Processo de metalurgia do pó e aplicação

A metalurgia do pó é uma tecnologia de processo para preparar metal ou usar pó metálico (ou uma mistura de pó metálico e pó não metálico) como matéria-prima, conformação e sinterização, para produzir materiais metálicos, materiais compostos e vários tipos de produtos.

A indústria de produtos de metalurgia do pó em um sentido amplo inclui ferramentas de ferro e pedra, carboneto cimentado, materiais magnéticos e produtos de metalurgia do pó. A indústria de produtos de metalurgia do pó no sentido estrito refere-se apenas a produtos de metalurgia do pó, incluindo peças de metalurgia do pó (a maioria delas), rolamentos de óleo e produtos de moldagem por injeção de metal.

Características do processo de metalurgia do pó

Em comparação com outros processos, a taxa de utilização do material da metalurgia do pó é a mais alta, chegando a 95%, e o consumo de energia das peças é o mais baixo!

A densidade dos produtos é controlável, como materiais porosos, materiais de alta densidade, etc .; microestrutura uniforme, sem segregação de componentes; formação quase formada, taxa de utilização de matéria-prima> 95%; menos e nenhum corte, apenas 40-50% do processamento de corte; grupo de materiais O elemento é controlável, o que conduz à preparação de materiais compostos; a preparação de metais insolúveis, materiais cerâmicos e materiais nucleares.

O processo básico da metalurgia do pó

O processo básico da metalurgia do pó é a fabricação do pó → mistura → formação → sinterização → moagem por vibração → processamento secundário → tratamento térmico → tratamento de superfície → inspeção de qualidade → produto acabado.

Moagem de farinha

A moagem de farinha é o processo de transformar matérias-primas em pó. Os métodos de moagem comumente usados ​​incluem métodos mecânicos e físicos e químicos.

O método mecânico não altera a composição química da matéria-prima e prepara o pó cortando / moendo o metal para dividir o material para criar uma nova interface. O método mecânico pode reduzir ou aumentar o tamanho da partícula do pó, e o pó metálico será endurecido após a moagem, mas a forma do pó é irregular e a fluidez do pó torna-se pobre.

O método físico e químico consiste em fazer o metal líquido preparar o pó por métodos físicos, como resfriamento e atomização; além disso, também pode ser preparado reduzindo óxidos e sais metálicos com agentes redutores baseados em reações químicas, como redução e dissociação. A tecnologia de pó de atomização pode reduzir efetivamente a segregação dos componentes da liga, de modo que a composição do pó da liga obtida é relativamente uniforme. Uma vez que o método de atomização de água usa água de alta densidade como meio de atomização, a forma do pó obtido é geralmente irregular.

Partículas sólidas com um tamanho maior que 0,001 mm e menor que 1 mm são chamadas de pós. Geralmente, a forma das partículas de pó inclui formas esféricas, quase esféricas, poligonais, em flocos, dendríticas, irregulares, esponja porosa e borboleta.

Misturar

Misturar é o processo de misturar vários pós necessários em uma certa proporção e homogeneizá-los para formar um pó verde. É dividido em três tipos: seco, semi-seco e úmido, misturador de cone duplo, misturador tipo V, misturadores de movimento duplo são usados ​​para diferentes requisitos.

A mistura do pó não é uniforme, o processo de conformação é fácil de delaminar e fraturar, o processo de sinterização é fácil de romper e deformar e as propriedades mecânicas, como dureza e densidade do produto, não atendem aos requisitos.

Formando

A formação é o processo de colocar uma mistura uniformemente misturada em um molde de compressão e pressioná-la em um parison com uma certa forma, tamanho e densidade sob uma pressão de 15-600 MPa. Existem dois métodos de conformação por pressão e conformação sem pressão. Formação por pressão O mais amplamente utilizado é a moldagem por compressão.

Sinterização

A sinterização é um processo chave no processo de metalurgia do pó, e o compacto formado é sinterizado para obter as propriedades físicas e mecânicas finais necessárias.

A sinterização é dividida em sinterização unitária e sinterização multicomponente. Além da sinterização comum, existem a sinterização solta, o método de imersão e o método de prensagem a quente.

A sinterização é diferente da fusão de metal, pelo menos um elemento ainda está no estado sólido durante a sinterização. Durante o processo de sinterização, as partículas de pó passam por uma série de processos físicos e químicos, como difusão, recristalização, soldagem por fusão, composição e dissolução, e tornam-se produtos metalúrgicos com certa porosidade.

Pós-processamento

O tratamento após a sinterização pode adotar vários métodos de acordo com os diferentes requisitos do produto. Como acabamento, imersão em óleo, usinagem, tratamento térmico e galvanoplastia, tratamento a vapor, etc. Além disso, nos últimos anos, alguns novos processos, como laminação e forjamento, também foram aplicados ao processamento de materiais de metalurgia do pó após sinterização, e alcançou resultados ideais.

• Impregnação

Use o fenômeno capilar da porosidade das peças sinterizadas para serem imersas em diversos líquidos. Para fins de lubrificação, pode ser embebido em óleo lubrificante; a fim de melhorar a resistência e capacidade anticorrosiva, pode ser embebido em solução de cobre; para proteção da superfície, pode ser embebido em resina ou verniz.

• Tratamento a vapor

Devido à existência de poros nos produtos da metalurgia do pó, isso traz dificuldades para a proteção da superfície. O tratamento de azulamento a vapor é muito importante para medidores, indústria militar e produtos de metalurgia do pó com requisitos anticorrosivos, e pode melhorar a resistência à ferrugem e as lacunas herméticas das peças da metalurgia do pó.

• Pressão de superfície fria

Para melhorar a precisão dimensional das peças e reduzir a rugosidade da superfície, pode-se usar a modelagem; para aumentar a densidade das peças, pode-se usar prensagem múltipla; para alterar a forma das peças, pode-se usar a prensagem fina.

• Tratamento térmico

Devido à existência de poros, para produtos com porosidade superior a 10%, a cementação líquida ou o aquecimento em banho de sal não devem ser utilizados para evitar que a solução salina imerga nos poros e cause corrosão interna; para produtos com porosidade inferior a 10%, pode ser usado com aço em geral. Os mesmos métodos de tratamento térmico, como têmpera geral, têmpera por cementação, têmpera por carbonitretação, etc .; o tratamento térmico pode melhorar a resistência e a dureza dos produtos à base de ferro.

Aplicação de metalurgia do pó

A gama de aplicações de produtos de metalurgia do pó é muito ampla, desde a fabricação de maquinários em geral até instrumentos de precisão, desde ferramentas de hardware até máquinas de grande escala, desde a indústria eletrônica até a fabricação de motores, desde a indústria civil até a indústria militar, desde tecnologia geral até alta tecnologia de ponta tecnologia. A figura do artesanato metalúrgico.

Os materiais da metalurgia do pó podem ser divididos em materiais porosos da metalurgia do pó, peças estruturais da metalurgia do pó, materiais anti-fricção da metalurgia do pó, ferramenta da metalurgia do pó e materiais de matriz, materiais de fricção da metalurgia do pó, materiais eletromagnéticos da metalurgia do pó, materiais da metalurgia do pó de alta temperatura, etc.

Aplicação típica: indústria automotiva

Sedes de válvula de metalurgia do pó, guias de válvula, VCTs e rodas dentadas, etc., podem ter alta resistência, alta resistência ao desgaste e excelente resistência ao calor. Tais como assentos de válvula de admissão e escape, engrenagens.

Aplicação típica: indústria aeroespacial

Os materiais funcionais especiais são usados ​​principalmente para máquinas auxiliares, instrumentos e equipamentos aerotransportados de aeronaves e motores. Materiais estruturais de alta temperatura e alta resistência são usados ​​principalmente em peças estruturais importantes de motores de aeronaves. Tal como disco de pó de turbina de alta pressão para motor, par de freio de aviação-BY2-1587.

Aplicação típica: eletrônica

Como botão mudo, botão liga / desliga, botões de volume mais e menos, bandeja do cartão SIM, soquete do cabo de dados 8PIN, pés N41 embutidos, rotor do motor de vibração embutido.

A direção do desenvolvimento da metalurgia do pó

A tecnologia da metalurgia do pó está se desenvolvendo na direção de alta densificação, alto desempenho, integração e baixo custo. Os detalhes são os seguintes:

1.Ligas representativas à base de ferro se desenvolverão em produtos de precisão de grande volume e peças estruturais de alta qualidade.
2. Fabrica uma liga de alto desempenho com microestrutura uniforme, difícil de processar e totalmente densa.
3. O processo de densificação aprimorado é usado para produzir ligas especiais que geralmente contêm composições de fase mista.
4. Fabricação de materiais não uniformes, ligas amorfas, microcristalinas ou metaestáveis.
5. Processamento de peças compostas únicas e não gerais de forma ou composição.

Fonte do artigo: China Powder Network