Prášková metalurgie

Prášková metalurgie  je technologie pro získávání kovových prášků a výrobu produktů z nich (nebo jejich složení s nekovovými prášky). Technologický proces práškové metalurgie se obecně skládá ze čtyř hlavních fází: výroba prášku , míchání prášku zhušťování (lisování, briketování) a slinování .

Používá se jako cenově výhodná náhrada mechanického zpracování v hromadné výrobě. Technologie umožňuje získat vysoce přesné výrobky. Používá se také k dosažení speciálních vlastností nebo specifikovaných charakteristik, které nelze získat jinou metodou.

Historie a příležitosti

Prášková metalurgie existovala v Egyptě ve 3. století před naším letopočtem. E. Staří Inkové vyráběli šperky a další artefakty z prášků drahých kovů. Masová výroba produktů práškové metalurgie začíná v polovině 19. století. V roce 1826 Petr Grigorjevič Sobolevskij a Vasilij Vasiljevič Ljubarskij vyvinuli metodu rafinace surové platiny a její přeměny na tvárný kov. [jeden]

Prášková metalurgie se vyvinula a umožnila získat nové materiály - pseudoslitiny z netavitelných odlitků s řízenými charakteristikami: mechanickými, magnetickými atd.

Produkty práškové metalurgie se dnes používají v celé řadě průmyslových odvětví, od automobilového a leteckého průmyslu až po elektrické nářadí a domácí spotřebiče. Technologie se stále vyvíjí.

Výroba kovových prášků

Přes rozmanitost metod jde o časově nejnáročnější a nejdražší fázi technologického procesu [2] . Fyzikální, chemické a technologické vlastnosti prášků, tvar částic závisí na způsobu jejich výroby. Zde jsou hlavní průmyslové metody výroby kovových prášků:

1. Mechanické mletí kovů ve vířivých, vibračních a kulových mlýnech.
2. Atomizace tavenin (tekutých kovů) stlačeným vzduchem nebo v prostředí inertního plynu . Metoda se objevila v 60. letech 20. století. Jeho předností je možnost efektivního čištění taveniny od mnoha nečistot, vysoká produktivita a hospodárnost procesu.
3. Získávání rudy nebo okují . Nejekonomičtější metoda. Téměř polovina veškerého železného prášku se získává redukcí rudy.
4. Elektrolytická depozice kovů z roztoků.
5. Pomocí silného proudu aplikovaného na kovovou tyč ve vakuu. Používá se při výrobě práškového hliníku.

V průmyslových podmínkách se speciální prášky získávají také srážením, nauhličováním, tepelnou disociací těkavých sloučenin (karbonylová metoda) a dalšími metodami.

Výroba práškových produktů

Typický technologický postup výroby dílů práškovou metalurgií sestává z následujících hlavních operací: příprava vsázky (mísení), lisování, slinování a kalibrace.

Příprava směsi

Míchání je příprava homogenní mechanické směsi kovových prášků různé chemické a velikostní distribuce nebo směsi kovových prášků s nekovovými pomocí mísičů. Míchání je přípravná operace. Někteří výrobci kovových prášků pro lisování dodávají hotové směsi.

Lisování práškem

Výrobky jsou formovány lisováním za studena pod vysokým tlakem (30-1000 MPa) v kovových formách. Obvykle se používají pevné uzavřené formy, lisovací nástroj je orientován zpravidla svisle. Do dutiny matrice se volně nasype směs prášků, objemové dávkování se reguluje zdvihem spodního razníku . Lisování může být jednostranné nebo oboustranné. Lisovací prášek je briketován v dutině matrice mezi horním a spodním razidlem (nebo několika razníky v případě výrobku s přechody). Vytvořená briketa je spodním razníkem vytlačována z dutiny matrice. Pro lisování se používá specializované lisovací zařízení s mechanickým, hydraulickým nebo pneumatickým pohonem. Výsledný výlisek má velikost a tvar hotového výrobku a také dostatečnou pevnost pro manipulaci a transport do slinovací pece.

Slinování

Slinování výrobků z homogenních kovových prášků se provádí při teplotě pod bodem tání kovu. Se zvýšením teploty a prodloužením doby slinování se zvyšuje smrštění a hustota a zlepšují se kontakty mezi zrny. Aby se zabránilo oxidaci, slinování se provádí v redukční atmosféře ( vodík , oxid uhelnatý), v atmosféře neutrálních plynů ( dusík , argon ) nebo ve vakuu . Tím se lisování v závislosti na materiálovém a technologickém režimu může změnit v monolitický výrobek nebo porézní slinutý výrobek, přičemž dochází k vyhoření technologické vazby (na začátku slinování).

Kalibrace

Kalibrace výrobků je nezbytná pro dosažení požadované rozměrové přesnosti, zlepšení kvality povrchu a zvýšení pevnosti.

Další operace

Někdy se používají další operace: impregnace mazivy, mechanické zušlechťování, tepelné, chemické ošetření atd.

Výhody a nevýhody

Díky konstrukčním vlastnostem jsou výrobky práškové metalurgie odolnější vůči teplu, lépe snášejí cyklické změny teploty a deformační namáhání a také radioaktivní záření.

Prášková metalurgie má však i nevýhody, které brání jejímu rozvoji: relativně vysoké náklady na kovové prášky, nutnost slinování v ochranné atmosféře, což také prodražuje produkty práškové metalurgie, nemožnost výroby velkých sochorů v některých případech a další. nutnost používat čisté výchozí prášky k získání čistých kovů.

Poznámky

1. ↑ LUBARSKY VASILY VASILIEVICH . Datum přístupu: 30. prosince 2013. Archivováno z originálu 30. prosince 2013. (neurčitý)
2. ↑ Ponomarev Y. "Iron" kulka pro AK-47  (ruská)  // zásobník Kalašnikov. - 2014. - č. 1 . - S. 90-95 .

Odkazy

• Powder Injection Molding International Archived 2. února 2022 na Wayback Machine (ISSN 1753-1497 ) kombinovaném podnikání (B2B) a vědeckém časopise nabízejícím podrobné pokrytí cermetového průmyslu (prášková metalurgie).