我們都知道一些常見的金屬成型技術,例如鍛造、鑄造和鈑金成型。但是,您聽說過金屬粉末壓制、粉末冶金壓制、燒結或金屬粉末注射成型嗎?表盤外殼、青銅襯套和手術植入物都由一根普通的金屬粉末繩系在一起。是的,所有這些組件都是使用金屬粉末作為原材料制造的。
金屬粉末是通過一種稱為霧化的技術生產的。金屬粉末與潤滑劑或其他加工助劑混合,現在粉末金屬已進入壓實階段。剛性工具箱、模具或其他壓縮成型機制將壓縮粉末,直到它呈現所需的形狀。也可以將金屬粉末注射成型,使其具有生產所需的形狀。
軸向或等靜壓壓制
將松散的粉末填充到模具中,然后用金屬棒作為活塞進行壓制。這稱為軸向壓實,對于等靜壓,該術語適用于同時在物體的每個表面上均勻加壓的力。這是一個更復雜的操作,需要一個模制的信封并浸入一個不可壓縮的流體桶中。在嚴寒條件下進行時稱為冷等靜壓(CIP),在高溫時稱為熱等靜壓(HIP)。
壓實影響變量
顆粒形狀、粒徑和壓實壓力都會影響壓實過程。平均霧化金屬顆粒相互均勻移動,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。模具的內表面必須盡可能接近無摩擦,模具摩擦會導致尺寸不一致。
無論是從一個方向推動擠壓力還是將細粉均勻地擠壓成一個形狀,擠壓能量都必須以受控且一致的方式機械施加。否則,可能會出現更大的尺寸不一致,例如密度變化。
壓實操作也有點像立體拼圖,有模具部和型芯,還有上下沖頭。當這些零件被壓下時,青銅襯套或其他一些零件就形成了,然后進入燒結階段。
燒結以增強壓實部件
壓實過程完成后,粉末壓塊移至燒結階段。燒結是一種涉及在低于主要成分熔點的溫度下加熱粉末的過程,通常是在保護氣氛中。
燒結可適用于固相和液相兩種相,可分為瞬態液相燒結和液相燒結相。
出現的一個明顯問題是,與傳統制造工藝相比,為什么粉末冶金值得考慮?答案在于粉末冶金的兩大優勢——成本效率和特性。