Porlemez egy fémes anyagra utal, amely két vagy több elemből áll, amelyek por formájában vannak összekeverve. Ellentétben a hagyományos ötvözetektől, amelyeket olvadás és öntéssel alakítanak por kohászat (pm) , egy olyan gyártási folyamat, amely magában foglalja a finom fémporok tömörítését és szinterezését. Ez a megkülönböztetett megközelítés egyedi előnyöket kínál az anyagtulajdonságok, a tervezési rugalmasság és a gyártási hatékonyság szempontjából.
Hogyan készülnek a porötvözetek? A por kohászat folyamat
A porötvözetek létrehozása több kulcsfontosságú lépést foglal magában:
-
Portermelés: Az elsődleges lépés az alkotó fémporok előállítása. Különböző módszereket alkalmaznak, beleértve:
-
Katomizáció: Az olvadt fém finom cseppekre oszlik egy gáz vagy folyékony sugár, amely ezután porrészecskékre megszilárdul. Ez egy általános módszer a gömb alakú vagy szabálytalan porok előállítására.
-
Kémiai redukció: A fém -oxidok kémiailag redukálódnak fémpor formájukra.
-
Elektrolízis: A fémporokat elektrolitikus oldatból helyezik el.
-
Mechanikus ötvözés: A nagy energiájú gömbmarást többszöri töréshez és hideghegesztett porrészecskékhez használják, ami az elemek homogén eloszlásához vezet, még akkor is, ha folyékony állapotban nem képesek.
-
-
Porkeverés: A különféle elemi porokat gondosan összekeverik pontos arányban a kívánt ötvözet -összetétel elérése érdekében. A kötőanyagok, kenőanyagok vagy más adalékanyagok beépíthetők ebben a szakaszban a tömörítés javítása és a későbbi feldolgozás megkönnyítése érdekében.
-
Tömörítés: A kevert port ezután a kívánt alakba szorítják, amelyet "zöld kompaktnak" neveznek, nagy nyomással egy szerszámban. Ez a lépés biztosítja a kompaktot, amely elegendő szilárdságot biztosít a kezeléshez. A technikák között szerepel:
-
Die tömörítés: A leggyakoribb módszer, ahol a port merev szerszámban nyomják meg.
-
Isosztatikus sajtolás (CIP/HIP): A port minden irányból nyomásnak vetik alá, akár szobahőmérsékleten (hideg izosztatikus préselés), akár megemelkedett hőmérsékleten (forró izosztatikus préselés). A csípő különösen hatékony a nagy sűrűségű, közeli alakú alkatrészek eléréséhez, kiváló tulajdonságokkal.
-
-
Szinterezés: A zöld kompaktot szabályozott légkörben (gyakran inert vagy redukáló) melegítik az elsődleges alkotóelem olvadási pontja alatti hőmérsékletre. A szinterelés során a részecskék az atomi diffúzió révén kötődnek, ami megnövekedett szilárdságot, sűrűséghez és a porozitás csökkenéséhez vezet. A gondosan ellenőrzött légkör megakadályozza az oxidációt és a dekarburizációt.
-
Másodlagos műveletek (opcionális): A kívánt tulajdonságoktól és alkalmazástól függően további feldolgozási lépések alkalmazhatók:
-
Méretezés/érzés: A jobb dimenziós pontosság érdekében.
-
Beszivárgás: Az alsó olvadáspont fém bevezetése a szintered rész pórusaiba a továbbfejlesztett tulajdonságokhoz.
-
Hőkezelés: A mechanikai tulajdonságok módosítására (például edzés, edzés).
-
Megmunkálás: A végső dimenziók vagy szolgáltatások elérése érdekében, bár a PM egyik előnye gyakran a hálózat közeli gyártása, a megmunkálás minimalizálása.
-
A porötvözetek legfontosabb előnyei és jellemzői
A porötvözetek és a PM -eljárás vonzó előnyöket kínál:
-
Testreszabott tulajdonságok: A PM lehetővé teszi az ötvözött összetétel és a mikroszerkezet pontos ellenőrzését, lehetővé téve az olyan tulajdonságok egyedi kombinációival rendelkező anyagok létrehozását, amelyeket a hagyományos olvadás és öntés révén nehéz vagy lehetetlen elérni. Ez magában foglalja a specifikus mágneses, elektromos, termikus vagy kopásálló tulajdonságokat.
-
Nettó vagy háló alakú gyártás: A komplex geometriákat nagy dimenziós pontossággal lehet előállítani, jelentősen csökkentve vagy kiküszöbölve a költséges megmunkálási műveletek szükségességét. Ez anyagmegtakarításhoz és csökkentett gyártási időhez vezet.
-
Anyagfelhasználás: A PM folyamat rendkívül hatékony, nagyon kevés anyaghulladékkal, mint a szubtraktív gyártási módszerek.
-
Porózus anyagok: A PM szándékosan létrehozhat kontrollált porozitású komponenseket, ami elengedhetetlen az olyan alkalmazásokhoz, mint a szűrők, az ön kanyargó csapágyak és az orvosbiológiai implantátumok.
-
Az egyesített anyagok kombinációja: A mechanikus ötvözés, a PM technika, kombinálhatja azokat az elemeket, amelyek folyékony állapotukban nem elengedhetetlenek, megnyitva az új anyagösszetételek lehetőségeit.
-
Nagy teljesítményű anyagok: A porötvözeteket gyakran használják nagy teljesítményű alkalmazásokhoz, ahol a hagyományos ötvözetek elmaradhatnak, például az űrben, az autóiparban és az orvosi iparban.
Porötvözetek alkalmazása
A porötvözetek sokoldalúsága számos iparágban széles körű felhasználást eredményezett:
-
Autóipar: A fogaskerekek, az összekötő rudak, a szelepvezetők, a bütykös lebenyek és a különféle szerkezeti alkatrészek előnyei vannak a PM-alkatrészek költséghatékonyságából és teljesítményéből.
-
Repülési űr: A nagy szilárdságú, könnyű alkatrészek a repülőgép-motorokhoz és a szerkezeti alkatrészekhez egyre inkább porötvözetekből készülnek, különösen a szuperötvözetekből és a titánötvözetekből.
-
Orvosi: Az olyan implantátumokat, mint a csípő- és térdpótlások, a műtéti műszerek és a csontok bevágására szolgáló porózus anyagok, a PM felhasználásával készülnek biokompatibilitása és specifikus porózus szerkezetek létrehozásának képessége miatt.
-
Elektromos és elektronikus: Puha mágneses anyagok motorok és transzformátorok, elektromos érintkezők és hűtőszalagok számára.
-
Eszközök és halál: Nagysebességű acélszerszámok, cementált karbidok és kopásálló alkatrészek.
-
Fogyasztási cikkek: Alkatrészek a készülékekben, az elektromos szerszámokban és a sporteszközökben.
