A metalurgia em pó, como uma antiga e dinâmica tecnologia avançada de preparação e formação de materiais, teve origem na antiga tecnologia de preparação de cerâmica e tecnologia de fabricação de ferro, até 1909,O tungstênio dúctil marcou o advento da era moderna da metalurgia de póDurante mais de cem anos, a tecnologia da metalurgia de pó desenvolveu-se vigorosamente, e uma variedade de novos materiais e produtos-chave importantes surgiram continuamente.tornando-se uma das tecnologias de engenharia indispensáveis na economia nacional e ciência e tecnologia.

Características e vantagens da metalurgia em pó

A metalurgia em pó é uma tecnologia que utiliza pó metálico (ou uma mistura de pó metálico e não metálico) para fabricar materiais metálicos,Materiais compostos e vários tipos de produtos por processos de moldagem e sinterização como matéria-prima.

Em comparação com o processo tradicional de fundição e fundição, a metalurgia em pó tem muitas vantagens.,Por outro lado, a metalurgia em pó pode alcançar uma formação quase líquida,reduzir muito o processo de transformação subsequente e o desperdício de materiaisDe acordo com estatísticas de dados relevantes, a taxa de utilização dos materiais das peças fabricadas por processo de metalurgia em pó pode atingir mais de 90%,enquanto a taxa de utilização do material do método de usinagem tradicional é geralmente de apenas 30% -50%, que não só reduz os custos de produção, mas também melhora a eficiência da produção, e se encaixa no conceito de desenvolvimento verde da indústria transformadora moderna.ajustando a composição do pó, tamanho das partículas e processo de preparação, a regulação precisa das propriedades do material pode ser realizada para satisfazer as necessidades de diferentes campos para as propriedades especiais do material,como a alta resistência, alta dureza, resistência à alta temperatura, resistência à corrosão, etc.

Processo principal do processo de metalurgia de pó

(I) Preparação em pó

Método de esmagamento mecânico: baseia-se na força mecânica para bloquear o metal ou liga quebrado em pó, equipamento simples, baixo custo, grande rendimento, mas a forma do pó é irregular,Distribuição do tamanho das partículas, fácil de introduzir impurezas.

Método de abulação: o líquido metálico fundido é pulverizado com gás de alta pressão (nitrogénio, argónio) ou fluxo de água de alta velocidade em pequenas gotas, resfriado e solidificado em pó.O pó de atomização de gás tem uma forma esférica elevada, boa fluidez, adequado para peças de alto desempenho; método de atomização de água com baixo custo, alta eficiência, forma de pó irregular,que é frequentemente utilizado em pó de aço comum e produtos com baixos requisitos de desempenho.

Método de redução: utilização de hidrogénio, monóxido de carbono e outros agentes redutores para reduzir o óxido metálico em pó, alta pureza, alta atividade, alta atividade de sinterização, compactação a baixa temperatura,Mas a produção requer alta temperatura e atmosfera específica., equipamento grande investimento, alto custo.

Método de eletrólise: eletrólise solução de sal metálica ou sal fundido, de modo que os íons metálicos na precipitação do cátodo em pó, de alta pureza, fino e uniforme,adequado para o campo de requisitos de alta pureza e tamanho de partículas, tais como materiais eletrónicos, mas com baixa eficiência de produção, elevado consumo de energia e elevado custo.

(2) Formação

Moldagem: colocar o pó metálico pré-tratado no molde, moldagem por compactação sob pressão, etapas incluindo o pó, prensagem, liberação, adequado para forma simples, requisitos de alta precisão dos produtos,tais como artesAs vantagens são equipamento simples, alta eficiência, baixo custo, produção em massa; produtos complexos são difíceis de conceber e fabricar, uniformidade de densidade.

Moldagem por pressão isostática: o uso de transmissão de pressão uniforme de líquido, o molde elástico carregado em pó colocou moldagem por pressão de recipiente de alta pressão.A pressão isostática a frio à temperatura ambiente é adequada para produtos com formas complexas e requisitos de alta densidadeA pressão isostática térmica atua simultaneamente a altas temperaturas e a altas pressões para materiais aeroespaciais de alto desempenho.adequado para grandes produtos complexosO equipamento é caro, tem um longo ciclo e um elevado custo.

Moldagem por injecção: mistura de pó metálico e adesivo no material de injecção e máquina de injecção na cavidade do molde,É adequado para a fabricação de peças pequenas complexas de alta precisão, como componentes eletrónicos.As vantagens são a elevada eficiência e precisão de moldagem, adequada para produção em massa; a selecção e a remoção do adesivo são difíceis,e tratamento inadequado afeta o desempenho dos produtos.

(3) Faturamento

Sinterização convencional: aquecer o billete à temperatura e à atmosfera adequadas (hidrogénio, nitrogénio, vácuo, etc.) para combinar as partículas de pó e melhorar a densidade e a resistência.Atmosfera de hidrogénio para remover impurezas, oxidação do azoto, o vácuo é adequado para requisitos de alto teor de oxigénio.

Sinterização a quente: pressão de sinterização, no equipamento especial, molde com grafite e outros materiais.e obtêm maior densidade e desempenho são frequentemente utilizados na preparação de cerâmica de alto desempenho e outros materiais.

Sinterização por plasma de descarga (SPS): gerar plasma de descarga e calor de joule sinterização aquecida rápida por corrente de pulso.aquecimento rápido (100-1000°C / min), de curto prazo (de alguns minutos a alguns minutos), pode inibir o crescimento do grão e é utilizado para preparar nanomateriais.

Área de aplicação da tecnologia da metalurgia em pó

(1) Área aeroespacial

A indústria aeroespacial tem exigências rigorosas no que diz respeito ao desempenho dos materiais, e a tecnologia da metalurgia em pó apenas cumpre os requisitos.A superliga de metalurgia em pó é usada para fabricar componentes-chave, como discos e lâminas de turbinas, como o disco de turbina do motor F119 da Pucompany, e a metalurgia em pó, a superliga à base de níquel é usada para melhorar o desempenho e a confiabilidade do motor.alta resistência e resistência à corrosão, 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) Indústria automóvel

As peças de metalurgia em pó são amplamente utilizadas em motores, transmissões e sistemas de travagem de automóveis.que podem suportar altas temperaturas e altas pressões e melhorar o desempenho e a vida útil do motor■ a engrenagem de transmissão e o sincronizador têm uma elevada precisão e boa resistência, permitem uma mudança de engrenagem mais suave e melhoram a eficiência dos travões, com boa resistência ao atrito e ao desgaste,e segurança dos travões.

(3) O domínio da informação electrónica

Com o desenvolvimento de equipamentos eletrônicos para pequenos, leves e de alto desempenho, a tecnologia de metalurgia em pó é mais amplamente utilizada.Os materiais de metalurgia de pó magnético macio são usados para fabricar componentes eletrônicos, como transformadores e inductoresOs materiais compostos de matriz metálica de metalurgia em pó, tais como cobre-tungsténio e cobre-molibdênio, são utilizados para substrato de dissipação de calor e embalagem de dispositivos eletrônicos de alta potência.Os materiais de contato da metalurgia em pó são utilizados para interruptores e relés elétricos para garantir a abertura e quebra de circuitos seguros.

Núcleo magnético de pó de Fe-sílico-níquel (KNF)

(4) Indústria mecânica

A tecnologia de metalurgia em pó é usada para fabricar engrenagens, rolamentos e outras peças mecânicas.O rolamento da metalurgia em pó é auto-lubrificante e resistente ao desgasteEm condições de trabalho especiais, o rolamento de óleo pode manter um bom desempenho e melhorar a fiabilidade e a vida útil dos equipamentos.

(5) Dispositivos médicos

Em termos de implantes, a liga de titânio de metalurgia em pó é usada para fazer articulações artificiais, etc., cuja estrutura porosa pode promover o crescimento de células ósseas e reduzir o risco de afrouxamento do implante.Instrumentos cirúrgicos são feitos de metalurgia de pó aço de alta velocidade e aço inoxidávelEm materiais dentários, as próteses dentárias possuem boa resistência, tenacidade e estética.Implantes dentários utilizam titânio em metalurgia em pó ou liga de titânioO suporte ortodôntico usa aço inoxidável de metalurgia em pó ou liga de níquel-titânio, que pode aplicar força com precisão.

(6) Novo sector da energia

Em termos de baterias de iões de lítio,Os materiais de cátodo, como o fosfato de ferro de lítio e os materiais ternários preparados pela tecnologia da metalurgia em pó, podem melhorar a densidade de energia e a eficiência de carga e descarga das baterias.No domínio das células de combustível, as placas metálicas bipolares fabricadas por processo de metalurgia em pó e os portadores de catalisadores com elevada superfície específica podem melhorar o desempenho das células de combustível e reduzir os custos.Na geração de energia eólica, as caixas de engrenagens, os rolamentos e outras peças fabricadas pela metalurgia em pó podem manter o desempenho estável no ambiente hostil e prolongar a vida útil do equipamento.

Progresso na tecnologia da metalurgia de pó

(1) Fusão da fabricação de aditivos metálicos (impressão 3D) e da metalurgia de pó

A tecnologia de fabrico de aditivos metálicos desenvolveu-se rapidamente nos últimos anos, e a sua combinação com a metalurgia em pó trouxe um novo avanço para a fabricação de peças complexas.Através da tecnologia de impressão 3D, o pó metálico pode ser directamente acumulado e formado camada por camada para produzir peças com estrutura interna complexa e design personalizado.Esta tecnologia reduz não só o desperdício de materiais e os processos de transformação, mas também permite a fabricação de peças difíceis de fabricar, tais como lâminas complexas de motores aeronáuticos.

(2) Tecnologia da metalurgia de nano-pólvora

Com o desenvolvimento da nanotecnologia, surgiu a tecnologia da metalurgia de nano-pólvora.grande força motriz de sinterização, e pode preparar materiais nanoestruturados com excelentes propriedades mecânicas, eléctricas e magnéticas.A tecnologia da metalurgia de nano-powder fez progressos notáveis na preparação de materiais magnéticos de alto desempenho, materiais supercondutores e ligas de alta resistência.

(3) Inovação dos compósitos da metalurgia em pó

Ao adicionar várias fases melhoradas (como partículas de cerâmica, fibras, etc.) ao pó metálico, é preparado o material composto metalúrgico em pó com excelente desempenho.Estes materiais compostos combinam as vantagens do metal e da fase reforçada, possuem as características de alta resistência, alta dureza, boa resistência ao desgaste, alta temperatura e outra resistência e são amplamente utilizados na indústria aeroespacial, automotiva,engenharia mecânica e outros camposPor exemplo, o material composto de matriz de alumínio preparado pela adição de partículas de carburo de silício ao pó de liga de alumínio melhora significativamente a resistência e a dureza.mantendo as características de baixa densidade da liga de alumínio.

No futuro, com o progresso contínuo da ciência e da tecnologia, espera-se que a tecnologia da metalurgia em pó alcance avanços em mais campos emergentes,e a integração com outras tecnologias de ponta serão aprofundadasNos campos da fabricação inteligente, materiais quânticos e engenharia biomédica,A tecnologia da metalurgia em pó tem o potencial de criar materiais e componentes de mais alto desempenho e multifuncionais, fornecendo soluções inovadoras para desafios globais, como a crise energética, a protecção do ambiente e a saúde humana.Pode-se prever que a tecnologia da metalurgia em pó desempenhará um papel mais importante no futuro desenvolvimento industrial e no progresso social..