлургии

Благодаря широким возможностям в выборе порошка, смешивание, уплотнение, спекание, средняя обработка, термическая обработка, и поверхностная отделка,
Лангх поставляет детали сложной геометрии, полученные методом порошковой металлургии., отличная размерная стабильность, стабильные механические характеристики, и чистый, профессиональный внешний вид.

От проверки прототипа до мелкосерийных заказов и крупносерийного производства, Лангх поддерживает производство почти готовой формы, эффективность материала, эффективная интеграция компонентов, Быстрое время выполнения, и постоянная повторяемость в соответствии с жесткими требованиями проекта.

Запросить цену сейчас >>

Часто задаваемые вопросы

Является ли порошковая металлургия тем же самым, что и 3D-печать металла??

Нет. Оба используют металлический порошок, но обычные ПМ прессуют порошок в штампе (2D нажатие), во время 3D-печати (лазерная сварка порошкового слоя) строит детали слой за слоем, используя лазер для плавления порошка. МИМ — отдельный гибрид.

Какой максимальный размер детали порошковой металлургии??

Типовые прессы обрабатывают детали массой до 10‑20 кг и диаметром до 300‑400 мм.. Более крупные детали могут быть изготовлены методом изостатического прессования или HIP., но стоимость быстро растет.

Почему детали порошковой металлургии иногда слабее кованых??

Остаточная пористость (даже после спекания) уменьшает эффективное несущее сечение и действует как место концентрации напряжений..

ТЧ высокой плотности (>98%) приближается к кованым свойствам, но пористость ниже этого ограничивает пластичность и усталостную прочность..

Может ли порошковая металлургия производить резьбовые отверстия?

Внутреннюю резьбу нельзя нажимать напрямую.. Они должны быть обработаны после спекания или запрессованы с резьбовыми вставками..

Являются ли детали порошковой металлургии пористыми??

Это зависит от приложения. Конструкционные детали из ПМ спекаются до плотности 85‑95 %., оставляя некоторые взаимосвязанные или закрытые поры.

Самосмазывающиеся подшипники специально используют открытую пористость 15-20% для удержания масла.. Полностью плотные детали (НАПРИМЕР., от HIP) не имеют видимой пористости.