Quy trình và ứng dụng luyện kim bột
Luyện kim bột là một quy trình công nghệ để điều chế kim loại hoặc sử dụng bột kim loại (hoặc hỗn hợp bột kim loại và bột phi kim loại) làm nguyên liệu, tạo hình và nung kết, để sản xuất vật liệu kim loại, vật liệu composite và các loại sản phẩm khác nhau.
Công nghiệp sản phẩm luyện kim bột theo nghĩa rộng bao gồm các công cụ bằng sắt và đá, cacbua xi măng, vật liệu từ tính và các sản phẩm luyện kim bột. Ngành sản phẩm luyện kim bột theo nghĩa hẹp chỉ đề cập đến các sản phẩm luyện kim bột, bao gồm các bộ phận luyện kim bột (hầu hết trong số chúng), ổ trục có dầu và các sản phẩm đúc phun kim loại.
Đặc điểm quy trình luyện kim bột
So với các quy trình khác, tỷ lệ sử dụng nguyên liệu của luyện kim bột là cao nhất, đạt 95% và tiêu thụ năng lượng của các bộ phận là thấp nhất!
Mật độ của các sản phẩm có thể kiểm soát được, chẳng hạn như vật liệu xốp, vật liệu mật độ cao, v.v.; cấu trúc vi mô đồng nhất, không có sự phân tách thành phần; tạo hình gần giống, tỷ lệ sử dụng nguyên liệu> 95%; ít hơn và không cắt, chỉ 40-50% của gia công cắt; nhóm vật liệu Phần tử có thể kiểm soát được, có lợi cho việc chuẩn bị vật liệu composite; điều chế các kim loại không hòa tan, vật liệu gốm và vật liệu hạt nhân.
Quá trình cơ bản của luyện kim bột
Quá trình cơ bản của luyện kim bột là luyện bột → trộn → tạo hình → thiêu kết → nghiền rung → xử lý thứ cấp → xử lý nhiệt → xử lý bề mặt → kiểm tra chất lượng → thành phẩm.
Xay bột
Xay bột là quá trình làm cho nguyên liệu thô thành bột. Các phương pháp xay xát thường được sử dụng bao gồm các phương pháp cơ học và hóa lý.
Phương pháp cơ học không làm thay đổi thành phần hóa học của nguyên liệu, và chuẩn bị bột bằng cách cắt / mài kim loại để chia nhỏ nguyên liệu để tạo ra một giao diện mới. Phương pháp cơ học có thể làm giảm hoặc tăng kích thước hạt của bột, và bột kim loại sau khi nghiền sẽ cứng lại, nhưng hình dạng của bột không đều và độ dẻo của bột trở nên kém.
Phương pháp vật lý và hóa học là làm cho kim loại lỏng điều chế bột bằng các phương pháp vật lý như làm nguội và nguyên tử hóa; Ngoài ra, nó cũng có thể được điều chế bằng cách khử các oxit và muối kim loại bằng các chất khử dựa trên các phản ứng hóa học như sự khử và sự phân ly. Công nghệ bột nguyên tử hóa có thể làm giảm hiệu quả sự phân tách của các thành phần hợp kim, do đó thành phần bột hợp kim thu được là tương đối đồng đều. Vì phương pháp nguyên tử hóa nước sử dụng nước tỷ trọng cao hơn làm môi trường nguyên tử hóa, nên hình dạng của bột thu được thường không đều.
Các hạt rắn có kích thước lớn hơn 0,001mm và nhỏ hơn 1mm được gọi là bột. Nói chung, hình dạng của các hạt bột bao gồm hình cầu, gần như hình cầu, hình đa giác, hình vảy, hình tua rua, không đều, xốp xốp và hình bướm.
Pha trộn
Trộn là quá trình trộn các loại bột theo yêu cầu khác nhau theo một tỷ lệ nhất định, và đồng nhất chúng để tạo thành bột màu xanh lá cây. Nó được chia thành ba loại: máy trộn hình nón đôi khô, nửa khô và ướt, máy trộn kiểu chữ V, Máy trộn chuyển động kép được sử dụng cho các yêu cầu khác nhau.
Việc trộn bột không đồng đều, quá trình tạo hình dễ bị tách lớp và đứt gãy, quá trình thiêu kết dễ bị nổ và biến dạng, các chỉ tiêu cơ lý như độ cứng và tỷ trọng của sản phẩm không đạt yêu cầu.
Hình thành
Tạo hình là quá trình đưa hỗn hợp đã trộn đồng nhất vào khuôn nén và ép thành hình khối có hình dạng, kích thước và tỷ trọng nhất định dưới áp suất 15-600 MPa. Có hai phương pháp tạo áp và không tạo áp. Tạo hình áp lực Được sử dụng rộng rãi nhất là ép nén.
Thiêu kết
Thiêu kết là một quá trình quan trọng trong quá trình luyện kim bột, và bột nén được tạo thành sẽ được thiêu kết để có được các tính chất cơ lý cuối cùng cần thiết.
Thiêu kết được chia thành thiêu kết đơn vị và thiêu kết nhiều thành phần. Ngoài phương pháp thiêu kết thông thường, còn có phương pháp thiêu kết lỏng, phương pháp nhúng và phương pháp ép nóng.
Quá trình thiêu kết khác với nung chảy kim loại, ít nhất một nguyên tố vẫn ở trạng thái rắn trong quá trình thiêu kết. Trong quá trình thiêu kết, các hạt bột trải qua một loạt các quá trình vật lý và hóa học như khuếch tán, kết tinh lại, hàn nhiệt hạch, hợp chất và hòa tan, và trở thành các sản phẩm luyện kim có độ xốp nhất định.
Xử lý hậu kỳ
Xử lý sau khi thiêu kết có thể áp dụng nhiều phương pháp khác nhau tùy theo yêu cầu sản phẩm khác nhau. Chẳng hạn như hoàn thiện, ngâm dầu, gia công, xử lý nhiệt và mạ điện, xử lý hơi nước,… Ngoài ra, trong những năm gần đây, một số quy trình mới như cán và rèn cũng đã được áp dụng để xử lý vật liệu luyện kim bột sau khi thiêu kết, và có đạt được kết quả lý tưởng.
- Ngâm tẩm
Sử dụng hiện tượng mao dẫn về độ xốp của các bộ phận thiêu kết được ngâm trong các chất lỏng khác nhau. Đối với mục đích bôi trơn, nó có thể được ngâm trong dầu bôi trơn; Để cải thiện độ bền và khả năng chống ăn mòn, nó có thể được ngâm trong dung dịch đồng; để bảo vệ bề mặt, nó có thể được ngâm trong nhựa thông hoặc dầu bóng.
- Xử lý hơi nước
Do sự tồn tại của các lỗ rỗng trong các sản phẩm luyện kim bột, điều này gây khó khăn cho việc bảo vệ bề mặt. Xử lý phun hơi nước là rất quan trọng đối với đồng hồ đo, công nghiệp quân sự và các sản phẩm luyện kim bột có yêu cầu chống ăn mòn, đồng thời có thể cải thiện khả năng chống gỉ và khe hở kín khí của các bộ phận luyện kim bột.
- Áp suất bề mặt lạnh
Để cải thiện độ chính xác về kích thước của các bộ phận và giảm độ nhám bề mặt, có thể sử dụng định hình; để tăng mật độ của các bộ phận, có thể sử dụng nhiều lần ép; để thay đổi hình dạng của các bộ phận, có thể sử dụng phương pháp ép mịn.
- Xử lý nhiệt
Do sự tồn tại của các lỗ rỗng, đối với các sản phẩm có độ xốp lớn hơn 10%, không được sử dụng phương pháp thấm cacbon lỏng hoặc gia nhiệt trong bể muối để tránh dung dịch muối ngấm vào các lỗ rỗng và gây ăn mòn bên trong; đối với các sản phẩm có độ xốp nhỏ hơn 10%, nó có thể được sử dụng với thép thông thường Các phương pháp xử lý nhiệt giống nhau, chẳng hạn như tôi nguội tổng thể, làm nguội bằng cacbon, dập tắt cacbonitriding, v.v …; xử lý nhiệt có thể cải thiện độ bền và độ cứng của các sản phẩm làm từ sắt.
Ứng dụng của luyện kim bột
Phạm vi ứng dụng của các sản phẩm luyện kim bột rất rộng, từ sản xuất máy móc nói chung đến dụng cụ chính xác, từ công cụ phần cứng đến máy móc quy mô lớn, từ công nghiệp điện tử đến sản xuất động cơ, từ công nghiệp dân dụng đến công nghiệp quân sự, từ công nghệ tổng hợp đến công nghệ cao tiên tiến Công nghệ. Con số của nghề thủ công luyện kim.
Vật liệu luyện kim bột có thể được chia thành vật liệu luyện kim bột xốp, các bộ phận cấu trúc luyện kim bột, vật liệu chống ma sát luyện kim bột, công cụ luyện kim bột và vật liệu chết, vật liệu ma sát luyện kim bột, vật liệu điện từ luyện kim bột, vật liệu luyện kim bột nhiệt độ cao, v.v.
Ứng dụng điển hình: ngành công nghiệp ô tô
Ghế van luyện kim bột, thanh dẫn van, VCT và đĩa xích, v.v., có thể có độ bền cao, khả năng chống mài mòn cao và khả năng chịu nhiệt tuyệt vời. Chẳng hạn như van nạp và van xả, bánh răng.
Ứng dụng điển hình: ngành hàng không vũ trụ
Vật liệu chức năng đặc biệt được sử dụng chủ yếu cho các máy móc, dụng cụ phụ trợ và thiết bị trên không của máy bay và động cơ. Vật liệu kết cấu chịu nhiệt độ cao và độ bền cao chủ yếu được sử dụng cho các bộ phận kết cấu quan trọng của động cơ máy bay. Chẳng hạn như đĩa bột tuabin áp suất cao cho động cơ, cặp phanh hàng không-BY2-1587.
Ứng dụng điển hình: điện tử
Chẳng hạn như nút tắt tiếng, nút nguồn, nút cộng trừ âm lượng, khay thẻ SIM, ổ cắm cáp dữ liệu 8PIN, chân N41 tích hợp, rôto động cơ rung tích hợp.
Hướng phát triển của luyện kim bột
Công nghệ luyện kim bột đang phát triển theo hướng cô đặc cao, hiệu suất cao, tích hợp và giá thành rẻ. Cac chi tiêt như sau:
1.Các hợp kim đại diện dựa trên sắt sẽ phát triển thành các sản phẩm chính xác khối lượng lớn và các bộ phận kết cấu chất lượng cao.
2. Sản xuất hợp kim hiệu suất cao với cấu trúc vi mô đồng nhất, khó gia công và hoàn toàn dày đặc.
3. Quá trình đông đặc nâng cao được sử dụng để sản xuất các hợp kim đặc biệt thường chứa các thành phần pha hỗn hợp.
4. Sản xuất vật liệu không đồng nhất, hợp kim vô định hình, vi tinh thể hoặc siêu bền.
5. Xử lý các bộ phận tổng hợp độc đáo và không chung chung của hình dạng hoặc thành phần.
Nguồn bài viết: China Powder Network