De poedermetallurgie, als een oude en dynamische geavanceerde materiaalvoorbereidings- en vormingstechnologie, is ontstaan uit de oude keramische voorbereidingstechnologie en ijzerproductietechnologie, tot 1909,De komst van de poedermetallurgie ductiel wolfraam markeerde de komst van de moderne poedermetallurgie tijdperkIn de loop van meer dan honderd jaar is de technologie voor poedermetallurgie zich krachtig ontwikkeld en zijn er voortdurend een verscheidenheid aan belangrijke nieuwe materialen en belangrijke producten verschenen.Het wordt een van de onmisbare belangrijke ingenieurstechnologieën in de nationale economie en wetenschap en technologie.

Kenmerken en voordelen van poedermetallurgie

Poedermetallurgie is een technologie waarbij metaalpoeder (of een mengsel van metaal en niet-metaalpoeder) wordt gebruikt om metalen materialen te produceren,gecomposeerde materialen en diverse soorten producten door middel van giet- en sinterprocessen als grondstof.

In vergelijking met het traditionele smelt- en gietproces heeft poedermetallurgie vele voordelen.,Aan de andere kant kan door middel van poedermetallurgie een bijna netvorming worden bereikt.het verwerkingsproces en materiaalverspilling aanzienlijk verminderenVolgens relevante gegevensstatistieken kan het materiaalgebruikspercentage van de door poedermetallurgie vervaardigde onderdelen meer dan 90% bereiken.terwijl het materiaalgebruik van de traditionele bewerkingsmethode gewoonlijk slechts 30% -50% bedraagt, die niet alleen de productiekosten verlaagt, maar ook de productie-efficiëntie verbetert en past bij het groene ontwikkelingsconcept van de moderne verwerkende industrie.door de samenstelling van het poeder aan te passen, deeltjesgrootte en het bereidingsproces, kan de precieze regulering van de materiële eigenschappen worden gerealiseerd om te voldoen aan de behoeften van verschillende gebieden voor de bijzondere eigenschappen van het materiaal,zoals hoge sterkte, hoge hardheid, hoge temperatuurweerstand, corrosiebestendigheid, enz.

Hoofdproces van poedermetallurgieproces

I) Poederbereiding

Mechanische vermalingsmethode: gebruik maken van mechanische kracht om metaal of legering te blokkeren die in poeder is gebroken, eenvoudige apparatuur, lage kosten, grote opbrengst, maar de poedervorm is onregelmatig,brede deeltjesgrootteverdeling, gemakkelijk onzuiverheden te introduceren.

Abuliseringsmethode: de gesmolten metalen vloeistof wordt met een gas onder hoge druk (stikstof, argon) of met een waterstroom met hoge snelheid in kleine druppels gespoten, afgekoeld en tot poeder gevormd.Het gaspoeder heeft een hoge bolvormige vorm, goede vloeibaarheid, geschikt voor onderdelen met een hoge prestatie; methode van watervertooming met lage kosten, hoge efficiëntie, onregelmatige poedervorm,die vaak wordt gebruikt in gewoon staalpoeder en producten met lage prestatievereisten.

Reductiemethode: met behulp van waterstof, koolmonoxide en andere reductiemiddelen wordt metaaloxide tot poeder gereduceerd, met een hoge zuiverheid, hoge activiteit, hoge sinteractiviteit, compacte laagtemperatuur,Maar de productie heeft hoge temperatuur en een specifieke atmosfeer nodig., grote investeringen, hoge kosten.

Elektrolyse methode: elektrolyse metalen zoutoplossing of gesmolten zout, zodat metalen ionen in de kathode in poeder, van hoge zuiverheid, fijn en gelijkmatig,geschikt voor het gebied van hoge zuiverheid en deeltjesgrootte, zoals elektronische materialen, maar een lage productie-efficiëntie, een hoog energieverbruik, hoge kosten.

(2) Vorming

Vorming: het metalen poeder van de voorbehandeling in de vorm worden geplaatst, drukcompressie wordt gevormd, stappen waaronder poeder, persen, loslaten, geschikt voor eenvoudige vorm, hoge precisievereisten van producten,zoals vistuigDe voordelen zijn eenvoudige apparatuur, hoge efficiëntie, lage kosten, massaproductie; complexe producten zijn moeilijk te ontwerpen en te vervaardigen, dichtheid uniformiteit.

Isostatisch drukgieten: het gebruik van vloeistof gelijkmatige druktransmissie, het poeder geladen elastische malen zetten hoge druk vat drukgieten.Koud isostatisch druk bij kamertemperatuur is geschikt voor producten met een complexe vorm en hoge dichtheidDe thermische isostatische druk werkt tegelijkertijd bij hoge temperatuur en hoge druk voor hoogwaardige luchtvaartmaterialen.geschikt voor grote complexe productenDe uitrusting is duur, de cyclus lang en de kosten hoog.

Injectie gieten: het mengen van metaalpoeder en lijm in het spuitmateriaal en de spuitmachine in de vormholte,is geschikt voor de vervaardiging van complexe kleine onderdelen met hoge precisie, zoals elektronische componentenDe voordelen zijn hoge gietdoeltreffendheid en precisie, geschikt voor massaproductie; selectie en verwijdering van lijm zijn moeilijk,en een onjuiste behandeling van de prestaties van de producten.

(3) Rekeningstelling

Conventioneel sinteren: verwarming van de balk bij de juiste temperatuur en atmosfeer (waterstof, stikstof, vacuüm, enz.) om de poederdeeltjes te combineren en de dichtheid en sterkte te verbeteren.Waterstofatmosfeer om onzuiverheden te verwijderen, stikstofoxidatie, is vacuüm geschikt voor hoge zuurstofgehalte.

Warmdruksinteren: sinteren onder druk, in de speciale apparatuur, malen met grafiet en andere materialen.en een hogere dichtheid en prestaties verkrijgen worden vaak gebruikt bij de bereiding van hoogwaardige keramiek en andere materialen.

Ontladingsplasmasintering (SPS): ontladingsplasma en joule warmte genereren, snelle verwarming met pulsstroom.snel opwarmen (100-1000°C / min), korte tijd (een paar minuten tot een paar minuten), kan de groei van granen remmen en wordt gebruikt om nanomaterialen voor te bereiden.

Toepassingsgebied van poedermetallurgische technologie

(1) Ruimtevaart

De lucht- en ruimtevaart heeft strenge eisen aan de materiële prestaties en de poedermetallurgische technologie voldoet daar net aan.Poedermetallurgische superlegering wordt gebruikt voor de vervaardiging van belangrijke componenten zoals turbineschijven en -bladenMet een lage dichtheid wordt een superlegering op basis van nikkel gebruikt om de prestaties en betrouwbaarheid van de motor te verbeteren.hoge sterkte en corrosiebestendigheid, powder metallurgy titanium alloy is used to manufacture structural parts such as aircraft wing girder and fuselage frame to reduce the weight of aircraft and improve fuel efficiency and flight performance.

(2) Automobiele industrie

Poedermetallurgische onderdelen worden veel gebruikt in automobielmotoren, transmissie- en remsystemen.die bestand is tegen hoge temperaturen en hoge druk en de prestaties en levensduur van de motor verbetert; de versnellingsbak en de synchronisator hebben een hoge precisie en een goede sterkte, zorgen voor een soepelere versnellingsverschuiving en verbeteren het remvermogen, met een goede wrijvings- en slijtvastheid,en remveiligheid.

(3) Het gebied van elektronische informatie

Met de ontwikkeling van elektronische apparatuur tot kleine, lichte en hoogwaardige apparatuur wordt poedermetallurgische technologie steeds vaker gebruikt.Zwakke magnetische poedermetallurgische materialen worden gebruikt voor de vervaardiging van elektronische componenten zoals transformatoren en inductoren; poedermetallurgische metaalmatrixcomposites zoals koper-wolfram en koper-molybdeen worden gebruikt voor warmteafvoersubstraat en verpakkingsbehuising van krachtige elektronische apparaten;poedermetallurgische contactmaterialen worden gebruikt voor elektrische schakelaars en relais om een veilig circuit te openen en te verbreken.

Fe-silicium-nikkel magnetische poederkern (KNF)

(4) Mechanische industrie

De technologie van poedermetallurgie wordt gebruikt voor de vervaardiging van tandwielen, lagers en andere mechanische onderdelen.Poedermetallurgielagers zijn zelfglijbaar en slijtvastOnder speciale werkomstandigheden kan het olielagersysteem een goede prestatie behouden en de betrouwbaarheid en levensduur van de apparatuur verbeteren.

(5) Medisch apparaat gebied

Wat implantaten betreft, wordt poedermetallurgische titaniumlegering gebruikt voor het maken van kunstmatige gewrichten, enz., waarvan de poreuze structuur de groei van botcellen kan bevorderen en het risico op loslopen van het implantaat kan verminderen.Chirurgische instrumenten zijn gemaakt van poedermetallurgie, snel staal en roestvrij staal.In tandheelkundige materialen hebben protheses een goede sterkte, taaiheid en esthetiek.Tandheelkundige implantaten gebruiken poedermetallurgie titanium of titaniumlegeringDe orthodontische beugel maakt gebruik van poedermetallurgie roestvrij staal of nikkel-titanium legering, die nauwkeurig kracht kan uitoefenen.

(6) Nieuwe energiesector

In termen van lithium-ion batterijen,kathodematerialen zoals lithium-ijzerfosfaat en ternarische materialen die zijn bereid door poedermetallurgische technologie, kunnen de energiedichtheid en de laad- en ontladingsdoeltreffendheid van batterijen verbeterenOp het gebied van brandstofcellen kunnen metalen bipolaire platen die door poedermetallurgie worden vervaardigd en katalysatordragers met een hoog specifiek oppervlak de prestaties van brandstofcellen verbeteren en de kosten verlagen.In de productie van windenergie, kunnen de versnellingsbakken, lagers en andere onderdelen die door poedermetallurgie worden geproduceerd, de stabiele prestaties in de harde omgeving behouden en de levensduur van de apparatuur verlengen.

Vooruitgang op het gebied van poedermetallurgische technologie

(1) Fusie van metaaladditieve productie (3D-printen) en poedermetallurgie

De technologie van de metaaladditieve vervaardiging is de afgelopen jaren snel ontwikkeld en de combinatie met poedermetallurgie heeft een nieuwe doorbraak voor de vervaardiging van complexe onderdelen gebracht.Door middel van 3D-printtechnologie, kan het metaalpoeder rechtstreeks worden geaccumuleerd en laag voor laag gevormd om onderdelen met een complexe interne structuur en een gepersonaliseerd ontwerp te produceren.Deze technologie vermindert niet alleen materiaalverspilling en verwerkingsprocessen, maar ook de vervaardiging van moeilijk te produceren onderdelen mogelijk maakt, zoals complexe bladen van luchtvaartmotoren.

(2) Technologie voor nano-poedermetallurgie

Met de ontwikkeling van de nanotechnologie is de nano-poedermetallurgische technologie ontstaan.grote aandrijvende kracht van sinterenHet is mogelijk om nanostructured materialen met uitstekende mechanische, elektrische en magnetische eigenschappen te bereiden.Nano-poeder metallurgie technologie heeft opmerkelijke vooruitgang geboekt in de bereiding van hoogwaardige magnetische materialen, supergeleidende materialen en hoogsterke legeringen.

(3) Innovatie van poedermetallurgische composieten

Door het toevoegen van verschillende verbeterde fasen (zoals keramische deeltjes, vezels, enz.) aan het metaalpoeder wordt het poedermetallurgische composietmateriaal met uitstekende prestaties bereikt.Deze composietmaterialen combineren de voordelen van metaal en verbeterde fase, hebben de kenmerken van hoge sterkte, hoge hardheid, goede slijtvastheid, hoge temperatuur en andere weerstand en worden op grote schaal gebruikt in de lucht- en ruimtevaart, automobielindustrie,machinebouw en andere gebiedenBijvoorbeeld het aluminiummatrixcompositmateriaal dat wordt bereid door toevoeging van siliciumcarbideeltjes aan het aluminiumlegeringspoeder, verbetert de sterkte en hardheid aanzienlijk.met een gewicht van niet meer dan 10 kg.

Met de voortdurende vooruitgang van wetenschap en technologie zal de poedermetallurgische technologie naar verwachting in meer opkomende gebieden doorbraken bereiken.De integratie met andere geavanceerde technologieën zal verder worden verdiept.Op het gebied van intelligente productie, kwantummaterialen en biomedische techniek,de technologie van poedermetallurgie heeft het potentieel om meer hoogwaardige en multifunctionele materialen en componenten te maken, die innovatieve oplossingen biedt voor wereldwijde uitdagingen, zoals de energiecrisis, milieubescherming en menselijke gezondheid.Het is te verwachten dat de technologie van de poedermetallurgie een grotere rol zal spelen in de toekomstige industriële ontwikkeling en sociale vooruitgang..