Jauhemetallurgia, muinaisena ja dynaamisena edistyneenä materiaalinvalmistus- ja muodostumistekniikkana, syntyi muinaisesta keraamisesta valmistustekniikasta ja raudanvalmistustekniikasta vuoteen 1909 saakka jauhemetallurgian taipuman taipuman volframin tulo merkitsi modernin jauhemetallurgian aikakauden tulosta. Jauhemetallurgiatekniikka on kehittynyt yli sadan vuoden ajan voimakkaasti, ja jatkuvasti monenlaisia tärkeitä materiaaleja ja avaintuotteita on syntynyt jatkuvasti kansantalouden ja tieteen ja tekniikan välttämättömistä tärkeistä tekniikan tekniikoista.
Jauhemetallurgian ominaisuudet ja edut
Jauhemetallurgia on tekniikka, joka käyttää metallijauhetta (tai metallitallien ja ei-metallijauhetta) metallimateriaalien, komposiittimateriaalien ja erityyppisten tuotteiden valmistukseen muovaamalla ja sintrausprosesseilla raaka-aineena.
Verrattuna perinteiseen sulatus- ja valuprosessiin jauhemetallurgialla on monia etuja. Toisaalta se voi tehokkaasti välttää mahdollisen komponenttien segregaation sulatusprosessissa ja varmistaa yhdenmukaisen materiaalikoostumuksen, jotta saadaan vakavampi ja erinomainen suorituskyky. Toisaalta jauhemetallurgia voi saavuttaa lähes verkon muodostumisen, vähentää huomattavasti seuraavaa prosessointiprosessia ja materiaalijätteitä. Asiaankuuluvien tietotilastojen mukaan jauhemetallurgiaprosessin valmistamien osien materiaalien käyttöaste voi saavuttaa yli 90%, kun taas perinteisen koneistusmenetelmän materiaalien käyttöaste on yleensä vain 30%-50%, mikä ei vain vähennä tuotantokustannuksia, vaan myös parantaa tuotannon tehokkuutta ja sopii nykyaikaisen valmistusteollisuuden vihreän kehityksen käsitteeseen. Lisäksi säätämällä jauheen koostumus, hiukkaskoko ja valmistusprosessi voidaan toteuttaa materiaalin ominaisuuksien tarkka säätely, joka vastaa eri kenttien tarpeita materiaalin erityisominaisuuksille, kuten korkea lujuus, korkea kovuus, korkea lämpötilan vastus, korroosionkestävyys jne.
Jauhemetallurgiaprosessin pääprosessi
I) Jauheen valmistus
Mekaaninen murskausmenetelmä: Luottaan mekaaniseen voimaan estääkseen metallin tai seoksen jauheen jauheen, yksinkertaiset laitteet, edulliset, suuret satot, mutta jauheen muoto on epäsäännöllinen, leveä hiukkaskokojakauma, helppo tuoda esiin epäpuhtauksia.
Abulisointimenetelmä: Sulan metallin neste korkeapaineisella kaasulla (typpi, argoni) tai nopea vesivirtaussumutus pieniin pisaroihin, jäähdytettynä ja jähmettyneinä jauheeseen. Kaasu -sumuutusjauhe on korkea pallomainen muoto, hyvä juoksevuus, joka sopii korkean suorituskyvyn osiin; Vesisummutusmenetelmä, jolla on edullinen, korkea hyötysuhde, epäsäännöllinen jauhemuoto, jota käytetään usein tavallisessa teräsjauheessa ja tuotteissa, joilla on heikko suorituskyky.
Pelkistysmenetelmä: vety-, hiilimonoksidi- ja muiden pelkistävien aineiden käyttäminen metallioksidin vähentämiseksi jauheeksi, korkea puhtaus, korkea aktiivisuus, korkea sintrausaktiivisuus, matala lämpötilan tiivistyminen, mutta tuotanto tarvitsee korkean lämpötilan ja erityisen ilmakehän, laitteet suuret investoinnit, korkeat kustannukset.
Elektrolyysimenetelmä: Elektrolyysi -metallisuolaliuos tai sulaa suolaa, niin että katodin saostumisen metalli -ionit jauheen, korkea puhtaus, hieno ja tasainen, sopivat korkean puhtauden ja hiukkasten koon vaatimusten, kuten elektronisten materiaalien, kentälle, mutta korkean energiankulutuksen, korkeat kustannukset.
(2) muodostuminen
Muovaus: Aseta esikäsittelymetallijauhe muottiin, paineen tiivistymismuovaus, vaiheet, mukaan lukien jauhe, puristus, vapautus, sopii yksinkertaiseen muotoon, tuotteiden, kuten vaihteiden, suurten tarkkuusvaatimusten kanssa. Edut ovat yksinkertaiset laitteet, korkea hyötysuhde, alhaiset kustannukset, massatuotanto; Monimutkaisia tuotteita on vaikea suunnitella ja valmistaa, tiheyden tasaisuus.
Isostaattinen paineen muovaus: Nestemäisen tasaisen paineensiirron käyttö, jauheen lastattu elastinen muotti asetti korkean paineastian paineen muovauksen. Kylmä isostaattinen paine huoneenlämpötilassa soveltuu tuotteisiin, joilla on monimutkainen muoto ja tiheysvaatimukset; Lämpö istaattinen paine toimii korkeassa lämpötilassa ja korkeassa paineessa samanaikaisesti korkean suorituskyvyn ilmailu- ja avaruusmateriaalien suhteen. Etuna on, että tuotteet ovat tasaisia, sopii suurille monimutkaisille tuotteille; Laitteet ovat kalliita, pitkäjakso ja korkeat kustannukset.
Injektiomuovaus: Metallijauheen ja liiman sekoittaminen injektiomateriaaliin ja injektointi koneen muotin onteloon, se sopii suurten tarkkuuskompleksien pienten osien, kuten elektronisten komponenttien, valmistukseen. Edut ovat korkea muovaustehokkuus ja tarkkuus, sopivat massatuotantoon; Liiman valinta ja poistaminen on vaikeaa, ja virheellinen hoito vaikuttaa tuotteiden suorituskykyyn.
(3) Laskutus
Tavanomainen sintraus: Kuumenna aihio sopivassa lämpötilassa ja ilmakehässä (vety, typpi, tyhjiö jne.) Yhdistämään jauhehiukkaset ja tiheyden ja lujuuden parantamiseksi. Vetyilmapiiri epäpuhtauksien, typen hapettumisen poistamiseksi, tyhjiö soveltuu korkeaan happipitoisuusvaatimukseen.
Kuumapaine sintraus: sintrauspaine, erityislaitteissa, muotti grafiittia ja muita materiaaleja. Tuotteita, jotka voivat vähentää sintrauslämpötilaa, lyhentää aikaa ja saada suurempaa tiheyttä ja suorituskykyä, käytetään usein korkean suorituskyvyn keramiikan ja muiden materiaalien valmistuksessa.
Purkausplasman sintraus (SPS): Luo purkausplasma ja Joule Heat Rapid lämmitetty sintraus pulssivirralla. Se voi poistaa epäpuhtaudet hiukkasten pinnalla, aktivoida pinnan, lämmittää nopeasti (100-1000 astetta / min), lyhyen ajan (muutamasta minuutista muutamaan minuuttiin), voi estää viljan kasvua ja sitä käytetään nanomateriaalien valmistukseen.
Jauhemetallurgiatekniikan levityskenttä
(1) ilmailukenttä
Aerospace on tiukat vaatimukset materiaalin suorituskyvystä, ja jauhemetallurgiateknologia täyttää vain vaatimukset. Jauhemetallurgiaa superseosia käytetään avainkomponenttien, kuten turbiinilevyjen ja terien, kuten F119 -moottorin turbiinilevyn valmistukseen, ja moottorin suorituskyvyn ja luotettavuuden parantamiseksi käytetään jauhemetallurgian nikkelipohjaista superseoksia. Pienellä tiheydellä, korkealla lujuudella ja korroosionkestävyydellä jauhemetallurgian titaaniseoksella käytetään rakenteellisten osien, kuten lentokoneiden siipipalkin ja runkokehyksen, valmistamiseen lentokoneiden painon vähentämiseksi ja polttoainetehokkuuden ja lentojen suorituskyvyn parantamiseksi.
(2) Autonvalmistuskenttä
Jauhemetallurgian osia käytetään laajasti automoottori-, voimansiirto- ja jarrujärjestelmissä. Venttiilirengas, katetri ja mäntärengas moottorissa on valmistettu kuparikohdasta tai rautapohjasta, joka kestää korkeaa lämpötilaa ja korkeaa painetta ja parantaa moottorin suorituskykyä ja käyttöikää; Vaihteisto -asteilla ja synkronoijalla on suuri tarkkuus ja hyvä lujuus, vaihtavat vaihde sujuvammin ja parantavat jarrutehokkuutta, hyvä kitka- ja kulutuskestävyys ja jarruturva.
(3) sähköisen tiedon kenttä
Elektronisten laitteiden kehitettäessä pieneen, kevyeen ja korkeaan suorituskykyyn jauhemetallurgiatekniikkaa käytetään laajemmin. Pehmeitä magneettisia jauhemetallurgiamateriaaleja käytetään elektronisten komponenttien, kuten muuntajien ja induktorien, valmistukseen; Jauhemetallurgiametallimatriisikomposiiteja, kuten kuparisungstenia ja kuparimolybdeeniä Jauhemetallurgia -kosketusmateriaaleja käytetään sähkökytkimissä ja releissä turvallisen piirin avautumisen ja rikkoutumisen varmistamiseksi.
Fe-Silicon-Nickel-magneettisen jauheen ydin (KNF)
(4) Mekaaninen valmistuskenttä
Jauhemetallurgiatekniikkaa käytetään vaihteiden, laakerien ja muiden mekaanisten osien valmistukseen. Jauhemetallurgiavaihteilla on korkea tarkkuus, sileä voimansiirto ja korkea materiaalin käyttöaste; Jauhemetallurgialaakeri on itsevoitelua ja kulumiskestävää, sopii pienelle nopeudelle, raskaalle kuormitukselle ja alhaiselle melulle. Erityisissä työolosuhteissa öljylaakeri voi ylläpitää hyvää suorituskykyä ja parantaa laitteiden luotettavuutta ja käyttöiän käyttöä.
(5) Lääketieteelliset laitteet kenttä
Implanttien suhteen jauhemetallurgian titaaniseosta käytetään keinotekoisten nivelten jne. Valmistukseen, joiden huokoinen rakenne voi edistää luusolujen kasvua ja vähentää implantin löysämisen riskiä. Kirurgiset instrumentit on valmistettu jauhemetallurgian nopeasta teräksestä ja ruostumattomasta teräksestä, jolla on suurempi kovuus, kulutuskestävyys ja korroosionkestävyys, ja ne voivat myös tehdä monimutkaisia muotolaitteita. Hammasmateriaalissa hammasproteeseja on hyvä voima, sitkeys ja estetiikka. Hammasimplantit käyttävät jauhemetallurgian titaania tai titaaniseosta, joka voi parantaa implantin onnistumisastetta. Oikomishoidon kiinnike käyttää jauhemetallurgiaa ruostumattomasta teräksestä tai nikkeli-titaaniseoksesta, joka voi kohdistaa voimaa tarkasti.
(6) Uusi energia -ala
Litium-ioni-akkujen suhteen katodimateriaalit, kuten litiumrautafosfaatti ja jauhemetallurgiateknologialla valmistetut kolmiosaiset materiaalit, voivat parantaa paristojen energiatiheyttä ja varaus- ja purkaustehokkuutta. Polttokennojen alalla jauhetallurgiaprosessilla valmistetut metalliläiset levyt ja katalyytin kantajat, joilla on korkea erityinen pinta -ala, voivat parantaa polttokennojen suorituskykyä ja vähentää kustannuksia. Tuulivoimantuotannossa jauhemetallurgian valmistamat vaihdelaatikot, laakerit ja muut osat voivat ylläpitää vakaata suorituskykyä ankarassa ympäristössä ja pidentää laitteiden käyttöiän käyttöä.
Jauhemetallurgiateknologian edistyminen
(1) Metallilisäaineiden valmistuksen (3D -tulostus) ja jauhemetallurgian fuusio
Metallilisäaineiden valmistustekniikka on kehittynyt nopeasti viime vuosina, ja sen yhdistelmä jauhemetallurgian kanssa on tuonut uuden läpimurron monimutkaisten osien valmistukseen. 3D -tulostustekniikan avulla metallijauhe voidaan kerätä suoraan ja muodostaa kerroksen kerroksella, jotta tuotetaan osia, joilla on monimutkainen sisäinen rakenne ja henkilökohtainen muotoilu. Tämä tekniikka ei vain vähennä materiaalijäte- ja prosessointiprosesseja, vaan mahdollistaa myös vaikeasti valmistettavien osien valmistuksen, kuten Aero -moottorien monimutkaiset terät.
(2) Nano-virran metallurgiatekniikka
Nanoteknologian kehittymisen myötä on syntynyt nano-virtausmetallurgiateknologia. Nanomittakaavan metallijauhe on suuren spesifisen pinta -alan, korkean aktiivisuuden, suuren sintrausvoiman ominaisuudet, ja se voi valmistaa nanorakenteisia materiaaleja, joilla on erinomaiset mekaaniset, sähkö- ja magneettiset ominaisuudet. Tällä hetkellä nano-virtausmetallurgiatekniikka on edistynyt huomattavasti korkean suorituskyvyn magneettisten materiaalien, suprajohtavien materiaalien ja suuren lujuusseosten valmistuksessa.
(3) Jauhemetallurgiakomposiitien innovaatio
Lisäämällä metallijauheeseen erilaisia parannettuja vaiheita (kuten keraamisia hiukkasia, kuituja jne.), Valmistetaan jauheen metallurginen komposiittimateriaali, jolla on erinomainen suorituskyky. Näillä komposiittimateriaaleilla yhdistyvät metallin ja parannettujen vaiheen edut, sillä on suuren lujuuden, suuren kovuuden, hyvän kulutuskestävyyden, korkean lämpötilan ja muun vastustuskyvyn ominaisuudet, ja niitä käytetään laajasti ilmailu-, autoteollisuuden valmistuksessa, konetekniikassa ja muissa kentissä. Esimerkiksi alumiinimatriisikomposiittimateriaali, joka on valmistettu lisäämällä piikarbidihiukkaset alumiiniseosjauheen, parantaa merkittävästi lujuutta ja kovuutta säilyttäen samalla alumiiniseoksen pienitiheysominaisuudet.
Tieteen ja tekniikan jatkuvan edistymisen myötä jauhemetallurgiateknologian odotetaan saavuttavan läpimurtoja kehittyvillä aloilla, ja integraation muihin huippuluokan tekniikoihin syvenee edelleen. Älykkäiden valmistus-, kvanttimateriaalien ja lääketieteellisen tekniikan aloilla jauhemetallurgiateknologialla on potentiaalia luoda enemmän korkean suorituskyvyn ja monimuotoisia materiaaleja ja komponentteja, tarjoamalla innovatiivisia ratkaisuja globaaleihin haasteisiin, kuten energiakriisiin, ympäristönsuojeluun ja ihmisten terveyteen. Voidaan ennustaa, että jauhemetallurgiateknologialla on tärkeämpi rooli tulevaisuuden teollisuuden kehityksessä ja sosiaalisessa kehityksessä.
