مختصری در رابطه با متالورژی پودر

مختصری در رابطه با متالورژی پودر

متالورژی پودر فرآیندی است که نیازمند صرف زمان و تلاش است تا ذرات اولیه تهیه شود و مستلزم تلاش و زمان بیشتر برای کنار هم قرار دادن ذرات برای تولید جسم جامد با شکل و چگالی دلخواه است. با وجود محدودیت بیان شده، در حقیقت دو مزیت عمده زیر موجب انتخاب این روش شده است:

  • مقرون به صرفه بودن:

این روش به علت عدم نیاز به ذوب قطعه و یا رسیدن به حالت خمیری، به ویژه برای فلزات با نقطه ذوب بالا، منجر به صرفه جویی در مصرف انرژی و هزینه می گردد.

  • منحصر به فرد بودن:

با این روش، دستیابی به کامپوزیت هایی ممکن می شود که به دلایل متالورژیکی دستیابی به آن با سایر روش ها میسر نیست. به علاوه، رسیدن به اشکال خاص و محصولات سفارشی با این روش، قابل دستیابی می گردد.

فرآیند متالورژی پودر

شکل زیر فرآیند متالورژی پودر را برای یک قطعه به نمایش گذاشته است.

متالوژی پودرشکل1. شماتیک فرآیند متالورژی پودر به زبان ساده

به طوری کلی فرآیند متالورژی پودر با تولید پودر به روش های گوناگون آغاز می شود. از روش های تولید پودر می توان به روش خشک کن پاششی، اتومایزیشن، واکنش های حالت جامد نظیر آلیاژکاری مکانیکی، الکترولیز و روش های شیمایی اشاره کرد. اندازه، مورفولوژی و توزیع اندازه ذرات پودر در محصول نهایی بسیار موثر است.

پس از تولید پودر مدنظر، شکل دهی به فرم دلخواه صورت می پذیرد. در این فرآیند از خاصیت سیالیت و روانسازی پودر استفاده شده تا شکل مدنظر به دست آید. روش های معمول در تهیه شکل اولیه، استفاده از پرس های مختلف است. پرس های تک محوره و دو محوره پودر را در یک یا دو جهت فشرده کرده و لذا فشردگی و یکنواختی کمتری را نسبت به پرس های ایزواستاتیک به قطعه می دهند. از دیگر روش های شکل دهی به قطعه، روش های جدید نظیر پرینتر سه بعدی است که مزیت آن نسبت به پرس، تولید نمونه بالک با شکل پیچیده و دلخواه خواهد بود. فشردن غلطکی، قالبگیری تزریقی و نظایر آن نیز از سایر روش های شکل دهی اند که کمتر مرسوم اند.

زینتر یا تف جوشی آخرین مرحله است که موجب ایجاد جوش بین ذرات پودر شده و لذا به بهبود ویژگی ها و استحکام قطعه خام منجر می گردد. فرآیند زینتر می تواند به صورت جداگانه با قرار دادن نمونه­ی خام در کوره در سیکل حرارتی خاص صورت گیرد و یا در روش هایی نظیر پرس ایزواستاتیک گرم یا پرینتر سه بعدی همزمان با فرایند شکل دهی صورت پذیرد. دمای زینتر، دمایی پایین نقطه ذوب فلز است و به ذوب سطحی ذرات منجر شده و لذا موجب کاهش مصرف انرژی خواهد شد. در نهایت در بعضی قطعات نیاز به ماشین کاری یا فرآیندهای ثانویه دیگر برای رسیدن به شکل قطعه نهایی وجود دارد.

کاربردهای متالورژی پودر

از کاربردهای مهم این روش می توان به مثال های زیر اشاره نمود:

فلزات سخت یا کاربیدهای سمانته: به طور مثال ترکیب کاربید تنگسن با کبالت که برای ساخت ابزار برش به کار رفته و بسیار مورد استفاده قرار می گیرد.

مواد هادی جریان الکتریسیته: از جمله ترکیبات مس/ تنگستن و نقره/اکسید کادمیوم

فلزات متخلخل: برای کاهش وزن، به ویژه با کاربرد پزشکی نظیر تیتانیوم متخلخل

ترکیبات مغناطیسی: همه­ی قطعات با خاصیت مغناطیسی بالا و حدود 30% از قطعات مغناطیسی ضعیف با روش متالورژی پودر تولید می شوند.

سوپرآلیاژهای پایه نیکل یا پایه کبالت: این سوپر آلیاژها، کاربرد بالایی در زمینه هوافضا دارند که توانایی تحمل دمای بالا در کنار حفظ عملکرد را دارند.



دیدگاهتان را بنویسید