Qu'est-ce que le procédé de métallurgie des poudres

Qu'est-ce que le procédé de métallurgie des poudres

1. Vue d'ensemble

Métallurgie des poudresest une technologie de procédé permettant de préparer du métal ou d'utiliser de la poudre métallique (ou un mélange de poudre métallique et de poudre non métallique) comme matière première, de former et de fritter des matériaux métalliques, des matériaux composites et divers produits. La métallurgie des poudres est similaire à la production de céramique, de sorte qu'une série de nouvelles technologies de métallurgie des poudres peuvent également être utilisées pour préparer des matériaux céramiques. En raison des avantages de la technologie de la métallurgie des poudres, elle est devenue la clé pour résoudre le problème des nouveaux matériaux et joue un rôle important dans le développement de nouveaux matériaux.

Situation actuelle et perspectives de développement de la métallurgie des poudres.

L'industrie chinoise de la métallurgie des poudres a connu un développement rapide pendant près de 10 ans, mais il existe encore des lacunes avec ses homologues étrangers dans les aspects suivants : (1) La taille des entreprises est petite et les avantages économiques sont loin de ceux des entreprises étrangères. (2) Les produits sont croisés, les prix entre les entreprises sont bas et la concurrence est féroce. (3) La plupart des entreprises manquent de support technique, de capacités de R&D en arrière, de produits de qualité inférieure et sont difficiles à concurrencer avec les pays étrangers. (4) Manque de réinvestissement et confusion. (5) Augmenter l'équipement technique en arrière et les installations de soutien. (6) Les exportations ont diminué et les circuits commerciaux sont bloqués.

Avec l'accession de la Chine à l'OMC, les lacunes et déficiences susmentionnées seront améliorées. En effet, après l'adhésion de la Chine à l'OMC, le marché s'internationalisera progressivement et le marché de la métallurgie des poudres aura de nouvelles opportunités de se développer. Dans le même temps, avec l'entrée de capitaux et de technologies étrangers, le niveau de la métallurgie des poudres et des technologies connexes sera amélioré et développé.

2, fonctionnalités

La métallurgie des poudres a une composition chimique unique et des propriétés mécaniques et physiques qui ne peuvent être obtenues par les méthodes de coulée traditionnelles. La technologie de la métallurgie des poudres peut être directement utilisée pour fabriquer des matériaux et des produits poreux, semi-denses ou entièrement denses, tels que des roulements à huile, des engrenages, des cames, des tiges de guidage, des outils, etc. Il s'agit d'un processus moins coupant.

(1) La technologie de la métallurgie des poudres peut minimiser la ségrégation de la composition de l'alliage et éliminer la structure de coulée grossière et inégale. Il joue un rôle important dans la préparation de matériaux magnétiques permanents de terres rares hautes performances, de matériaux de stockage d'hydrogène de terres rares, de matériaux luminescents de terres rares, de catalyseurs de terres rares, de matériaux supraconducteurs à haute température et de nouveaux matériaux métalliques (tels que les alliages d'aluminium et de lithium, résistants à la chaleur alliages d'aluminium, alliages haute température, acier inoxydable résistant à la corrosion en poudre, acier rapide en poudre, composés intermétalliques matériaux de structure haute température, etc.).

(2) Une série de matériaux hors équilibre à hautes performances peut être préparée, telle qu'une solution solide amorphe, microcristalline, quasicristalline, nanocristalline et sursaturée. Ces matériaux ont d'excellentes propriétés électriques, magnétiques, optiques et mécaniques.

(3) Une variété de méthodes composites peut être facilement réalisée, en faisant jouer pleinement les caractéristiques respectives de chaque matériau constitutif. Il s'agit d'une technologie à faible coût pour produire des composites à matrice métallique et céramique de haute performance.

(4) Des matériaux et des produits avec des structures et des propriétés spéciales qui ne peuvent pas être produits par des méthodes de fusion ordinaires peuvent être produits, tels que de nouveaux matériaux biologiques poreux, des matériaux de membrane de séparation poreuse, des abrasifs céramiques structuraux à haute performance et des matériaux céramiques fonctionnels.

(5) Il peut réaliser une production de masse en réseau et automatisée et réduire efficacement les ressources de production et la consommation d'énergie.

(6) Il peut tirer pleinement parti du minerai, des résidus, des boues de fabrication de l'acier, de la calamine d'aciérie et de la ferraille recyclée comme matières premières. Il s'agit d'une nouvelle technologie capable de régénérer efficacement et d'utiliser de manière complète les matériaux.

Bon nombre de nos outils d'usinage et de meulage de métaux courants sont fabriqués avec la technologie de la métallurgie des poudres.

3, processus de production de métallurgie des poudres

(1) Production de poudre. Le processus de production de la poudre comprend les étapes de préparation de la poudre, de mélange de la poudre, etc. Des plastifiants tels que l'essence, le caoutchouc ou la paraffine sont généralement ajoutés pour améliorer la formabilité et la plasticité de la poudre.

(2) Formage à la presse. La poudre est pressée à la forme souhaitée à une pression de 500-600 MPa.

(3) Frittage. Elle est réalisée dans un four à haute température ou un four sous vide sous atmosphère protectrice. Le frittage est différent de la fusion des métaux car au moins un élément est encore solide pendant le processus de frittage. Dans le processus de frittage, les particules de poudre deviennent des produits métallurgiques avec une certaine porosité grâce à une série de processus physiques et chimiques tels que la diffusion, la recristallisation, le soudage par fusion, le collage et la dissolution.

(4) Post-traitement. De manière générale, les pièces frittées peuvent être utilisées directement. Cependant, pour certaines pièces avec une précision dimensionnelle élevée, une dureté et une résistance à l'usure élevées, un traitement post-frittage est nécessaire. Le post-traitement comprend le pressage fin, le laminage, l'extrusion, la trempe, la trempe de surface, l'immersion dans l'huile, l'infiltration, etc.

4, application et classification des matériaux de métallurgie des poudres

(1) Application: diverses pièces de métallurgie des poudres (base de fer et base de cuivre), telles que les automobiles, les motos, les machines textiles, les machines à coudre industrielles, les outils électriques, les outils matériels, les appareils électriques et les machines d'ingénierie.

(2) Classification: matériaux poreux de la métallurgie des poudres, matériaux antifriction de la métallurgie des poudres, matériaux de friction de la métallurgie des poudres, pièces structurelles de la métallurgie des poudres, matériaux de moulage de la métallurgie des poudres, matériaux électromagnétiques de la métallurgie des poudres, matériaux haute température de la métallurgie des poudres, etc.

5. Processus et propriétés de la métallurgie des poudres d'or

Pression isostatique

Moulage par injection de métal

Forgeage de poudre

Presse frittage

Propriétés de la poudre

Toutes les caractéristiques de la poudre. Elle comprend : les caractéristiques géométriques de la poudre (granulométrie, surface spécifique, taille et forme des pores, etc.) ; Propriétés chimiques de la poudre (composition chimique, pureté, teneur en oxygène, substances insolubles dans l'acide, etc.) ; Propriétés mécaniques de la poudre (densité apparente, fluidité, formabilité, compressibilité, angle d'empilement et angle de cisaillement, etc.) ; Propriétés physiques et propriétés de surface de la poudre (densité réelle, brillance, absorption des ondes, activité de surface, ze pour cent 26mdashta (pourcentage 26 CCE dil;) Potentiel électrique et magnétisme, etc.). Les propriétés des poudres déterminent souvent dans une large mesure les propriétés des produits de la métallurgie des poudres.

Les propriétés géométriques sont essentiellement la taille et la forme des particules de la poudre.

(1) Granulométrie. Cela affecte le traitement et la formation de la poudre, le retrait dans le processus de frittage et les performances finales du produit. Les propriétés de certains produits de la métallurgie des poudres sont presque directement liées à la taille des particules. Par exemple, la précision de filtration du matériau filtrant peut être déterminée empiriquement en divisant la taille moyenne des particules des particules de poudre d'origine par 10. Les propriétés des produits en carbure cémenté sont étroitement liées aux grains de la phase wc. Afin d'obtenir du carbure cémenté avec une granulométrie plus fine, seules des matières premières wc avec une granulométrie plus fine peuvent être utilisées. La poudre utilisée dans la pratique de production a une taille de particules de centaines de nanomètres à des centaines de microns. Plus la taille des particules est petite, plus l'activité est grande et plus la surface est facile à oxyder et à absorber l'eau. Lorsqu'elle est aussi petite que des centaines de nanomètres, le stockage et le transport de la poudre ne sont pas faciles. Lorsqu'il est petit dans une certaine mesure, l'effet quantique commence à jouer un rôle et ses propriétés physiques changent considérablement. Par exemple, la poudre de fer deviendra une poudre superparamagnétique et le point de fusion diminuera également avec la diminution de la taille des particules.

(2) La forme des particules de la poudre. Cela dépend du mode de préparation de la poudre, telle que la poudre préparée par électrolyse, et les particules sont dendritiques ; Les particules de poudre de fer préparées par la méthode de réduction sont spongieuses ; La poudre sphérique est essentiellement produite par atomisation au gaz. De plus, certaines poudres sont en forme d'œuf, en forme de plat, en forme d'aiguille, en forme d'oignon, etc. La forme des particules de poudre affectera la fluidité et la densité apparente de la poudre. En raison de la liaison mécanique entre les particules, la densité de poudre irrégulière est également élevée, en particulier la densité de poudre dendritique. Cependant, pour les matériaux poreux, les poudres sphériques sont préférées.

Propriétés mécaniques Les propriétés mécaniques des poudres sont les propriétés technologiques des poudres et des paramètres technologiques importants dans le processus de mise en forme par métallurgie des poudres. La masse volumique apparente de la poudre est la base de la méthode de pesée volumique lors du compactage. La fluidité de la poudre détermine la vitesse de remplissage de la poudre jusqu'au moule et la capacité de production de la presse. La compressibilité de la poudre détermine la difficulté du processus de pressage et la pression appliquée. La formabilité de la poudre détermine la résistance de la billette.

Les propriétés chimiques dépendent principalement de la pureté chimique des matières premières et de la méthode de broyage. Une teneur en oxygène plus élevée réduira la compactabilité, la résistance compacte et les propriétés mécaniques des produits frittés, il existe donc certaines dispositions dans la plupart des conditions techniques de la métallurgie des poudres. Par exemple, la teneur en oxygène autorisée de la poudre est de 0,2 % ~1,5 % , ce qui équivaut à une teneur en oxyde de 1 % ~10 % .

6, perspectives de développement de l'industrie de la métallurgie des poudres

Ces dernières années, grâce à l'introduction continue de technologies étrangères et au développement et à l'innovation indépendants, l'industrie et la technologie chinoises de la métallurgie des poudres montrent une tendance de développement rapide. C'est l'une des industries en développement rapide de l'industrie chinoise des pièces de machines générales, la valeur de la production annuelle de l'industrie nationale de la métallurgie des poudres augmentant de 35 %.

L'industrie manufacturière mondiale accélère son transfert vers la Chine. Le développement rapide de l'industrie automobile, de l'industrie de la fabrication de machines, de l'industrie métallurgique, de l'aérospatiale, des instruments et des compteurs, des outils matériels, des machines d'ingénierie, des appareils électroniques et des industries de haute technologie a apporté de rares opportunités de développement et un immense marché à l'industrie de la métallurgie des poudres. En outre, l'industrie de la métallurgie des poudres a été répertoriée comme un projet prioritaire pour la Chine afin de développer et d'encourager les investissements étrangers, avec de larges perspectives de développement.