我們都知道一些常見的金屬成形技術(shù),如鍛造、鑄造和鈑金成形。但是你聽說過金屬粉末壓制、粉末冶金壓制成型、燒結(jié)或金屬注射成型嗎?表盤、表殼、青銅襯套和外科植入物由普通金屬粉末繩綁在一起。是的,所有這些部件都是以金屬粉末為原料制成的。
粉末金屬壓制
金屬粉末是通過一種叫做霧化的技術(shù)生產(chǎn)的。金屬粉末與潤滑劑或其他加工助劑混合,現(xiàn)在金屬粉末已進(jìn)入壓實(shí)階段。剛性工具箱、模具或其他模具機(jī)構(gòu)將壓制粉末,直到其呈現(xiàn)所需形狀。金屬粉末也可以注射成型,使其具有生產(chǎn)所需的形狀。
軸向或等靜壓
松散的粉末填充到模具中,然后用金屬桿作為活塞進(jìn)行壓制。這稱為軸向壓實(shí)。對于等靜壓,該術(shù)語適用于同時(shí)對物體的每個(gè)表面施加相等壓力的力。這是一個(gè)更復(fù)雜的操作,需要成型外殼并浸入不可壓縮流體桶中。在嚴(yán)寒和高溫?zé)岬褥o壓的前提下進(jìn)行的冷等靜壓(CIP)稱為冷等靜壓(hip)
壓實(shí)影響變量
顆粒形狀、粒徑和壓實(shí)壓力會影響壓實(shí)過程。平均霧化的金屬顆粒彼此均勻移動(dòng),因此可以猜測零件的密度。此外,金屬的成分也會影響顆粒的形狀。模具的內(nèi)表面需要盡可能接近無摩擦。模具摩擦?xí)?dǎo)致尺寸不一致。
無論是從一個(gè)方向推動(dòng)壓力,還是將細(xì)粉末均勻擠壓成一個(gè)形狀,都需要以受控且一致的方式機(jī)械施加擠壓能量。否則,可能會出現(xiàn)更大的尺寸不一致,如密度變化。
壓實(shí)操作也有點(diǎn)像一個(gè)三維拼圖,有模具部門和芯,還有上下沖頭。當(dāng)這些零件被壓下時(shí),形成青銅襯套或其他必需零件,然后進(jìn)入燒結(jié)階段。
燒結(jié)以增強(qiáng)緊湊零件
壓實(shí)過程完成后,將粉末壓實(shí)體移至燒結(jié)階段。燒結(jié)是在低于主要成分熔點(diǎn)的溫度下加熱粉末的過程,通常在保護(hù)氣氛中進(jìn)行。
燒結(jié)可應(yīng)用于固相和液相兩種類型,可分為瞬時(shí)液相燒結(jié)和液相燒結(jié)。
一個(gè)明顯的問題出現(xiàn)了:為什么粉末冶金與傳統(tǒng)制造工藝相比值得考慮?答案在于粉末冶金的兩大優(yōu)勢——成本效益和特s性。
成本效益
在成本效益方面,電力冶金技術(shù)以其低能耗、高材料利用率和減少工藝步驟的數(shù)量而超過了傳統(tǒng)制造工藝。
所有這些因素都可以通過粉末冶金減少甚至全部消去傳統(tǒng)制造中使用的機(jī)加工操作的能力來實(shí)現(xiàn)。