Die Pulvermetallurgie, als eine alte und dynamische fortschrittliche Materialvorbereitungs- und Formiertechnologie, hat ihren Ursprung in der alten Keramikvorbereitungstechnologie und der Eisenherstellungstechnologie, bis 1909,Das Aufkommen der Pulvermetallurgie war der Beginn der modernen PulvermetallurgieSeit mehr als hundert Jahren hat sich die Technologie der Pulvermetallurgie kräftig weiterentwickelt, und eine Vielzahl wichtiger neuer Materialien und Schlüsselprodukte sind kontinuierlich entstanden.zu einer der unentbehrlichen wichtigen Ingenieurstechnologien in der Volkswirtschaft und Wissenschaft und Technologie zu werden.

Merkmale und Vorteile der Pulvermetallurgie

Pulvermetallurgie ist eine Technologie, die Metallpulver (oder eine Mischung aus Metall und Nichtmetallpulver) zur Herstellung von Metallmaterialien verwendet.Verbundwerkstoffe und verschiedene Arten von Erzeugnissen durch Form- und Sinterverfahren als Rohstoff.

Die Pulvermetallurgie hat im Vergleich zum traditionellen Schmelz- und Gießverfahren viele Vorteile: Zum einen kann sie die mögliche Trennung der Bestandteile im Schmelzprozess effektiv vermeiden.,Dabei wird die Verarbeitung von Pulvermetallurgie in der Nähe des Netzes ermöglicht.erheblich den späteren Verarbeitungsprozess und Materialverschwendung reduzierenNach relevanten Datenstatistiken kann die Materialverwendungsrate der durch Pulvermetallurgie hergestellten Teile mehr als 90% erreichen.Während die Materialnutzung der traditionellen Bearbeitungsmethode in der Regel nur 30% -50% beträgt, was nicht nur die Produktionskosten senkt, sondern auch die Produktionseffizienz verbessert und dem Konzept der grünen Entwicklung der modernen verarbeitenden Industrie entspricht.durch Anpassung der Pulverzusammensetzung, Partikelgröße und Zubereitungsprozess, kann die präzise Regelung der Materialeigenschaften realisiert werden, um den Bedürfnissen verschiedener Bereiche für die besonderen Eigenschaften des Materials gerecht zu werden,wie hohe Festigkeit, hohe Härte, hohe Temperaturbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit usw.

Hauptverfahren der Pulvermetallurgie

(I) Pulverherstellung

Mechanische Brechmethode: Verlassen Sie sich auf mechanische Kraft, um Metall oder Legierung zu blockieren, das in Pulver zerbrochen wird, einfache Ausrüstung, geringe Kosten, großer Ertrag, aber die Pulverform ist unregelmäßig,breite Partikelgrößenverteilung, leicht verunreinigt.

Verbrennungsmethode: Die geschmolzene Metallflüssigkeit wird mit einem Hochdruckgas (Stickstoff, Argon) oder einem Hochgeschwindigkeitswasserstrom in kleine Tropfen gesprüht, gekühlt und zu Pulver verfestigt.Gas-Atomisationspulver hat eine hohe kugelförmige Form, gute Flüssigkeit, geeignet für Hochleistungsteile; Wasserparameter mit geringen Kosten, hohem Wirkungsgrad, unregelmäßiger Pulverform,der häufig in gewöhnlichem Stahlpulver und Produkten mit niedrigen Leistungsanforderungen verwendet wird.

Reduktionsmethode: Verwendung von Wasserstoff, Kohlenmonoxid und anderen Reduktionsmitteln zur Reduktion von Metalloxid zu Pulver, hohe Reinheit, hohe Aktivität, hohe Sinteraktivität, Niedertemperaturverdichtung,Aber die Produktion benötigt hohe Temperaturen und eine spezifische Atmosphäre., Ausrüstung große Investition, hohe Kosten.

Elektrolyseverfahren: Elektrolyse von Metallsalzlösung oder geschmolzenem Salz, so dass Metallionen in der Kathode zu Pulver, hoher Reinheit, fein und gleichmäßig, abgefallen sind,für den Bereich der Anforderungen an hohe Reinheit und Partikelgröße geeignet, wie z.B. elektronische Materialien, aber geringe Produktionseffizienz, hoher Energieverbrauch, hohe Kosten.

(2) Formen

Formen: das vorbehandelte Metallpulver in die Form legen, Druckverdichtungsform, Schritte einschließlich Pulver, Pressen, Freisetzen, geeignet für einfache Form, hohe Präzisionsanforderungen an Produkte,wie zum Beispiel FanggeräteDie Vorteile sind einfache Ausrüstung, hohe Effizienz, niedrige Kosten, Massenproduktion; komplexe Produkte sind schwer zu entwerfen und herzustellen, Dichte einheitlichkeit.

Isostatische Druckformung: die Verwendung von flüssiger gleichmäßiger Druckübertragung, die pulverbelastete elastische Form, die Druckformung von Hochdruckbehältern.Der kalte isostatische Druck bei Raumtemperatur eignet sich für Produkte mit komplexer Form und hoher DichteDer thermische isostatische Druck wirkt bei hohen Temperaturen und hohen Druck gleichzeitig bei Hochleistungsmaterial für die Luftfahrt.für große komplexe Produkte geeignetDie Ausrüstung ist teuer, der Zyklus lang und die Kosten hoch.

Spritzgießen: Mischen von Metallpulver und Klebstoff in Spritzgut und Spritzgießmaschine in den Formraum,Es eignet sich für die Herstellung hochpräziser komplexer kleiner Teile wie elektronische KomponentenDie Vorteile sind hohe Formwirksamkeit und Präzision, geeignet für die Massenproduktion; die Auswahl und Entfernung von Klebstoff ist schwierig,und eine unsachgemäße Behandlung beeinträchtigt die Leistungsfähigkeit der Produkte.

(3) Abrechnung

Herkömmliche Sinterung: Erhitzen der Bulle an der geeigneten Temperatur und Atmosphäre (Wasserstoff, Stickstoff, Vakuum usw.), um die Pulverpartikel zu kombinieren und die Dichte und Festigkeit zu verbessern.Wasserstoffatmosphäre zur Entfernung von Verunreinigungen, Stickstoffoxidation, ist das Vakuum für hohe Sauerstoffgehalte geeignet.

Warmdrucksintern: Drucksintern, in der speziellen Ausrüstung, Form mit Graphit und anderen Materialien.und erhalten eine höhere Dichte und Leistung werden häufig bei der Herstellung von Hochleistungskeramik und anderen Materialien verwendet.

Entladungsplasmasinterung (SPS): Erzeugen von Entladungsplasma und Joule-Wärme schnelle Aufheizungssinterung durch Pulsstrom. Es kann Verunreinigungen auf der Oberfläche von Partikeln entfernen, die Oberfläche aktivieren,schnell erwärmen (100-1000°C / min), kann das Getreidewachstum hemmen und wird zur Herstellung von Nanomaterialien verwendet.

Anwendungsbereich der Pulvermetallurgie

(1) Luft- und Raumfahrt

Die Luft- und Raumfahrt hat strenge Anforderungen an die Materialeigenschaften, und die Pulvermetallurgie-Technologie erfüllt diese Anforderungen.Die Superlegierung der Pulvermetallurgie wird zur Herstellung von Schlüsselkomponenten wie Turbinenscheiben und -blättern verwendet, wie die Turbinscheibe des F119-Motors von Pucompany, und in der Pulvermetallurgie wird eine Nickel-basierte Superlegierung verwendet, um die Motorleistung und Zuverlässigkeit zu verbessern.hohe Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit, powder metallurgy titanium alloy is used to manufacture structural parts such as aircraft wing girder and fuselage frame to reduce the weight of aircraft and improve fuel efficiency and flight performance.

(2) Automobilindustrie

Pulvermetallurgie-Teile werden in Automobilmotoren, Getriebe und Bremssystemen weit verbreitet.die hohen Temperaturen und hohem Druck standhalten und die Leistung und Lebensdauer des Motors verbessernDie Übertragungsgetriebe und der Synchronisierer haben eine hohe Präzision und eine gute Festigkeit, ermöglichen einen reibungsloseren Gangwechsel und verbessern die Bremseffizienz mit guter Reibungs- und Verschleißbeständigkeit.und Bremssicherheit.

(3) Der Bereich der elektronischen Information

Mit der Entwicklung der elektronischen Ausrüstung zu kleinen, leichten und leistungsstarken Geräten wird die Pulvermetallurgie-Technologie weiter eingesetzt.Weichmagnetische Pulvermetallurgie-Materialien werden zur Herstellung elektronischer Komponenten wie Transformatoren und Induktoren verwendet; Pulvermetallurgie-Metallmatrixverbundwerkstoffe wie Kupfer-Wolfram und Kupfer-Molybdän werden als Wärmeabbau-Substrat und Verpackungsgehäuse von Hochleistungs-elektronischen Geräten verwendet;Kontaktmaterialien der Pulvermetallurgie werden für elektrische Schalter und Relais verwendet, um ein sicheres Öffnen und Brechen von Schaltkreisen zu gewährleisten.

Fe-Silizium-Nickel-Magnetpulverkern (KNF)

(4) Mechanische Fertigung

Die Technologie der Pulvermetallurgie wird zur Herstellung von Zahnrädern, Lagern und anderen mechanischen Teilen eingesetzt.Pulvermetallurgische Lager sind selbstschmierfähig und verschleißfestBei besonderen Arbeitsbedingungen kann das Öllager eine gute Leistung beibehalten und die Zuverlässigkeit und Lebensdauer der Anlagen verbessern.

(5) Medizintechnik

Bei Implantaten wird Pulvermetallurgie-Titanlegierung zur Herstellung von künstlichen Gelenken usw. verwendet, deren poröse Struktur das Wachstum von Knochenzellen fördern und das Risiko einer Lockerung des Implantats verringern kann.Chirurgische Instrumente werden aus Pulvermetallurgie, Hochgeschwindigkeitsstahl und Edelstahl hergestelltDie Zahnersatzpflanze ist eine sehr komplexe Werkzeugart, mit einer höheren Härte, Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit, und kann auch komplexe Formvorrichtungen herstellen.Bei Zahnimplantaten wird Pulvermetallurgie aus Titan oder Titanlegierung verwendetDie Orthodontie-Behälter verwenden Pulvermetallurgie-Edelstahl oder Nickel-Titan-Legierung, die genau Kraft anwenden kann.

(6) Neuer Energiesektor

In Bezug auf Lithium-Ionen-Batterien,Kathodematerialien wie Lithium-Eisenphosphat und ternäre Materialien, die durch Pulvermetallurgie-Technologie hergestellt werden, können die Energiedichte und die Lade- und Entladeeffizienz von Batterien verbessernIm Bereich der Brennstoffzellen können Metallbipolarplatten, die durch Pulvermetallurgieverfahren hergestellt werden, und Katalysatorträger mit hoher spezifischer Oberfläche die Leistung der Brennstoffzelle verbessern und die Kosten senken.In der Windenergie, können die in der Pulvermetallurgie hergestellten Getriebe, Lager und andere Teile die stabile Leistung in rauen Umgebungen beibehalten und die Lebensdauer der Ausrüstung verlängern.

Fortschritte in der Technologie der Pulvermetallurgie

(1) Fusion der Metallzusatzherstellung (3D-Druck) und der Pulvermetallurgie

In den letzten Jahren hat sich die Technologie der metallischen Additivherstellung rasant weiterentwickelt, und ihre Kombination mit der Pulvermetallurgie hat einen neuen Durchbruch für die Herstellung komplexer Teile gebracht.Durch 3D-Drucktechnologie, kann das Metallpulver direkt angesammelt und Schicht für Schicht geformt werden, um Teile mit komplexer innerer Struktur und personalisiertem Design herzustellen.Diese Technologie reduziert nicht nur Materialverschwendung und Verarbeitungsprozesse, ermöglicht aber auch die Herstellung von schwer zu herstellenden Teilen, wie z. B. komplexen Flugmotorblättern.

(2) Technologie der Nanopulvermetallurgie

Mit der Entwicklung der Nanotechnologie hat sich die Nano-Pulvermetallurgie entwickelt.große Sinterantriebskraft, und kann nanostrukturierte Materialien mit hervorragenden mechanischen, elektrischen und magnetischen Eigenschaften herstellen.Die Nano-Pulver-Metallurgie hat bei der Herstellung von Hochleistungs-Magnetmaterialien bemerkenswerte Fortschritte gemacht., Supraleitermaterialien und hochfeste Legierungen.

(3) Innovationen in der Pulvermetallurgie

Durch das Hinzufügen verschiedener verbesserter Phasen (z. B. Keramikpartikel, Fasern usw.) zum Metallpulver wird das pulvermetallurgische Verbundmaterial mit hervorragender Leistung hergestellt.Diese Verbundwerkstoffe kombinieren die Vorteile von Metall und verbesserter Phase, haben die Eigenschaften hoher Festigkeit, hoher Härte, guter Verschleißfestigkeit, hoher Temperatur und sonstiger Beständigkeit und werden weitgehend in der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie eingesetzt,Maschinenbau und andere BereicheZum Beispiel verbessert das durch die Zugabe von Siliziumkarbidpartikeln an das Aluminiumlegierungspulver hergestellte Aluminiummatrixverbundwerkstoff die Festigkeit und Härte erheblich.bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der Eigenschaften der Aluminiumlegierung mit geringer Dichte.

Im Hinblick auf die Zukunft wird mit dem kontinuierlichen Fortschritt von Wissenschaft und Technologie erwartet, dass die Pulvermetallurgietechnologie in mehr aufstrebenden Bereichen Durchbrüche erzielt.und die Integration mit anderen Spitzentechnologien wird weiter vertieft.In den Bereichen intelligente Fertigung, Quantenmaterialien und biomedizinische Technik,Die Technologie der Pulvermetallurgie hat das Potenzial, leistungsfähige und multifunktionale Materialien und Komponenten zu schaffen., die innovative Lösungen für globale Herausforderungen wie die Energiekrise, den Umweltschutz und die menschliche Gesundheit bieten.Es ist zu erwarten, daß die Technologie der Pulvermetallurgie eine größere Rolle bei der künftigen industriellen Entwicklung und dem sozialen Fortschritt spielen wird..