我們都知道一些常見的金屬成形技術,如鍛造、鑄造和鈑金成形。但是你聽說過金屬粉末壓制、粉末冶金壓制成型、燒結或金屬注射成型嗎?表盤、表殼、青銅襯套和外科植入物由普通金屬粉末繩綁在一起。是的,所有這些部件都是以金屬粉末為原料制成的。
粉末金屬壓制
金屬粉末是通過一種叫做霧化的技術生產的。金屬粉末與潤滑劑或其他加工助劑混合,現(xiàn)在金屬粉末已進入壓實階段。剛性工具箱、模具或其他模具機構將壓制粉末,直到其呈現(xiàn)所需形狀。金屬粉末也可以注射成型,使其具有生產所需的形狀。
軸向或等靜壓
松散的粉末填充到模具中,然后用金屬桿作為活塞進行壓制。這稱為軸向壓實。對于等靜壓,該術語適用于同時對物體的每個表面施加相等壓力的力。這是一個更復雜的操作,需要成型外殼并浸入不可壓縮流體桶中。在嚴寒和高溫熱等靜壓的前提下進行的冷等靜壓(CIP)稱為冷等靜壓(hip)
壓實影響變量
顆粒形狀、粒徑和壓實壓力會影響壓實過程。平均霧化的金屬顆粒彼此均勻移動,因此可以猜測零件的密度。此外,金屬的成分也會影響顆粒的形狀。模具的內表面需要盡可能接近無摩擦。模具摩擦會導致尺寸不一致。
無論是從一個方向推動壓力,還是將細粉末均勻擠壓成一個形狀,都需要以受控且一致的方式機械施加擠壓能量。否則,可能會出現(xiàn)更大的尺寸不一致,如密度變化。
壓實操作也有點像一個三維拼圖,有模具部門和芯,還有上下沖頭。當這些零件被壓下時,形成青銅襯套或其他必需零件,然后進入燒結階段。
燒結以增強緊湊零件
壓實過程完成后,將粉末壓實體移至燒結階段。燒結是在低于主要成分熔點的溫度下加熱粉末的過程,通常在保護氣氛中進行。
燒結可應用于固相和液相兩種類型,可分為瞬時液相燒結和液相燒結。
一個明顯的問題出現(xiàn)了:為什么粉末冶金與傳統(tǒng)制造工藝相比值得考慮?答案在于粉末冶金的兩大優(yōu)勢——成本效益和特s性。
成本效益
在成本效益方面,電力冶金技術以其低能耗、高材料利用率和減少工藝步驟的數(shù)量而超過了傳統(tǒng)制造工藝。
所有這些因素都可以通過粉末冶金減少甚至全部消去傳統(tǒng)制造中使用的機加工操作的能力來實現(xiàn)。