Metalurgija praha je procesna tehnologija kojom se pripremaju metalni prah ili se metalni prah (ili mješavina metalnog praha i nemetalnog praha) koristi kao sirovina za proizvodnju metalnih materijala, kompozitnih materijala i raznih proizvoda kalupljenjem, sinteriranjem itd. Metalurgija praha je slično proizvodnji keramike, a obje pripadaju tehnologiji sinteriranja praha, tako da se za proizvodnju keramičkih materijala može koristiti i niz novih tehnologija metalurgije praha. Zbog prednosti tehnologije metalurgije praha, ona je postala ključ za rješavanje novih problema materijala i igra odlučujuću ulogu u razvoju novih materijala.
Metalurgija praha uključuje proizvodnju praha i proizvode. Među njima, mljevenje je uglavnom metalurški proces, što je u skladu s njegovim bukvalnim značenjem. Proizvodi metalurgije praha često nadilaze opseg materijala i metalurgije i često su tehnologije koje obuhvataju više polja (materijali i metalurgija, mašine i mehanika, itd.). Konkretno, najnovija 3D štampa metalnim prahom integriše mašinstvo, CAD, tehnologiju obrnutog inženjeringa, tehnologiju aditivne proizvodnje, CNC tehnologiju, nauku o materijalima i lasersku tehnologiju, čineći tehnologiju proizvoda metalurgije praha modernom integrisanom tehnologijom koja obuhvata više polja.
Značenje
Metalurgija praha je industrijska tehnologija koja koristi metalne prahove ili metalne prahove (ili mješavine metalnih prahova i nemetalnih prahova) kao sirovine za proizvodnju metalnih materijala, kompozitnih materijala i raznih proizvoda kalupljenjem i sinteriranjem. Tehnologija metalurgije praha se široko koristi u transportu, mašinama, elektronici, vazduhoplovstvu, oružju, biologiji, novoj energiji, informacijskoj i nuklearnoj industriji, i postala je jedno od najdinamičnijih polja nauke o novim materijalima. Tehnologija metalurgije praha ima niz prednosti kao što su značajna ušteda energije, ušteda materijala, odlične performanse, visoka tačnost proizvoda i dobra stabilnost, što je vrlo pogodno za masovnu proizvodnju. Osim toga, neki materijali i složeni dijelovi koji se ne mogu proizvesti tradicionalnim metodama livenja i strojne obrade mogu se proizvesti i tehnologijom metalurgije praha, što je privuklo veliku pažnju industrije.
Industrija proizvoda metalurgije praha pokriva širok spektar alata za rezanje željeza i kamena, cementnog karbida, magnetnih materijala i proizvoda metalurgije praha. U užem smislu, industrija proizvoda metalurgije praha odnosi se samo na proizvode metalurgije praha kao što su dijelovi metalurgije praha (uglavnom), ležajevi impregnirani uljem i proizvodi za brizganje metala.
Karakteristike
Metalurgija praha ima jedinstveni hemijski sastav i mehanička i fizička svojstva koja se ne mogu dobiti tradicionalnim metodama topljenja i livenja. Tehnologija metalurgije praha može se koristiti za direktnu proizvodnju poroznih, polugustih ili potpuno gustih materijala i proizvoda kao što su uljni ležajevi, zupčanici, bregovi, vodilice, alati za rezanje, itd. Ovo je proces niskog rezanja.
(1) Tehnologija metalurgije praha može minimizirati segregaciju komponenti legure i eliminirati grube i neravne strukture livenja. U pripremi materijala sa trajnim magnetima od rijetkih zemalja visokih performansi, materijala za skladištenje vodonika rijetkih zemalja, luminiscentnih materijala rijetkih zemalja, katalizatora rijetkih zemalja, visokotemperaturnih supravodljivih materijala, novih metalnih materijala (kao što su Al-Li legure, Al legure otporne na toplinu , superlegure, nerđajući čelik otporan na koroziju u prahu, brzorezni čelik u prahu, intermetalna jedinjenja, visokotemperaturni konstrukcijski materijali, itd.), igra važnu ulogu.
(2) Može se pripremiti niz neravnotežnih materijala visokih performansi kao što su amorfni, mikrokristalni, kvazikristalni, nanokristalni i prezasićeni čvrsti rastvori, a ovi materijali imaju odlična električna, magnetska, optička i mehanička svojstva.
(3) To je procesna tehnologija koja može lako realizirati različite kompozitne materijale koji koriste karakteristike svakog sastavnog materijala i može proizvesti metalne matrice i keramičke kompozitne materijale visokih performansi po niskoj cijeni.
(4) Moguće je proizvoditi materijale i proizvode sa posebnim strukturama i karakteristikama koji se ne mogu proizvesti uobičajenim metodama topljenja, kao što su novi porozni biomaterijali, porozni materijali za razdvajanje membrana, visokoučinkoviti strukturni keramički alati za mljevenje i funkcionalni keramički materijali.
(5) Može ostvariti skoro neto formiranje i automatsku masovnu proizvodnju, efektivno smanjujući proizvodne resurse i potrošnju energije.
(6) To je nova tehnologija koja može efikasno regenerisati i sveobuhvatno koristiti rude, jalovinu, mulj od proizvodnje čelika, valjane čelične vage, reciklirane metalne otpatke itd. kao sirovine.
Mnogi od naših opštih alatnih mašina i alata za brušenje hardvera proizvedeni su tehnologijom metalurgije praha.
Osnovni koraci procesa metalurgije praha su sljedeći:
1. Priprema sirovine u prahu. Postojeće metode praškanja mogu se široko podijeliti u dvije vrste: mehaničke metode i fizičko-hemijske metode. Mehaničke metode se dijele na mehaničko mljevenje i prskanje, dok se fizičke i kemijske metode dijele na elektrolitičku koroziju, redukcijsku, hemijsku, redukcijsko-hemijsku, taloženu, tečno-faznu i elektrolizu. Među njima se najčešće koriste redukcija, atomizacija i elektroliza.
2. Formiranje pudera u zeleno tijelo željenog oblika. Svrha formiranja je da se proizvede zeleno tijelo određenog oblika i veličine, te da ima određenu gustinu i snagu. Metode oblikovanja se široko dijele na oblikovanje pod pritiskom i oblikovanje bez pritiska. Najčešći tip oblikovanja pod pritiskom je kompresijsko oblikovanje. Osim toga, tehnologija 3D štampanja može se koristiti i za kreiranje blokova embrija.
3. Sinterovanje zelenog tijela. Sinterovanje je važan proces u procesu metalurgije praha. Formirano zeleno tijelo se zatim sinterira kako bi se dobila potrebna konačna fizička i mehanička svojstva. Sinterovanje se deli na unitarno sinterovanje i multisistemsko sinterovanje. Za jedno- i višekomponentno sinterovanje u čvrstoj fazi, temperatura sinterovanja je niža od tačke topljenja upotrebljenih metala i legura. Za višekomponentno sinterovanje u tečnoj fazi, temperatura sinterovanja je generalno niža od tačke topljenja. Viša od tačke topljenja vatrostalnih komponenti. Osim normalnog sinteriranja, postoje i posebne metode sinteriranja kao što su labavo sinteriranje, metoda uranjanja i metoda vrućeg presovanja.
4. Naknadna obrada proizvoda. Obrada nakon sinterovanja može se obaviti na različite načine prema različitim zahtjevima proizvoda. Završna obrada, potapanje u ulje, mehanička obrada, termička obrada, galvanizacija itd. Osim toga, posljednjih godina uvedeni su novi procesi kao što su valjanje i kovanje u preradi materijala iz metalurgije praha nakon sinterovanja, te su postignuti idealni rezultati.
Polja primjene
Preduzeća koja se odnose na metalurgiju praha su uglavnom pogodna za proizvodnju i istraživanje rezervnih dijelova za automobilsku industriju, industriju proizvodnje opreme, metalnu industriju, avio-industriju, vojnu industriju, instrumentaciju, hardverski alat, elektronsku opremu i druge oblasti, proizvodnju srodnih sirovina , te proizvodnja pomoćnih sirovina, proizvodnja raznih prahova, proizvodnja opreme za pripremu i proizvodnja opreme za sinteriranje. Proizvodi uključuju ležajeve, zupčanike, karbidne alate za rezanje, kalupe, proizvode za trenje, itd. Preduzeća vojne industrije moraju koristiti tehnologiju metalurgije praha za proizvodnju teškog oružja i opreme kao što su oklopni meci i torpeda, kočni parovi za avione i tenkove, itd. Posljednjih godina, autodijelovi iz metalurgije praha postali su najveće tržište u kineskoj industriji metalurgije praha, s oko 50% autodijelova koji su dijelovi metalurgije praha. [2]
(1) Primjene: (Automobili, motocikli, tekstilne mašine, industrijske šivaće mašine, električni alati, hardverski alati, električni uređaji, inženjerski strojevi, itd.) Razni dijelovi metalurgije praha (na bazi željeza i bakra).
(2) Klasifikacija: porozni materijali metalurgije praha, antifrikcioni materijali metalurgije praha, frikcioni materijali metalurgije praha, strukturni dijelovi metalurgije praha, alati i materijali za metalurgiju praha, elektromagnetni materijali metalurgije praha i visokotemperaturni materijali metalurgije praha itd.
