Poedermetallurgie: Proces, Voordelen en Nadelen

Poedermetallurgie (P/M) is een productieproces voor het produceren van afgeronde of half-afgeronde objecten door metaalpoeder in geschikte matrizes te comprimeren. Het is een van de goedkoopste processen dat hoge kwaliteit, hoge sterkte, complexe vormen met een hoge graad van nauwkeurigheid oplevert. Deze factoren maken dit proces het meest geschikt voor massaproductie. Het omvat hoofdzakelijk vier basisstappen:

1. Poederbereiding
2. Mengen en Mengelen
3. Comprimeren
4. Sinteren

Soms wordt dit proces aangevuld met secundaire bewerkingen zoals dimensioneren, munten, infiltratie, warmsmeden, etc.

Poedermetallurgie is een continu groeiende technologie. Bijna alle metalen kunnen met P/M-technologie gegoten worden, maar meestal wordt ijzerpoeder gebruikt met legeringselementen zoals koper, grafit, wat meer sterkte geeft.

Poedermetallurgie Proces

Zoals besproken, omvat P/M vier basisprocessen:

1. Poederbereiding

Dit is de eerste en basisstap voor het produceren van elk object via poedermetallurgie. Elk materiaal kan in poedervorm worden gebracht. Er zijn verschillende processen voor poederproductie zoals verstuiving, malen, chemische reactie, elektrolyse, etc.

2. Mengen en Mengelen

Zoals de naam impliceert, omvat deze stap het mengen van twee of meer materialenpoeders om een hoogsterkte legeringsmateriaal te produceren volgens de producteis. Dit proces zorgt voor een gelijke verdeling van poeder met additieven, bindmiddelen, etc. Soms worden ook smeermiddelen toegevoegd aan het mengproces om de vloeieigenschappen van het poeder te verbeteren.

3. Comprimeren

Comprimeren betekent het samendrukken van het bereide poedermengsel in vooraf gedefinieerde matrizes. Deze stap zorgt ervoor dat holtevlaktes worden verminderd en de dichtheid van het product toeneemt. Het poeder wordt door toepassing van druk in de vorm gecomprimeerd tot een product dat "groen compact" genoemd wordt (het product verkregen door comprimeren). Het omvat een drukbereik van 80 tot 1600 MPa. Deze druk hangt af van de eigenschappen van het metaalpoeder en bindmiddelen.

Voor zacht poeder is de comprimeringsdruk ongeveer 100–350 MPa. Voor staal, ijzer, etc. ligt de druk tussen 400–700 MPa.

4. Sinteren

Het groene compact, verkregen door comprimeren, is niet heel sterk en kan niet als eindproduct worden gebruikt. Deze stap omvat het verwarmen van het groene compact bij een verhoogde temperatuur wat een permanente sterke binding tussen aangrenzende deeltjes garandeert. Dit proces verleiht sterkte aan het groene compact en zet het om in het eindproduct. De sintertemperatuur is doorgaans ongeveer 70 tot 90 procent van de smelttemperatuur van het metaalpoeder.

5. Secundaire Bewerking

Het gesinterde object is poriezer dan volledig dicht materiaal. De dichtheid van het product hangt af van perscapaciteit, sintertemperatuur, comprimeringsdruk, etc. Soms vereist het product geen hoge dichtheid en wordt het gesinterde product direct als eindproduct gebruikt. Maar soms is een hoogdicht product vereist (bijv. voor de productie van lagers) waar het gesinterde product niet als afgerond product kan dienen. Daarom is een secundaire bewerking vereist om hoge dichtheid en dimensionele nauwkeurigheid te verkrijgen. De meest voorkomende secundaire bewerkingen zijn dimensioneren, warmsmeden, munten, infiltratie, impregneren, etc.

Voordelen en Nadelen

Voordelen

• P/M is kosteneffectief voor massaproductie door afwezigheid van arbeidskosten, verdere bewerkingskosten, etc.
• Dit proces vereist geen hoogopgeleide operator.
• Sommige legeringen kunnen alleen met P/M-technologie geproduceerd worden.
• Hoge productiesnelheid. Kan 500 tot 1000 stukken per uur produceren.
• Complexe vormen kunnen geproduceerd worden.
• Bimetallische en gelamineerde producten kunnen eenvoudig met P/M-methode worden geproduceerd.

Nadelen

• Hoge apparatuurkosten.
• Alleen economisch voor massaproductie.
• Ingaande ontwerpen zijn moeilijk te produceren door de slechte vloeibaarheid van metaalpoeder.
• Kan geen volledig uniform dicht product produceren.
• Productgrootte beperkt door perscapaciteit.
• Sommige metaalpoeders, die explosie kunnen veroorzaken in poedervorm, kunnen niet gebruikt worden.
• Lage slag- en vermoeidheidseigenschappen van het eindproduct.
• Moeilijk om laagsmeltende metalen te gieten met P/M-technologie.

Toepassingen

• Sneedereedschappen zoals cemented carbide gereedschappen, keramische gereedschappen, etc. zijn poedermetallurgie producten.
• Elektrische bussen gemaakt door Cu en Ag met grafit te mengen zijn P/M producten.
• Mondstukken voor raketten en raketen.
• Kleine delen in auto- en toepassingen waar de mogelijkheid om een bijna eindvorm te produceren die minimale bewerking vereist, een sterk economisch voordeel biedt.
• Lagers, bussen, etc.
• Magnetisch zachte metalen zoals Fe, Fe-3Si, etc. kunnen eenvoudig in eindvorm worden gebracht door P/M.

Dit was alles over het poedermetallurgieproces met zijn voordelen en nadelen. Heb je vragen? Laat een reactie achter. Deel op sociale netwerken als je dit artikel leuk vond. Abonneer je op onze website voor meer informatieve artikelen. Bedankt voor het lezen.