Toz metalurjisi nedir?

Toz metalurjisi nedir?

Toz metalurjisi, metal tozları yaparak veya metal tozlarını (veya metal tozları ve metalik olmayan tozların karışımlarını) hammadde olarak kullanarak, şekillendirme ve sinterleme yaparak metal malzemeleri, kompozitleri ve çeşitli türdeki ürünleri üretmeye yönelik bir işlem teknolojisidir. Toz metalurjisi yöntemi, toz sinterleme teknolojisine ait olan seramik üretimine benzer. Bu nedenle, seramik malzemelerin hazırlanması için bir dizi yeni toz metalurjisi teknolojisi de kullanılabilir. Toz metalurjisi teknolojisinin avantajları nedeniyle, yeni malzeme sorununu çözmenin anahtarı haline geldi ve yeni malzemelerin geliştirilmesinde belirleyici bir rol oynuyor.

Toz metalurjisi, toz yapımını ve ürünlerini içerir. Bunlar arasında, toz haline getirme, esas olarak, kelime ile tutarlı olan metalurjik bir işlemdir. Toz metalurjisi ürünleri genellikle malzeme ve metalurji kapsamının çok ötesindedir ve genellikle disiplinler arası (malzeme ve metalurji, makine ve mekanik, vb.) teknolojilerdir. Özellikle modern metal tozu 3D baskı, makine mühendisliği, CAD, tersine mühendislik teknolojisi, katmanlı üretim teknolojisi, sayısal kontrol teknolojisi, malzeme bilimi ve lazer teknolojisini entegre ederek toz metalurjisi ürün teknolojisini daha fazla disiplinde modern ve kapsamlı bir teknoloji haline getiriyor.

Toz Metalurjisi Enjeksiyon Parçalarının Zhongwei Hassas Üretimi

Duyuruları Tanımla

Toz metalurjisi, metal tozları yaparak veya metal tozlarını (veya metal tozları ve metalik olmayan tozların karışımlarını) hammadde olarak kullanarak, şekillendirme ve sinterleme yaparak metal malzemeler, kompozit malzemeler ve çeşitli ürünler üretmek için endüstriyel bir teknolojidir. Toz metalurjisi teknolojisi ulaşım, makine, elektronik, havacılık, silah, biyoloji, yeni enerji, bilgi ve nükleer endüstride yaygın olarak kullanılmış ve yeni malzeme biliminin en dinamik dallarından biri haline gelmiştir. Toz metalurjisi teknolojisi, önemli ölçüde enerji tasarrufu, malzeme tasarrufu, mükemmel performans, yüksek ürün doğruluğu ve iyi stabilite gibi bir dizi avantaja sahiptir ve seri üretim için çok uygundur. Ayrıca geleneksel döküm yöntemleri ve talaşlı imalat yöntemleri ile hazırlanamayan bazı malzemeler ve karmaşık parçalar da endüstride büyük ilgi gören toz metalurjisi teknolojisi ile üretilebilmektedir.

Geniştoz metalurjisiürünler endüstrisi, demir taş aletler, sert alaşımlar, manyetik malzemeler ve toz metalurjisi ürünlerini içerir. Toz metalurjisi ürünleri endüstrisinin dar anlamı, yalnızca toz metalurjisi parçaları (büyük çoğunluğunu oluşturan), yağ yatağı ve metal enjeksiyonlu kalıplama ürünleri dahil olmak üzere toz metalurjisi ürünlerini ifade eder.

Özellik yayını

Toz metalurjisi, geleneksel eritme ve döküm yöntemleriyle elde edilemeyen benzersiz kimyasal bileşime ve mekanik ve fiziksel özelliklere sahiptir. Toz metalurjisi teknolojisi, yağ içeren yataklar, dişliler, kamlar, kılavuz çubuklar, aletler vb. gibi gözenekli, yarı yoğun veya tamamen yoğun malzeme ve ürünleri doğrudan üretmek için kullanılabilir. Bir tür daha az veya hiç kesme teknolojisidir.

(1) Toz metalurjisi teknolojisi, alaşım bileşimi ayrışmasını en aza indirebilir ve kaba ve düzensiz döküm yapısını ortadan kaldırabilir. Yüksek performanslı nadir toprak kalıcı manyetik malzemeleri, nadir toprak hidrojen depolama malzemeleri, nadir toprak ışıldayan malzemeler, nadir toprak katalizörleri, yüksek sıcaklık süper iletken malzemeleri, yeni metal malzemeler (Al Li alaşımları, ısıya dayanıklı Al gibi) hazırlanmasında önemli bir rol oynar. alaşımlar, süper alaşımlar, toz korozyona dayanıklı paslanmaz çelikler, toz yüksek hız çelikleri, intermetalik bileşik yüksek sıcaklık yapısal malzemeleri vb.).

(2) Amorf, mikro kristalli, yarı kristalli, nanokristalli ve aşırı doymuş katı çözelti gibi bir dizi yüksek performanslı denge dışı malzeme hazırlanabilir. Bu malzemeler mükemmel elektriksel, manyetik, optik ve mekanik özelliklere sahiptir.

(3) Birden fazla türde kompoziti kolayca gerçekleştirebilir ve her bileşen malzemesinin ilgili özelliklerine tam oyun verebilir. Yüksek performanslı metal matris ve seramik kompozitler üretmek için düşük maliyetli bir teknolojidir.

(4) Yeni gözenekli biyolojik malzemeler, gözenekli ayırma membran malzemeleri, yüksek performanslı yapısal seramik aşındırıcılar ve fonksiyonel seramik malzemeler gibi sıradan eritme yöntemleriyle üretilemeyen özel yapı ve özelliklere sahip malzeme ve ürünler üretebilir.

(5) Net oluşumu ve otomatik parti üretimini gerçekleştirebilir, böylece üretimin kaynak ve enerji tüketimini etkin bir şekilde azaltır.

(6) Hammadde olarak cevher, atık, çelik üretim çamuru, çelik haddeleme ölçeği ve atık metalin geri dönüşümünü tam olarak kullanabilir. Malzemeleri etkili bir şekilde yenileyebilen ve kapsamlı bir şekilde kullanabilen yeni bir teknolojidir.

Yaygın işleme takımlarımızın ve donanım aşındırıcılarımızın çoğu, toz metalurjisi teknolojisi ile yapılır.

Hazırlık yöntemi yayını

(1) Toz üretin. Tozun üretim süreci, toz hazırlama, toz karıştırma vb. Adımları içerir. Tozun şekillendirilebilirliğini ve plastisitesini geliştirmek için genellikle motor yağı, kauçuk veya parafin gibi plastikleştiriciler eklenir.

(2) Pres şekillendirme. Toz, 15-600MPa basınç altında gerekli şekle preslenir.

(3) Sinterleme. Koruyucu atmosfere sahip yüksek sıcaklıklı bir fırında veya vakumlu fırında yapılacaktır. Sinterleme, metal eritme işleminden farklıdır. Sinterleme sırasında en az bir element hala katı haldedir. Sinterleme sırasında, toz partikülleri, difüzyon, yeniden kristalleştirme, ergitme kaynağı, birleştirme, çözünme gibi bir dizi fiziksel ve kimyasal işlem yoluyla belirli gözenekliliğe sahip metalurjik ürünler haline gelir.

(4) İşlem sonrası. Genellikle sinterlenmiş parçalar doğrudan kullanılabilir. Ancak boyutsal doğruluğu yüksek, sertliği ve aşınma direnci yüksek bazı parçalar için sinterleme sonrası işlem de gereklidir. Son işlem, ince presleme, haddeleme, ekstrüzyon, su verme, yüzey su verme, yağa daldırma ve sızmayı içerir.

Toz hazırlama yöntemi

Toz hazırlama, toz metalurjisinin ilk adımıdır. Toz metalurjisi malzemelerinin ve ürünlerinin sürekli artması ve kalitelerinin sürekli iyileştirilmesi ile daha fazla toz çeşidinin sağlanması gerekmektedir. Örneğin, malzeme yelpazesinden sadece metal tozu değil, aynı zamanda alaşım tozu ve metal bileşik tozu da kullanılır; Toz şekli açısından, çeşitli şekillerde tozların kullanılması gerekmektedir. Örneğin, bir filtre oluşturulduğunda, bir toz oluşturması gerekir; Toz parçacık boyutu açısından, çeşitli parçacık boyutlarına sahip tozun kaba parçacık boyutunun 500~1000 mikron ve ultra ince parçacık boyutunun 0,5 mikronun altında olması gerekir.

Toz için çeşitli gereksinimleri karşılamak için, toz üretmek için de çeşitli yöntemler vardır. Bu yöntemler, metal, alaşım veya metal bileşiğinin katı, sıvı veya gaz halinde toz haline dönüştürülmesinden başka bir şey değildir. Çeşitli yöntemlerle hazırlanan tozlar ve tozlar hazırlamak için çeşitli yöntemler.

Metalleri ve alaşımları veya metal bileşiklerini katı halde toza dönüştürme yöntemleri şunları içerir:

(1) Katı metal ve alaşımdan metal ve alaşım tozu hazırlamak için mekanik kırma yöntemi ve elektrokimyasal korozyon yöntemi kullanılır:

(2) Katı metal oksitler ve tuzlarından metal ve alaşım tozları hazırlamak için indirgeme yöntemi Metal ve alaşım tozları, metal oksitler ve metalik olmayan tozlardan metal bileşik tozları hazırlamak için indirgeme kimyasal yöntemi

Metal ve alaşımı veya metal bileşiğini sıvı halde toza dönüştürme yöntemi şunları içerir:

(1) Atomizasyon yoluyla sıvı metal ve alaşımdan alaşım tozunun hazırlanması

(2) Metal tuzu çözeltisi değiştirme ve indirgemesinden metal alaşımı ve kaplanmış toz hazırlamak için yer değiştirme yöntemleri ve çözelti hidrojen indirgeme yöntemleri vardır; Erimiş metal tuzundan çökeltme yoluyla metal tozu hazırlama yöntemi, erimiş tuz yaşlandırma yöntemini; Metal bileşik tozunu yardımcı metal banyosundan ayırmak için metal banyosu yöntemi kullanılır.

(3) Metal tuzu çözeltisinden elektroliz yoluyla metal ve alaşım tozu hazırlamak için bir sulu çözelti elektroliz yöntemi; Erimiş tuz elektroliz yöntemi, erimiş metal tuzu elektrolizinden metal ve metal bileşik tozu hazırlamak için kullanılır.

Metal veya metal bileşiği gaz halinde toza dönüştürme yöntemi:

(1) Buhar yoğunlaştırma yöntemi, metal buhar yoğunlaştırmasından metal tozu üretmek için kullanılır;

(2) Metaller, alaşımlar ve kaplanmış tozlar üretmek için karbon bazlı malzemelerin gaz halindeki metal karbon bazlı malzemelerden termal ayrışması

(3) Gaz halindeki metal halojenürden metal, alaşım tozu ve metal, alaşım kaplama hazırlamak için gaz halinde hidrojen indirgeme yöntemi; Kimyasal buhar biriktirme yöntemi, gaz halinde metal halojenür biriktirmeden metal bileşik tozu ve kaplama hazırlamak için kullanılır.

Bununla birlikte, işlemin özünden, mevcut toz haline getirme yöntemleri genel olarak mekanik yöntem ve fiziksel kimyasal yöntem olmak üzere iki kategoride özetlenebilir. Mekanik yöntem, kimyasal bileşim temelde değişmezken, hammaddelerin mekanik olarak ezilmesi için teknolojik bir işlemdir; Fizikokimyasal yöntem, kimyasal veya fiziksel etkiler yardımıyla hammaddelerin kimyasal bileşimini veya agregasyon durumunu değiştirerek toz elde etme işlemidir. Tozun birçok üretim yöntemi endüstriyel ölçektedir ve Hans indirgeme yöntemi, atomizasyon yöntemi ve buhar biriktirme yöntemi ve sıvı biriktirme yöntemi gibi elektroliz yöntemi gibi en yaygın kullanılan yöntemlerden bazıları da özel uygulamalarda önemlidir. [1]

Toz metalurjisi işleminin temel süreçleri şunlardır:

1. Hammadde tozunun hazırlanması. Mevcut toz haline getirme yöntemleri genel olarak iki kategoriye ayrılabilir: mekanik yöntem ve fiziksel kimyasal yöntem. Mekanik yöntem şu şekilde ayrılabilir: mekanik toz haline getirme ve atomizasyon; Fizikokimyasal yöntem, elektrokimyasal korozyon yöntemi, indirgeme yöntemi, kimyasal yöntem, indirgeme kimyasal yöntemi, buhar biriktirme yöntemi, sıvı biriktirme yöntemi ve elektroliz yöntemine ayrılabilir. Bunlar arasında en yaygın olarak indirgeme yöntemi, atomizasyon yöntemi ve elektroliz yöntemi kullanılmaktadır.

2. Toz, istenen şekle sahip bir kütük haline getirilir. Şekillendirmenin amacı, kompaktın belirli bir şekil ve boyuta getirilmesi ve belirli bir yoğunluk ve mukavemete sahip olmasını sağlamaktır. Şekillendirme yöntemleri temel olarak basınçla biçimlendirme ve basınçla biçimlendirme olarak ikiye ayrılır. Basınçlı kalıplama, basınçlı kalıplamada en yaygın kullanılanıdır. Ayrıca embriyo bloğu yapmak için 3D baskı teknolojisi kullanılabilir.

3. Kütüklerin sinterlenmesi. Sinterleme, toz metalurjisinde önemli bir süreçtir. Oluşturulan kompaktlar, sinterleme yoluyla gerekli nihai fiziksel ve mekanik özellikleri elde edebilir. Sinterleme, birim sistem sinterleme ve çok elemanlı sistem sinterleme olarak ikiye ayrılabilir. Tek sistem ve çok bileşenli sistemin katı hal sinterlenmesi için sinterleme sıcaklığı, kullanılan metal ve alaşımların erime noktasından daha düşüktür; Çok bileşenli sistemlerin sıvı faz sinterlemesi için, sinterleme sıcaklığı genellikle refrakter bileşenlerin erime noktasından daha düşüktür, ancak eriyebilir bileşenlerin erime noktasından daha yüksektir. Sıradan sinterlemeye ek olarak, gevşek sinterleme, eriyik liç, sıcak presleme gibi özel sinterleme işlemleri de vardır.

4. Ürünlerin işlenmesi sonrası. Sinterleme sonrası işlem, farklı ürün gereksinimlerine göre çeşitli yöntemler benimseyebilir. Bitirme, yağa daldırma, işleme, ısıl işlem ve elektrokaplama gibi. Ayrıca son yıllarda haddeleme ve dövme gibi bazı yeni işlemler de sinterlenmiş P/M malzemelerinin işlenmesine uygulanmış ve tatmin edici sonuçlar elde edilmiştir.

Tozun özelliği

Bir tozun tüm özellikleri için genel bir terim. Şunları içerir: tozun geometrik özellikleri (partikül boyutu, spesifik yüzey alanı, gözenek boyutu ve şekli, vb.); Tozun kimyasal özellikleri (kimyasal bileşim, saflık, oksijen içeriği, asitte çözünmeyen maddeler vb.); Tozun mekanik özellikleri (gevşek yoğunluk, akışkanlık, şekillendirilebilirlik, sıkıştırılabilirlik, istifleme açısı, kayma açısı vb.); Tozun fiziksel özellikleri ve yüzey özellikleri (gerçek yoğunluk, parlaklık, dalga emilimi, yüzey aktivitesi, yüzde 26mdash; ta (yüzde 26ccedil;) Potansiyel, manyetizma, vb.). Toz özellikleri genellikle toz metalurjisi ürünlerinin özelliklerini büyük ölçüde belirler.

En temel geometrik özellikler, tozun partikül boyutu ve şeklidir.

(1) Tane boyutu. Tozun işlenmesini ve şekillendirilmesini, sinterleme sırasındaki büzülmeyi ve ürünün nihai performansını etkiler. Bazı toz metalurjisi ürünlerinin performansı neredeyse doğrudan partikül boyutu ile ilgilidir. Örneğin, filtre malzemelerinin filtreleme doğruluğu, orijinal toz parçacıklarının ortalama parçacık boyutunun 10'a bölünmesiyle ampirik olarak elde edilebilir; Semente karbür ürünlerinin özellikleri, wc fazının tane boyutu ile yakından ilgilidir. Üretim uygulamasında kullanılan tozun partikül boyutu, yüzlerce nanometreden yüzlerce mikrona kadar değişmektedir. Parçacık boyutu ne kadar küçük olursa, aktivite o kadar büyük olur ve yüzeyin oksitlenmesi ve suyu emmesi o kadar kolay olur. Yüzlerce nanometre kadar küçük olduğunda, tozun depolanması ve taşınması kolay değildir. Ve belirli bir dereceye kadar küçük olduğunda, kuantum etkisi çalışmaya başlar ve fiziksel özellikleri büyük ölçüde değişecektir. Örneğin, ferromanyetik toz süperparamanyetik toz haline gelecek ve parçacık boyutunun azalmasıyla erime noktası da azalacaktır.

(2) Tozun parçacık şekli. Elektroliz ile elde edilen toz gibi toz haline getirme yöntemine bağlıdır ve parçacıklar dendritiktir; İndirgeme yöntemiyle elde edilen demir tozu parçacıkları sünger pullarıdır; Küresel toz temel olarak gaz atomizasyonu ile elde edilir. Ayrıca bazı tozlar yumurta şeklinde, disk şeklinde, iğne şeklinde, soğan şeklinde vs.'dir. Toz parçacıklarının şekli tozun akışkanlığını ve gevşek yoğunluğunu etkileyecektir. Parçacıklar arasındaki mekanik bağlantı nedeniyle, düzensiz tozun kompaktları da güçlüdür, özellikle de en yüksek sıkıştırma kuvvetine sahip olan dendritik toz. Ancak gözenekli malzemeler için küresel toz en iyisidir.

Mekanik özellikler Tozların mekanik özellikleri, toz metalurjisi şekillendirme prosesinde önemli teknolojik parametreler olan tozların teknolojik özellikleridir. Tozun gevşek paketleme yoğunluğu, sıkıştırma sırasında hacim yöntemiyle tartmanın temelidir; Tozun akışkanlığı, tozun kalıba dolum hızını ve presin üretim kapasitesini belirler; Tozun sıkıştırılabilirliği, presleme işleminin zorluğunu ve uygulanan basıncı belirler; Tozun şekillendirilebilirliği, kütüğün gücünü belirler.

Kimyasal özellikler esas olarak hammaddelerin kimyasal saflığına ve toz haline getirme yöntemine bağlıdır. Daha yüksek oksijen içeriği, sinterlenmiş ürünlerin sıkıştırılabilirliğini, kompakt mukavemetini ve mekanik özelliklerini azaltacaktır. Bu nedenle, toz metalurjisinin çoğu teknik koşulunun bu konuda belirli hükümleri vardır. Örneğin, tozun izin verilen oksijen içeriği yüzde 0%0,2 ~ yüzde 1,5'tir, bu da oksit içeriğinin yüzde 1 ila yüzde 10'una eşdeğerdir.