¿Para qué sirve la pulvimetalurgia?
La pulvimetalurgia es una tecnología que utiliza polvo metálico (o una mezcla de polvo metálico y polvo no metálico) como materiales, y luego los moldea y sinteriza en materiales metálicos, materiales compuestos y diversos productos terminados. La pulvimetalurgia es similar a la producción de cerámica, por lo que también se puede utilizar una variedad de nuevas tecnologías de pulvimetalurgia para preparar materiales cerámicos. Debido a las ventajas de la tecnología de pulvimetalurgia, se ha convertido en la clave para abordar nuevos problemas de materiales y desempeña un papel decisivo en el desarrollo de nuevos materiales.
La pulvimetalurgia tiene la misma composición química y funciones mecánicas y físicas que no se pueden obtener mediante los métodos de fundición tradicionales. La tecnología de pulvimetalurgia se puede utilizar para fabricar directamente materiales y productos terminados porosos, semifinos o completamente finos, como cojinetes, engranajes, levas, varillas guía, herramientas de corte, etc., impregnados de aceite. , que es una pequeña técnica de corte.
Aplicación de pulvimetalurgia
1. La tecnología de pulvimetalurgia puede minimizar la segregación de componentes de aleación y eliminar disposiciones de forjado rugosas y desiguales. Se utiliza principalmente en la preparación de materiales magnéticos permanentes de tierras raras de alta funcionalidad, materiales de almacenamiento de hidrógeno de tierras raras, materiales de luminiscencia de tierras raras, catalizadores de tierras raras, materiales superconductores de alta temperatura, nuevos materiales metálicos como aleaciones de aluminio-litio, aluminio resistente al calor. aleaciones, superaleaciones, acero inoxidable resistente a la corrosión en polvo, datos estructurales en polvo de alta temperatura de acero de alta velocidad y compuestos intermetálicos, etc.
2. Puede preparar una serie de materiales de desequilibrio de alta función, como soluciones sólidas amorfas, microcristalinas, cuasicristalinas, nanocristalinas y superrellenas, y tiene excelentes funciones eléctricas, magnéticas, ópticas y mecánicas.
3. La producción de bajo costo de materiales compuestos cerámicos y de matriz metálica de alta funcionalidad es una habilidad que puede completar fácilmente varios tipos de materiales compuestos y aprovechar al máximo las características respectivas de los datos de cada componente.
4. Puede producir materiales y productos terminados con estructuras y funciones especiales que no se pueden producir mediante métodos de fundición ordinarios, como nuevos materiales biológicos porosos, materiales de membranas de separación porosas, herramientas de molienda cerámicas estructurales de alta funcionalidad. materiales cerámicos funcionales, etc.
5. Puede lograr una forma casi neta y una producción en masa automatizada, lo que puede reducir eficazmente los fondos de producción y el consumo de energía.
6. Ser capaz de aprovechar al máximo los minerales, los relaves, los lodos de fabricación de acero, las básculas de laminación de acero y la chatarra reciclada como materiales es una nueva habilidad que se puede utilizar para la regeneración y utilización integral de datos.
Polvometalurgia
(1) Producir polvo. El proceso de producción de polvo incluye pasos de preparación y mezcla de polvo. Para mejorar la conformabilidad y plasticidad del polvo se suelen añadir plastificantes como aceite de motor, caucho o parafina.
(2) Moldeo por prensa. El polvo se prensa hasta darle la forma requerida bajo una presión de 15-600 MPa.
(3) Sinterización. En horno de alta temperatura o en horno de vacío con atmósfera protectora. La sinterización es diferente a la fusión de metales. Al menos un elemento permanece en estado sólido durante el proceso de sinterización. Durante el proceso de sinterización, las partículas de polvo se convierten en productos metalúrgicos con cierta porosidad mediante una serie de procesos físicos y químicos como difusión, recristalización, soldadura, unión y disolución.
(4) Postprocesamiento. En general, las piezas sinterizadas se pueden utilizar directamente. Sin embargo, para algunas piezas con alta precisión dimensional, alta dureza y buena resistencia al desgaste, se requiere un tratamiento posterior a la sinterización. El posprocesamiento incluye acuñado, laminado, extrusión, enfriamiento, endurecimiento de superficies, inmersión en aceite y penetración.
Método de preparación del polvo
La preparación del polvo es el primer paso en la pulvimetalurgia. Cada vez hay más materiales y productos de pulvimetalurgia, la calidad es cada vez mayor y los requisitos para las variedades de polvo son cada vez mayores. Por ejemplo, de la gama de materiales, no sólo se utilizan polvos metálicos, sino también polvos de aleaciones, polvos de compuestos metálicos, etc., por la apariencia de los polvos, se requieren polvos de diversas formas, tales como polvos moldeados al producir filtros; A partir del tamaño de las partículas del polvo, parece que se requieren polvos de varios tamaños de partículas, como polvos gruesos de 500 a 1000 micrones, polvos ultrafinos de menos de 0,5 micrones, etc.
Para cumplir con los requisitos del polvo, existen varios métodos para producirlo. Estos métodos no son más que convertir metales, aleaciones o compuestos metálicos en forma de polvo en estado sólido, líquido o gaseoso.
Diversos métodos de preparación de polvos y polvos preparados mediante diversos métodos.
Los métodos para convertir metales y aleaciones o compuestos metálicos en polvos sólidos incluyen:
(1) Existen dos métodos para preparar polvos de metales y aleaciones a partir de metales y aleaciones sólidos: método de trituración mecánica y método de corrosión electroquímica;
(2) Método de reducción para preparar polvos metálicos y aleaciones a partir de óxidos y sales metálicos sólidos - preparación de polvos compuestos metálicos a partir de polvos metálicos y aleaciones, óxidos metálicos y polvos no metálicos Métodos químicos
Los métodos para convertir metales y aleaciones o compuestos metálicos en polvo líquido incluyen:
(1) Existe un método de atomización para preparar polvo de aleación a partir de metales líquidos y aleaciones.
(2) Los métodos para preparar aleaciones metálicas y polvos recubiertos a partir de sustitución y reducción de soluciones de sales metálicas incluyen el método de sustitución y el método de reducción con hidrógeno en solución; existe un método de envejecimiento de sales fundidas, que se prepara mediante precipitación a partir de metal fundido; Polvo metálico; el método del baño metálico es un método para preparar polvo de compuesto metálico mediante precipitación asistida en baño metálico.
(3) Electrólisis de polvos de metales y aleaciones a partir de soluciones de sales metálicas; existe un método de electrólisis de sales fundidas para preparar polvos de metales y compuestos metálicos a partir de electrólisis de sales metálicas fundidas.
Un método para convertir metal o compuestos metálicos en polvo gaseoso:
(1) El método de condensación de vapor se utiliza para condensar vapor metálico para preparar polvo metálico;
(2) Método de disociación térmica a base de carbono para preparar polvos metálicos, de aleaciones y de recubrimiento a partir de materiales metálicos gaseosos a base de carbono.
(3) Método de reducción de hidrógeno en fase de vapor para preparar metales, polvos de aleaciones y recubrimientos de metales y aleaciones a partir de haluros metálicos en fase gaseosa; existe un método químico en fase de vapor para preparar polvos y recubrimientos de compuestos metálicos a partir de gases; Deposición de haluros metálicos Método de deposición.
Sin embargo, por la naturaleza del proceso, los métodos de pulverización existentes se pueden dividir a grandes rasgos en dos categorías: métodos mecánicos y métodos físicos y químicos. El método mecánico es un proceso en el que las materias primas se pulverizan mecánicamente sin cambiar básicamente la composición química. El método físico químico es un proceso en el que la composición química o el estado de agregación de las materias primas se cambia por efectos químicos o físicos para obtener polvo; . Hay muchas formas de producir polvos. A escala industrial, el método de reducción de Hans, el método de atomización y el método de electrólisis más utilizados también son importantes en aplicaciones especiales, como el método de deposición de vapor, el método de deposición líquida, etc.
El proceso básico de la pulvimetalurgia es:
1.Preparación del polvo de materia prima. Los métodos de molienda existentes se pueden dividir a grandes rasgos en dos categorías: métodos mecánicos y métodos físicos y químicos. Los métodos mecánicos se pueden dividir en: trituración y atomización mecánica; los métodos físicos y químicos se dividen en método de corrosión electroquímica, método de reducción, método químico, método de reducción química, método de deposición de vapor, método de deposición líquida y método de electrólisis. Entre ellos, los más utilizados son el método de reducción, el método de atomización y el método de electrólisis.
2. El polvo se moldea hasta darle la forma deseada. El propósito del moldeo es hacer un compacto con una determinada forma y tamaño para que tenga cierta densidad y resistencia. Los métodos de moldeo se dividen básicamente en moldeo a presión y moldeo sin presión. El moldeo por compresión es el moldeo a presión más utilizado. Además, se puede utilizar la tecnología de impresión 3D para producir espacios en blanco.
3. Sinterización de pasta verde. La sinterización es un proceso clave en la pulvimetalurgia. El compacto resultante se sinteriza para obtener las propiedades físicas y mecánicas finales deseadas. La sinterización se divide en sinterización unitaria y sinterización multisistema. Para la sinterización en estado sólido de sistemas unitarios y sistemas multicomponente, la temperatura de sinterización es inferior al punto de fusión de los metales y aleaciones utilizados; para la sinterización en fase líquida multicomponente, la temperatura de sinterización es generalmente inferior al punto de fusión del; componentes refractarios y superior al punto de fusión de los componentes fusibles. Además de la sinterización ordinaria, también existen procesos de sinterización especiales, como la sinterización suelta, el método de inmersión y el método de prensado en caliente.
4. Postprocesamiento de productos. El tratamiento posterior a la sinterización se puede realizar de diversas formas según los distintos requisitos del producto. Como acabado, inmersión en aceite, mecanizado, tratamiento térmico y galvanoplastia. Además, en los últimos años, algunos procesos nuevos, como el laminado y el forjado, también se han aplicado al procesamiento de materiales pulvimetalúrgicos después de la sinterización, y han logrado resultados satisfactorios.
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