ما هو مسحوق ميتالورجيا؟

ما هو مسحوق ميتالورجيا؟

تعدين المساحيق هي تقنية عملية لتصنيع المواد المعدنية والمركبات وأنواع مختلفة من المنتجات عن طريق صنع مساحيق المعادن أو استخدام مساحيق المعادن (أو خليط من مساحيق المعادن والمساحيق غير المعدنية) كمواد خام ، والتشكيل والتلبيد. تشبه طريقة تعدين المساحيق إنتاج السيراميك ، الذي ينتمي إلى تقنية تلبيد المسحوق. لذلك ، يمكن أيضًا استخدام سلسلة من تقنيات تعدين المساحيق الجديدة لتحضير مواد السيراميك. نظرًا لمزايا تقنية تعدين المساحيق ، فقد أصبحت مفتاح حل مشكلة المواد الجديدة وتلعب دورًا حاسمًا في تطوير مواد جديدة.

يشمل تعدين المساحيق صناعة المسحوق والمنتجات. من بينها ، يعتبر السحق بشكل أساسي عملية معدنية ، وهو ما يتوافق مع الكلمة. غالبًا ما تكون منتجات مسحوق المعادن بعيدًا عن نطاق المواد والمعادن ، وغالبًا ما تكون تقنيات متعددة التخصصات (المواد والمعادن ، والآلات والميكانيكا ، وما إلى ذلك). على وجه الخصوص ، تدمج الطباعة ثلاثية الأبعاد للمسحوق المعدني الحديث الهندسة الميكانيكية ، CAD ، تكنولوجيا الهندسة العكسية ، تكنولوجيا التصنيع متعدد الطبقات ، تكنولوجيا التحكم العددي ، علوم المواد وتكنولوجيا الليزر ، مما يجعل تكنولوجيا منتجات تعدين المساحيق تقنية شاملة حديثة عبر المزيد من التخصصات.

Zhongwei Precision Production of Powder Metallurgy حقن صب أجزاء

تحديد الإعلانات

تعدين المساحيق هي تقنية صناعية لإنتاج المواد المعدنية والمواد المركبة وأنواع مختلفة من المنتجات عن طريق صنع مساحيق معدنية أو استخدام مساحيق معدنية (أو خليط من مساحيق المعادن والمساحيق غير المعدنية) كمواد خام ، وتشكيل وتلبيد. تم استخدام تقنية تعدين المساحيق على نطاق واسع في النقل والآلات والإلكترونيات والفضاء والأسلحة والبيولوجيا والطاقة الجديدة والمعلومات والصناعة النووية ، وأصبحت واحدة من أكثر الفروع ديناميكية لعلوم المواد الجديدة. تتميز تقنية تعدين المساحيق بسلسلة من المزايا ، مثل توفير الطاقة بشكل كبير ، وتوفير المواد ، والأداء الممتاز ، ودقة المنتج العالية والاستقرار الجيد ، وهي مناسبة جدًا للإنتاج بالجملة. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أيضًا تصنيع بعض المواد والأجزاء المعقدة التي لا يمكن تحضيرها عن طريق طرق الصب التقليدية وطرق المعالجة باستخدام تقنية تعدين المساحيق ، والتي جذبت اهتمامًا كبيرًا في الصناعة.

الواسعميتالورجيا المساحيقتشمل صناعة المنتجات الأدوات الحجرية الحديدية والسبائك الصلبة والمواد المغناطيسية ومنتجات المعادن المسحوقة. يشير المعنى الضيق لصناعة منتجات تعدين المساحيق فقط إلى منتجات تعدين المساحيق ، بما في ذلك أجزاء تعدين المساحيق (تمثل الغالبية العظمى) ، ومحامل النفط ومنتجات صب حقن المعادن.

ميزة البث

يحتوي تعدين المساحيق على تركيبة كيميائية فريدة وخصائص ميكانيكية وفيزيائية لا يمكن الحصول عليها بطرق الصهر والصب التقليدية. يمكن استخدام تقنية تعدين المساحيق لإنتاج مواد ومنتجات مسامية أو شبه كثيفة أو كثيفة بالكامل ، مثل المحامل الزيتية ، والتروس ، والكاميرات ، وقضبان التوجيه ، والأدوات ، وما إلى ذلك ، وهي نوع من تقنيات القطع الأقل أو المنعدمة.

(1) يمكن لتقنية تعدين المساحيق أن تقلل من فصل مكونات السبائك وتزيل هيكل الصب الخشن وغير المستوي. إنها تلعب دورًا مهمًا في تحضير المواد المغناطيسية الدائمة عالية الأداء للأرض النادرة ، ومواد تخزين الهيدروجين الأرضية النادرة ، والمواد الإنارة الأرضية النادرة ، والمواد الحفازة الأرضية النادرة ، والمواد فائقة التوصيل ذات درجة الحرارة العالية ، والمواد المعدنية الجديدة (مثل سبائك Al Li ، ومقاومة الحرارة Al السبائك ، السبائك الفائقة ، الفولاذ المقاوم للصدأ المقاوم للتآكل المسحوق ، مسحوق الفولاذ عالي السرعة ، المواد الهيكلية ذات درجة الحرارة العالية المركبة بين المعادن ، إلخ).

(2) يمكن تحضير سلسلة من المواد غير المتوازنة عالية الأداء ، مثل المحلول غير المتبلور ، الجريزوفولفين ، شبه البلوري ، النانوكريستالين ، والمحلول الصلب فائق التشبع. هذه المواد لها خصائص كهربائية ومغناطيسية وبصرية وميكانيكية ممتازة.

(3) يمكنه بسهولة إدراك أنواع متعددة من المواد المركبة وإفساح المجال كاملاً للخصائص الخاصة بكل مادة مكونة. إنها تقنية منخفضة التكلفة لإنتاج مصفوفة معدنية عالية الأداء ومركبات السيراميك.

(4) يمكن أن تنتج مواد ومنتجات ذات هياكل وخصائص خاصة لا يمكن إنتاجها بواسطة طرق الصهر العادية ، مثل المواد البيولوجية المسامية الجديدة ، ومواد غشاء الفصل المسامية ، ومواد الكشط الخزفية الهيكلية عالية الأداء ، والمواد الخزفية الوظيفية.

(5) يمكنها تحقيق تشكيل قريب من الشبكة وإنتاج دُفعات أوتوماتيكي ، وبالتالي تقليل استهلاك الموارد والطاقة للإنتاج بشكل فعال.

(6) يمكنها الاستفادة الكاملة من الخام ، والمخلفات ، وحمأة صناعة الصلب ، ومقياس درفلة الصلب ، وإعادة تدوير نفايات المعادن كمواد خام. إنها تقنية جديدة يمكنها تجديد المواد واستخدامها بشكل شامل.

يتم تصنيع العديد من أدوات التصنيع الشائعة والمواد الكاشطة للأجهزة بواسطة تقنية تعدين المساحيق.

بث طريقة التحضير

(1) إنتاج مسحوق. تتضمن عملية إنتاج المسحوق خطوات تحضير المسحوق ، وخلط المسحوق ، وما إلى ذلك. من أجل تحسين قابلية تشكيل المسحوق ومرونته ، يتم عادةً إضافة مواد ملدنة مثل زيت المحرك أو المطاط أو البارافين.

(2) تشكيل الضغط. يتم ضغط المسحوق إلى الشكل المطلوب تحت ضغط 15-600 ميجا باسكال.

(3) تلبيد. يجب أن يتم إجراؤها في فرن عالي الحرارة أو فرن مفرغ مع جو وقائي. يختلف التكلس عن صهر المعادن. عنصر واحد على الأقل لا يزال في حالة صلبة أثناء التلبيد. أثناء عملية التلبيد ، تصبح جزيئات المسحوق منتجات معدنية بمسامية معينة من خلال سلسلة من العمليات الفيزيائية والكيميائية مثل الانتشار ، وإعادة التبلور ، واللحام بالانصهار ، والجمع ، والذوبان ، وما إلى ذلك.

(4) بعد المعالجة. بشكل عام ، يمكن استخدام الأجزاء الملبدة مباشرة. ولكن بالنسبة لبعض الأجزاء ذات الدقة الأبعاد العالية والصلابة العالية ومقاومة التآكل ، فإن المعالجة اللاحقة للتلبيد مطلوبة أيضًا. تشمل المعالجة اللاحقة الضغط الناعم ، والدرفلة ، والبثق ، والتبريد ، والتبريد السطحي ، والغمر بالزيت ، والتسلل.

طريقة تحضير المسحوق

تحضير المسحوق هو الخطوة الأولى في تعدين المساحيق. مع الزيادة المستمرة في مواد ومنتجات تعدين المساحيق والتحسين المستمر لجودتها ، يلزم توفير المزيد والمزيد من أنواع المساحيق. على سبيل المثال ، من نطاق المواد ، لا يتم استخدام مسحوق المعادن فقط ، ولكن أيضًا مسحوق السبائك ومسحوق مركب المعدن ؛ من منظور شكل المسحوق ، يجب استخدام مساحيق بأشكال مختلفة. على سبيل المثال ، عندما يتم إنشاء مرشح ، فمن الضروري تكوين مسحوق ؛ من منظور حجم جزيئات المسحوق ، من الضروري أن يكون للمسحوق ذي الأحجام المختلفة للجسيمات حجم جسيم خشن يتراوح بين 5 0 0 ~ 1000 ميكرون وحجم جسيم فائق النعومة أقل من 0.5 ميكرون.

من أجل تلبية المتطلبات المختلفة للمسحوق ، هناك أيضًا طرق مختلفة لإنتاج المسحوق. هذه الطرق ليست أكثر من تحويل المعدن أو السبائك أو المركب المعدني إلى حالة مسحوق في الحالة الصلبة أو السائلة أو الغازية. طرق مختلفة لتحضير المساحيق والمساحيق المحضرة بطرق مختلفة.

تشمل طرق تحويل المعادن والسبائك أو المركبات المعدنية إلى مساحيق في الحالة الصلبة ما يلي:

(1) يتم استخدام طريقة التكسير الميكانيكي وطريقة التآكل الكهروكيميائي لتحضير مسحوق المعادن والسبائك من المعدن الصلب والسبائك:

(2) طريقة الاختزال لتحضير مساحيق المعادن والسبائك من أكاسيد وأملاح الفلزات الصلبة.

تتضمن طريقة تحويل المعدن والسبائك أو المركب المعدني إلى مسحوق في الحالة السائلة ما يلي:

(1) تحضير مسحوق السبيكة من المعدن السائل والسبائك بالانحلال

(2) توجد طرق إزاحة وطرق اختزال هيدروجين المحلول لتحضير سبيكة معدنية ومسحوق مغطى من استبدال محلول الملح المعدني واختزاله ؛ تتضمن طريقة تحضير مسحوق المعدن عن طريق الترسيب من ملح المعدن المنصهر طريقة تقادم الملح المصهور ؛ يتم استخدام طريقة الاستحمام المعدني لفصل المسحوق المركب المعدني عن الحمام المعدني الإضافي.

(3) طريقة التحليل الكهربائي بمحلول مائي لتحضير مسحوق المعادن والسبائك بالتحليل الكهربائي من محلول ملح معدني ؛ تُستخدم طريقة التحليل الكهربائي للملح المصهور لتحضير مسحوق المركب المعدني والمعدني من التحليل الكهربائي لملح المعدن المنصهر.

طريقة تحويل المركب المعدني أو المعدني إلى مسحوق في الحالة الغازية:

(1) تستخدم طريقة تكثيف البخار لإنتاج مسحوق معدني من تكاثف البخار المعدني ؛

(2) التفكيك الحراري للمواد القائمة على الكربون من المواد المعدنية الغازية القائمة على الكربون لإنتاج المعادن والسبائك والمساحيق المطلية

(3) طريقة اختزال الهيدروجين الغازي لتحضير المعادن ، ومسحوق السبائك والمعادن ، وطلاء السبائك من معدن هاليد غازي ؛ يتم استخدام طريقة ترسيب البخار الكيميائي لتحضير مسحوق مركب معدني وطلاء من ترسب الهاليد المعدني الغازي.

ومع ذلك ، من جوهر العملية ، يمكن تلخيص طرق السحق الحالية بشكل عام إلى فئتين ، وهما الطريقة الميكانيكية والطريقة الكيميائية الفيزيائية. الطريقة الميكانيكية هي عملية تكنولوجية للتكسير الميكانيكي للمواد الخام ، في حين أن التركيب الكيميائي لم يتغير بشكل أساسي ؛ الطريقة الفيزيائية والكيميائية هي عملية للحصول على مسحوق عن طريق تغيير التركيب الكيميائي أو حالة تجميع المواد الخام بمساعدة التأثيرات الكيميائية أو الفيزيائية. تعد العديد من طرق إنتاج المسحوق على نطاق صناعي ، كما أن بعض الطرق الأكثر استخدامًا ، مثل طريقة تقليل Hans وطريقة الانحلال وطريقة التحليل الكهربائي ، مثل طريقة ترسيب البخار وطريقة ترسيب السائل ، مهمة أيضًا في التطبيقات الخاصة. [1]

العمليات الأساسية لعملية تعدين المساحيق هي:

1. تحضير مسحوق المواد الخام. يمكن تقسيم طرق السحق الحالية إلى فئتين: الطريقة الميكانيكية والطريقة الكيميائية الفيزيائية. يمكن تقسيم الطريقة الميكانيكية إلى: السحق والتفتيت الميكانيكي. يمكن تقسيم الطريقة الفيزيائية والكيميائية إلى طريقة التآكل الكهروكيميائي ، وطريقة الاختزال ، والطريقة الكيميائية ، وطريقة الاختزال الكيميائي ، وطريقة ترسيب البخار ، وطريقة ترسيب السائل ، وطريقة التحليل الكهربائي. من بينها ، يتم استخدام طريقة الاختزال وطريقة الانحلال وطريقة التحليل الكهربائي على نطاق واسع.

2. يتم تشكيل المسحوق في قالب من الشكل المطلوب. الغرض من التشكيل هو صنع شكل وحجم معينين للمضغوط ، وجعله يتمتع بكثافة وقوة معينة. تنقسم طرق التشكيل بشكل أساسي إلى تشكيل بالضغط وعدم تشكيل ضغط. يعتبر قولبة الضغط هو الأكثر استخدامًا في قولبة الضغط. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن استخدام تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد لصنع كتلة الجنين.

3. تلبيد القضبان. التكلس هو عملية أساسية في تعدين المساحيق. يمكن الحصول على الخواص الفيزيائية والميكانيكية النهائية المطلوبة من خلال التلبيد. يمكن تقسيم التلبيد إلى تلبيد نظام الوحدة وتلبيد النظام متعدد العناصر. بالنسبة لتلبيد الحالة الصلبة للنظام الفردي والنظام متعدد المكونات ، تكون درجة حرارة التلبيد أقل من نقطة انصهار المعادن والسبائك المستخدمة ؛ بالنسبة لتلبيد الطور السائل للأنظمة متعددة المكونات ، تكون درجة حرارة التلبيد أقل عمومًا من نقطة انصهار المكونات المقاومة للصهر ، ولكنها أعلى من نقطة انصهار المكونات القابلة للانصهار. بالإضافة إلى التلبيد العادي ، هناك أيضًا عمليات تلبيد خاصة مثل التلبيد السائب ، التلبيد الذائب ، الضغط الساخن ، إلخ.

4. المعالجة اللاحقة للمنتجات. يمكن أن تعتمد المعالجة بعد التلبيد طرقًا مختلفة وفقًا لمتطلبات المنتج المختلفة. مثل التشطيب ، الغمر بالزيت ، التشغيل الآلي ، المعالجة الحرارية والطلاء الكهربائي. بالإضافة إلى ذلك ، في السنوات الأخيرة ، تم أيضًا تطبيق بعض العمليات الجديدة ، مثل الدرفلة والتزوير ، في معالجة مواد P / M الملبدة وحققت نتائج مرضية.

خاصية المسحوق

مصطلح عام لجميع خصائص المسحوق. وهي تشمل: الخصائص الهندسية للمسحوق (حجم الجسيمات ، مساحة السطح المحددة ، حجم المسام وشكلها ، إلخ) ؛ الخواص الكيميائية للمسحوق (التركيب الكيميائي ، النقاء ، محتوى الأكسجين ، المواد غير القابلة للذوبان في الأحماض ، إلخ) ؛ الخصائص الميكانيكية للمسحوق (الكثافة السائبة ، السيولة ، القابلية للتشكيل ، الانضغاط ، زاوية التراص ، زاوية القص ، إلخ) ؛ الخصائص الفيزيائية وخصائص السطح للمسحوق (الكثافة الحقيقية ، اللمعان ، امتصاص الأمواج ، نشاط السطح ، ze بالمائة 26mdash ؛ ta (بالمائة 26ccedil ؛) الإمكانات ، المغناطيسية ، إلخ.). غالبًا ما تحدد خصائص المسحوق خصائص منتجات مسحوق المعادن إلى حد كبير.

أهم الخصائص الهندسية الأساسية هي حجم الجسيمات وشكل المسحوق.

(1) حجم الحبوب. يؤثر على معالجة وتشكيل المسحوق ، والانكماش أثناء التلبيد والأداء النهائي للمنتج. يرتبط أداء بعض منتجات تعدين المساحيق ارتباطًا مباشرًا تقريبًا بحجم الجسيمات. على سبيل المثال ، يمكن الحصول على دقة ترشيح مواد الترشيح تجريبياً بقسمة متوسط ​​حجم الجسيمات لجزيئات المسحوق الأصلية على 10 ؛ ترتبط خصائص منتجات كربيد الأسمنت ارتباطًا وثيقًا بحجم الحبوب في مرحلة المرحاض. يتراوح حجم جزيئات المسحوق المستخدم في ممارسات الإنتاج من مئات النانومتر إلى مئات الميكرونات. كلما كان حجم الجسيمات أصغر ، زاد النشاط ، وكلما كان السطح أسهل في أكسدة الماء وامتصاصه. عندما تكون صغيرة مثل مئات النانومتر ، فإن تخزين المسحوق ونقله ليس بالأمر السهل. وعندما تكون صغيرة إلى حد ما ، يبدأ التأثير الكمومي في العمل ، وستتغير خصائصه الفيزيائية بشكل كبير. على سبيل المثال ، سيصبح المسحوق الحديدي مسحوقًا مغناطيسيًا فائقًا ، وستنخفض نقطة الانصهار أيضًا مع انخفاض حجم الجسيمات.

(2) شكل جسيمات المسحوق. يعتمد ذلك على طريقة السحق ، مثل المسحوق الناتج عن التحليل الكهربائي ، وتكون الجسيمات متغصنة ؛ جزيئات مسحوق الحديد التي تم الحصول عليها عن طريق طريقة الاختزال هي رقائق الإسفنج ؛ يتم الحصول على مسحوق كروي بشكل أساسي عن طريق الانحلال الغازي. بالإضافة إلى ذلك ، بعض المساحيق على شكل بيضة ، على شكل قرص ، على شكل إبرة ، على شكل بصل ، إلخ. سيؤثر شكل جزيئات المسحوق على سيولة المسحوق وكثافته السائبة. نظرًا للتفاعل الميكانيكي بين الجزيئات ، فإن ضغط المسحوق غير المنتظم قوي أيضًا ، خاصةً مسحوق شجيري ، الذي يتمتع بأعلى قوة ضغط. ولكن بالنسبة للمواد المسامية ، فإن المسحوق الكروي هو الأفضل.

الخواص الميكانيكية الخواص الميكانيكية للمساحيق هي الخصائص التكنولوجية للمساحيق ، وهي معلمات تكنولوجية مهمة في عملية تشكيل مسحوق المعادن. كثافة التعبئة السائبة للمسحوق هي أساس الوزن حسب طريقة الحجم أثناء الضغط ؛ تحدد سيولة المسحوق سرعة ملء المسحوق بالقالب والقدرة الإنتاجية للضغط ؛ تحدد انضغاطية المسحوق صعوبة عملية الضغط والضغط المطبق ؛ تحدد قابلية تشكيل المسحوق قوة البليت.

تعتمد الخصائص الكيميائية بشكل أساسي على النقاء الكيميائي للمواد الخام وطريقة السحق. سيقلل محتوى الأكسجين العالي من قابلية الضغط والقوة المدمجة والخصائص الميكانيكية للمنتجات الملبدة. لذلك ، فإن معظم الشروط الفنية ل ميتالورجيا المساحيق لها أحكام معينة في هذا الشأن. على سبيل المثال ، محتوى الأكسجين المسموح به للمسحوق هو 0. 2٪ ~ 1.5٪ ، وهو ما يعادل محتوى الأكسيد بنسبة 1٪ ~ 10٪.