Apakah aloi serbuk?

Aloi serbuk merujuk kepada bahan logam yang terdiri daripada dua atau lebih elemen yang dicampur bersama dalam bentuk serbuk. Tidak seperti aloi tradisional yang dibentuk oleh lebur dan pemutus, aloi serbuk dicipta melalui Metalurgi Serbuk (PM) , Proses pembuatan yang melibatkan serbuk logam yang padat dan sintering. Pendekatan yang berbeza ini menawarkan kelebihan unik dari segi sifat bahan, fleksibiliti reka bentuk, dan kecekapan pembuatan.

Bagaimana aloi serbuk dibuat? Proses metalurgi serbuk

Penciptaan aloi serbuk melibatkan beberapa langkah penting:

1. Pengeluaran serbuk: Langkah utama ialah pengeluaran serbuk logam konstituen. Pelbagai kaedah digunakan, termasuk:

   • Atomisasi: Logam cair dipecah menjadi titisan halus oleh gas atau jet cecair, yang kemudiannya menguatkan ke dalam zarah serbuk. Ini adalah kaedah biasa untuk menghasilkan serbuk sfera atau tidak teratur.

   • Pengurangan kimia: Oksida logam dikurangkan secara kimia ke bentuk serbuk logam mereka.

   • Elektrolisis: Serbuk logam disimpan dari larutan elektrolitik.

   • Pengaliran mekanikal: Pengilangan bola tenaga tinggi digunakan untuk berulang kali patah dan zarah serbuk kimpalan sejuk, yang membawa kepada pengagihan unsur-unsur homogen walaupun mereka tidak dapat dilepaskan dalam keadaan cair.

2. Pengadunan serbuk: Serbuk unsur yang berbeza bercampur dengan teliti dalam perkadaran yang tepat untuk mencapai komposisi aloi yang dikehendaki. Pengikat, pelincir, atau bahan tambahan lain boleh dimasukkan pada tahap ini untuk meningkatkan kesesuaian dan memudahkan pemprosesan berikutnya.

3. Pemadatan: Serbuk campuran kemudian ditekan ke dalam bentuk yang dikehendaki, yang dikenali sebagai "padat hijau," menggunakan tekanan tinggi dalam mati. Langkah ini memberikan padat dengan kekuatan yang mencukupi untuk pengendalian. Teknik termasuk:

   • Pemadatan mati: Kaedah yang paling biasa, di mana serbuk ditekan dalam mati yang tegar.

   • Tekan Isostatic (CIP/HIP): Serbuk tertakluk kepada tekanan dari semua arah, sama ada pada suhu bilik (tekanan isostatik sejuk) atau suhu tinggi (menekan isostatik panas). HIP amat berkesan untuk mencapai komponen berkepadatan tinggi, berhampiran-net dengan sifat unggul.

4. Sintering: Kompak hijau dipanaskan dalam suasana terkawal (sering tidak aktif atau mengurangkan) ke suhu di bawah titik lebur dari konstituen utama. Semasa sintering, zarah ikatan bersama melalui penyebaran atom, yang membawa kepada peningkatan kekuatan, ketumpatan, dan pengurangan keliangan. Suasana yang dikawal dengan teliti menghalang pengoksidaan dan decarburization.

5. Operasi Menengah (Pilihan): Bergantung pada sifat dan aplikasi yang dikehendaki, langkah pemprosesan selanjutnya boleh digunakan:

   • SIZING/COINING: Untuk ketepatan dimensi yang lebih baik.

   • Penyusupan: Memperkenalkan logam titik lebur yang lebih rendah ke dalam liang bahagian sintered untuk sifat yang dipertingkatkan.

   • Rawatan Haba: Untuk mengubahsuai sifat mekanikal (mis., Pengerasan, pembajaan).

   • Pemesinan: Untuk mencapai dimensi atau ciri akhir, walaupun salah satu manfaat PM sering pembuatan buatan-net, meminimumkan pemesinan.

Kelebihan utama dan ciri -ciri aloi serbuk

Aloi serbuk, dan proses PM, menawarkan satu set manfaat yang menarik:

• Ciri -ciri yang disesuaikan: PM membolehkan kawalan yang tepat terhadap komposisi aloi dan mikrostruktur, membolehkan penciptaan bahan dengan kombinasi unik sifat yang sukar atau mustahil untuk dicapai melalui pencairan dan pemutus konvensional. Ini termasuk ciri-ciri magnet, elektrik, terma, atau tahan haus.

• Pembuatan bentuk bersih atau berhampiran-b-net: Geometri kompleks boleh dihasilkan dengan ketepatan dimensi yang tinggi, mengurangkan atau menghapuskan keperluan untuk operasi pemesinan yang mahal. Ini membawa kepada penjimatan bahan dan mengurangkan masa pembuatan.

• Penggunaan bahan: Proses PM sangat berkesan, dengan sisa bahan yang sangat sedikit berbanding dengan kaedah pembuatan subtractive.

• Bahan berliang: PM sengaja boleh membuat komponen dengan keliangan terkawal, yang penting untuk aplikasi seperti penapis, galas lubricating diri, dan implan bioperubatan.

• Gabungan bahan yang tidak dapat dilepaskan: Pengaliran mekanikal, teknik PM, boleh menggabungkan unsur -unsur yang tidak dapat dilupakan dalam keadaan cair mereka, membuka kemungkinan untuk komposisi bahan novel.

• Bahan berprestasi tinggi: Aloi serbuk sering digunakan untuk aplikasi berprestasi tinggi di mana aloi tradisional mungkin jatuh pendek, seperti dalam industri aeroangkasa, automotif, dan perubatan.

Aplikasi aloi serbuk

Fleksibiliti aloi serbuk telah membawa kepada penggunaan meluas mereka di pelbagai industri:

• Automotif: Gear, rod penyambung, panduan injap, lobus cam, dan pelbagai komponen struktur mendapat manfaat daripada keberkesanan kos dan prestasi bahagian PM.

• Aeroangkasa: Komponen kekuatan tinggi, ringan untuk enjin pesawat dan bahagian struktur semakin dibuat dari aloi serbuk, terutama superalloys dan aloi titanium.

• Perubatan: Implan seperti penggantian pinggul dan lutut, instrumen pembedahan, dan bahan -bahan berliang untuk ingrowth tulang dihasilkan menggunakan PM kerana biokompatibiliti dan keupayaannya untuk menghasilkan struktur berliang tertentu.

• Elektrik dan elektronik: Bahan magnet lembut untuk motor dan transformer, kenalan elektrik, dan tenggelam haba.

• Alat dan mati: Alat keluli berkelajuan tinggi, karbida simen, dan komponen tahan haus.

• Barang Pengguna: Komponen dalam peralatan, alat kuasa, dan peralatan sukan.