סיכום של טכנולוגיות חדשות ליצירת אבקות מתכות בסין בעשור האחרון

סיכום של טכנולוגיות חדשות ליצירת אבקות מתכות בסין בעשור האחרון

מתכות אבקההיא טכנולוגיית ייצור מתקדמת המשלבת הכנת חומר ויצירת חלקים, חיסכון באנרגיה, חיסכון בחומרים, יעילות גבוהה, גיבוש סופי ופחות זיהום. יש לה עמדה ותפקיד שאין לו תחליף בתעשיית ייצור החומרים והחלקים, והיא נכנסה לקדמת הבמה של מדע החומר העכשווי.

כיום, טכנולוגיית מתכות אבקה מתפתחת לקראת צפיפות גבוהה, ביצועים גבוהים ועלות נמוכה. מאמר זה מתמקד בהצגת מספר טכנולוגיות יצירה חדשות עבור חלקי מתכות אבקה בעשור האחרון.

1, טכניקת דחיסה חמה

טכנולוגיית דחיסה חמה היא טכנולוגיה חדשה שפותחה בתחום מטלורגיית האבקה בשנים האחרונות, שיכולה לייצר צפיפות גבוהה וחוזק גבוה, ובעלת סיכוי יישום רחב מאוד. מה שנקרא טכנולוגיית דחיסה חמה היא טכנולוגיה המשתמשת במערכת מיוחדת לחימום אבקה, שינוע אבקה וחימום תבניות כדי לחמם אבקות ותבניות מסגסוגת טרום עם חומרי סיכה מיוחדים ל-130 עד 150 מעלות ולשלוט בתנודת הטמפרטורה בתוך ± 2.5 מעלות. לאחר מכן, כמו תהליכי מטלורגיית אבקה מסורתיים, חלקי מתכות אבקה מיוצרים על ידי לחיצה וסינטרינג. המפתחות הטכניים הם: ראשית, הכנת אבקת דחיסה חמה, ושנית, מערכת דחיסה חמה.

בהשוואה לתהליכים מסורתיים, הצפיפות של חומרי דחיסה חמים עולה בשיעור של כ-{0}}.15 עד 0.30g/cm3, והצפיפות שלה יכולה להגיע ל-7.45g/cm3. תחת אותו לחץ לחיצה, חוזק התפוקה של חומרי לחיצה חמים גבוה בממוצע ב-11 אחוזים מזה של תהליכים מסורתיים, חוזק המתיחה האולטימטיבי גבוה בממוצע ב-13.5 אחוזים, וניתן לשפר את קשיחות ההשפעה ב-33 אחוזים. בנוסף, החוזק הירוק של חלקים דחוסים חמים הוא גבוה, עד 2O~30MPa, שהוא 50~100 אחוז גבוה יותר משיטות מסורתיות. זה לא רק מפחית את שיעור הנזק במהלך הטיפול בירוק, אלא גם מאפשר עיבוד של הירוק, עם גימור משטח טוב. בנוסף, לתהליך הכבישה החמה יש לחץ לחיצה נמוך וכוח פירוק קטן, בעוד שביצועי החלקים אחידים, דיוק המוצר גבוה וקצב ניצול החומרים גבוה.

תהליך הדחיסה החמה מאופיין גם בפשטותו ובעלותו הנמוכה. המחקר מראה שאם העלות של תהליך מתכות אבקה קונבנציונלי של כבישה וסינטר חד פעמית היא 1.0, העלות היחסית של חישול אבקה היא 2.0, העלות היחסית של לחיצה חוזרת ו-re sintering היא 1.5, העלות היחסית של חדירת נחושת היא 1.4, והעלות היחסית של טכנולוגיית דחיסה חמה היא 1.25. נכון לעכשיו, ישנם יותר מ-200 סוגים של חלקי אבקת מתכות המיוצרים בטכנולוגיית דחיסה חמה, במשקל של 5-1200g. לדוגמה, Sinterstahl GmbH מגרמניה השתמשה בטכנולוגיית דחיסה חמה לייצור טבעות הילוכים סינכרוניות מורכבות להעברת חיכוך, וזכתה בפרס בכנס הבינלאומי PM2TEC2001 שהתקיים בניו אורלינס, ארה"ב. צפיפות השיניים של החלק עולה על 7.3 גרם/ס"מ, צפיפות הטבעת עולה על 7.1 גרם\ס"מ וחוזק הירוק מגיע ל-28 MPa. נעשה שימוש באבקת סגסוגת דיפוזיה דחופה קשה, עם חוזק מתיחה מינימלי של 850 MPa. עקב השימוש בטכנולוגיית דחיסה חמה והשימוש בחלקי מתכות אבקה, העלות הכוללת הופחתה ב-38 אחוזים.

2, טכנולוגיית דחיסה חמה Flow

Warm Flow Compaction (WFC) היא טכנולוגיה חדשה ליצירת כמעט נטו עבור רכיבי מתכות אבקה, המבוססת על תהליכי דחיסה של אבקה ותהליכי דחיסה חמה ומשלבת את היתרונות של הזרקת אבקת מתכת. טכנולוגיית המפתח היא לשפר את נזילות האבקה המעורבת. על ידי שיפור הנזילות, יכולת המילוי ויכולת הצורה של האבקה המעורבת, ניתן ליצור במדויק חלקים בעלי צורות גיאומטריות מורכבות, כגון אלה עם חריצים, חורים וחורים מושחלים בניצב לכיוון הלחיצה, במכבש מסורתי בטמפרטורות. החל מ-8O עד 130C, ללא צורך בעיבוד משני לאחר מכן. טכנולוגיית WFC לא רק מתגברת על החסרונות של מטלורגיית אבקה מסורתית ביצירת צורות גיאומטריות מורכבות, אלא גם מונעת את העלות הגבוהה של טכנולוגיית הזרקת מתכת. זוהי טכנולוגיה חדשה ומבטיחה עם סיכויי יישום רחבים מאוד.

לטכנולוגיית WFC, כטכנולוגיה חדשה ליצירת כמעט רשת עבור חלקי מתכות אבקה, יש את המאפיינים העיקריים הבאים: (1) היא יכולה ליצור חלקים בעלי צורות גיאומטריות מורכבות; (2) צפיפות קומפקטית גבוהה וצפיפות אחידה; (3) יכולת הסתגלות טובה לחומרים; (4) התהליך פשוט והעלות נמוכה.

נכון לעכשיו, טכנולוגיית WFC נמצאת עדיין בשלב הראשוני של מחקר בחו"ל, והמחקר על טכנולוגיית הייצור העיקרית ומנגנון הצפיפות שלה עדיין לא דווח