شنبه , ۱۳ آذر ۱۳۹۵
دانلود رایگان نرم افزار آنالیز تصویر + فیلم آموزشی
Iron_powder

متالورژی پودر

متالورژی پودر

ارسال شده توسط : حدیثه رستگاریان

مقدمه:
متالورژی پودر روشی برای ساخت و تولید قطعات فلزی و سرامیک است که اساس آن بر فشردن پودر مواد به شکل مورد نظر و تف جوشی آن است. تف جوشی در درجه حرارتی زیر نقطه ذوب صورت می پذیرد.
متالورژی پودر بخشی کوچک ولی بسیار مهم از صنایع فلزگری می باشد. اولین کاربرد متالورژی پودر برایتولید پلاتین با دانسیته کامل بود که در قرن ۹۱ میلادی صورت گرفت چون در آن زمان امکان ذوب پلاتینبه دلیل نقطه ذوب بالا وجود نداشت. در اوایل قرن بیستم فلزهای دیر گدازی مانند تنگستن، مولیبدن توسط روش متالورژی پودر شکل داده شدند. کاربیدهای سمانیت و یاتاقانهای برنزی متخلخل نسل بعدی قطعات متالورژی پودر بودند. به این صورت قطعات متالورژی پودر در انواع صنایع مانند لوازم خانگی، اسباب بازی سازی و الکترونیک کاربرد پیدا نمود. آخرین کاربردهای قطعات متالورژی پودر در صنایع خودرو سازی بود که موازی با رشد صنایع اتومبیل سازی رشد نمود به صورتی که امروزه بقای صنعت متالورژی پودر در کشورهای صنعتی بسیار وابسته به صنعت خودرو سازی می باشد.
در سال های ۱۹۶۰-۱۹۵۰ روشهای نوین مانند پرس پودر و ایزو استالیک گرم در صنعت متالورژی پودر بکار گرفته شد. این روشها با تولید قطعات با دانسیته بالا توان رقابتی قطعات متالورژی پودر را افزایش دادند .گرچه روش متالورژی پودر امکانات ویژه ای را جهت تولید بعضی قطعات خاص فراهم ساخته است، که تولیدآنها از طریق روشهای دیگر غیر ممکن یا بسیار مشکل می باشد ولی زمینه هایی که باعث فراگیر شدن استفاده از این روش گردیده است، عبارت اند از :
• زمینه های اقتصادی
• بهره وری انرژی
• انطباق زیست محیطی
• ضایعات بسیار پائین
متالورژی پودر تکنولوژیی است، پویا. در طول سالها عوامل موثر بر این فن آوری بهبود داده شده اند به علاوه،تولید آلیاژهایی جدید و مستحکم تر وفرآیندهای تولید قطعات با دانسیته بالا مانند Warm compaction ،ایزو استالیک گرم، فرج پودر، extrusion ، Powders rolling ،Incretion moundingPowdersهمراه باکنترل عالی بر زیر همچنین خصوصیت ساختار ذاتی فن آوری متالورژی پودر در تولید مواد مرکب، امکان ساخت محصولاتی از مواد ویژه و سنتی را در طیف و تولیدی و هم چنین گران بودن ابزار و تجهیزات تولید که ظرفیتهای تولید کم را غیر اقتصادی می نماید، از نقاط ضعف این فن آوری در رقابت با دیگر فرآیندهای تولید است. توجیه استفاده از روش متالورژی پودر بر اساس تیراژ تولید می باشد. این امر در استفاده از متالورژی پودر در صنایع اتومبیل سازی از اهمیت ویژه ای برخوردار است.
با وجود اینکه از نظر تاریخی متالورژی پودر از قدیمی ترین روشهای شکل دادن فلزات است، اما تولید در مقیاس تجارتی با این روش، از جدیدترین راه های تولید قطعات فلزی است. در دوران باستان از روشهای متالورژی پودر برای شکل دادن فلزاتی با نقطه ذوب بالاتر از آنچه در آن زمان داشتند، استفاده می شد. اولین بار در اوایل قرن نوزدهم بود که پودر فلزات با روشی مشابه آنچه امروزه بکار می رود، با متراکم نمودن به صورت یکپارچه در آورده شد .
متالورژی پودر فرایند قالب گیری قطعات فلزی از پودر فلز توسط اعمال فشارهای بالا می باشد. پس از عمل فشردن و تراکم پودرهای فلزی، عمل تف جوشی در دمای بالا در یک اتمسفر کنترل شده، انجام پذیرفته که در آن فلز متراکم، جوش خورده و به صورت

ساختمان همگن محکمی پیوند می خورد. با توجه به گفته های بالا تکنیک برتر در متالورژی پودر از mim می توان نام برد. در روش MIM قطعاتی که تحت اعمال فشار شکل پذیر نیستند، به صورت تزریق پودرو پلیمر شکل می گیرد .
• متالورژی چیست ؟

علم شناخت، استخراج و هنر کار روی فلزات را متالورژی می گویند. این علم جداسازی مواد معدنی از سنگ معدن ، ذوب ، تصفیه و تولید شمش ، بهبود خواص و تهیه آلیاژها و فن کار بر روی فلزات و شکل دادن آنها را دربر می گیرد.
مقدمه از زمانی که انسان فلز را شناخت، متالورژی را به عنوان یک هنر فرا گرفت. صنعت متالورژی از دیر باز در جهان به عنوان یک صنعت مادر شناخته شده و با پیشرفت های روز افزون تکنولوژی نقش آن اشکار می گردد. تحقیقات باستان شناسی نشان می دهند که اولین اقوامی که موفق به کشف و استفاده از آن شدند،ساکنان فلات ایران بودند. با در نظر گرفتن این سابقه کهن، همچنین نقش روز افزون فلزات در زندگی بشر و وجود معادن غنی متعدد در ایران، شایسته است که دست اندرکاران صنعت متالورژی در شناسایی این رشته و افزایش آگاهی عمومی در این زمینه کوشا باشند.
تاریخچه دوره فلزات بعد از عصر حجر و از حدود هفت هزار سال قبل از هجرت آغاز شده است. شاید مس اولین فلزی است که بطور خالص و طبیعی و جدا از مواد معدنی مورد استفاده بشر قرار گرفته است. انواع سنگهای مس از ظاهری فلزی با رنگهای مختلف مانند نیلی، لاجوردی، سبز، طلایی و سرخ برخوردار می باشند. این امر میتواند یکی از عوامل توجه بشر اولیه به ترکیبات حاوی مس باشد.

برخی معتقدند که گویا اولین بار ذرات طلا که در کنار ماسه های کنار رودخانه ها پراکنده بودند، توسط بشر شناسایی شدند. مصریان و شاید هندیان بیشتر از سایر ملل در استخراج طلا از سنگهای آن توفیق داشتند، اما در ایران از دوره هخامنشی، آثار متعددی از طلا و نقره خصوصا در کنار رود جیحون و در شهر همدان کشف شده است. با گذشت زمان فلزات دیگری مانند نقره، سرب، آنتیموان و قلع نیز کشف شدند و بشر توانست با استفاده از آتش، ذوب فلزات را تجربه نموده و آلیاژهای مختلف را بدست آورد. به عنوان مثال از مخلوط کردن قلع و مس، مفرغ بدست آمد و به این ترتیب عصر مفرغ شروع شد.
روشهای تولید مصنوعات فلزی ریخته گری ریخته گری عبارت از شکل دادن فلزات و آلیاژها از طریق ذوب ،ریختن مذاب در محفظه ای بنام قالب و آنگاه سرد کردن و انجماد آن مطابق شکل محفظه قالب می باشد. این روش قدیمی ترین فرآیند شناخته شده برای بدست آوردن شکل مطلوب فلزات است. اولین کوره های ریخته گری از خاک رس ساخته شده که لایه هایی از مس و چوب به تناوب در آن چیده شده است و برای هوا دادن از فوتک بزرگی استفاده می کردند.
• متالورژی پودر چیست ؟

متالورژی پودر روشی برای ساخت و تولید قطعات فلزی و سرامیک است که اساس آن بر فشردن پودر مواد
به شکل مورد نظر و تف جوشی آن است. تف جوشی در درجه حرارتی زیر نقطه ذوب صورت می پذیرد.
متالورژی پودر شیوه ای نوین برای شکل دهی فلزات است و از جمله قابلیت های آن تبدیل مستقیم پودر به قطعات دارای شکل و ابعاد نهایی است. نگرش متالورژی پودر به قطعه سازی با روش های سنتی تولید قطعات متفاوت بوده و در این تکنولوژی توزیع فازها و ریزساختارها قابل کنترل می باشد. دامنه استفاده از متالورژی پودر بسیار گسترده بوده و در این رابطه کافی است به زمینه هایی چون تولید رشته های لامپ، بوشهای خود روانساز، متعلقات گیربکس اتومبیل.اتصالات الکتریکی ، المانهای سوخت نیروگاههای هسته ای، اجزاء ترمیمی ارتوپدی، صافی های دما بالا، مواد ضدسایش، اشاره شود.

• صنعت متالورژی پودر :
متالورژی پودر P/M یک روش بسیار پیشرفته برای تولید قطعات آهنی و غیرآهنی با قابلیت اعتماد بالاست.
با مخلوط کردن پودرهای عناصر و یا آلیاژهای مختلف و سپس فشرده کردن آنها در یک قالب بوسیله پرس،
شکل نهایی قطعه بدست می آید. در مرحله بعد، این قطعه خام در یک کوره مخصوص با اتمسفر کنترل شونده گرما داده می شود(یا به اصطلاح سینتر می شود)و به این ترتیب ذرات پودر به هم می چسبند. از آنجا که در این فرآیند هیچ براده ای تولید نمی شود، در قطعه نهایی بیش از۱۹ % مواد خام اولیه مورد استفاده قرار می گیرد. به همین خاطر در متالورژی پودر صرفه جویی زیادی در مصرف انرژی و مواد اولیه صورت میگیرد.فرآیند متالورژی پودر یک فرآیند کم هزینه در تولید قطعات ساده و یا پیچیده در تعداد چندصدتایی تا چندهزارتایی در ساعت، با ابعادی با دقت بالاست.
در نتیجه در بدترین حالت، یک فرآیند ماشینکاری جزئی بر روی قطعه مورد احتیاج است. همچنین قطعات تولید شده ممکن است تحت عملیات سایزینگ( Sizing) برای دقیق تر کردن ابعاد و کوینینگ( Coining)برای دقیق تر کردن ابعاد، افزایش چگالی و استحکام قطعه قرار بگیرد.بیشتر قطعات تولید شده بوسیله متالورژی پودر کمتر از ۱.۲ کیلوگرم ۵) پوند( وزن دارند، اگرچه می توان قطعاتی با وزن ۱۱ کیلوگرم (۲۵پوند( را هم بوسیله ماشین آلات متعارف متالورژی پودر تولید کرد. بسیاری از
قطعات اولیه ای که بوسیله متالورژی پودر تولید می شدند، مانند بوش ها و یاتاقان ها، شکل های ساده ای داشتند، اما امروزه به دلایل اقتصادی بیشتر قطعات چند سطحی و با کانتورهای پیچیده به کمک فرآیند متالورژی پودر تولید می شوند.
• روش های تولید پودر:

پودر فلزی را میتوان ذرات فلزی یا آلیاژی با اندازه یک تا هزار میکرون تعریف کرد.این ذرات مکمن است به صورت کروی،ورقه ای ویا شکل های بی قاعده باشند .پودرهای فلزی تهیه شده به روش های مختلف ،پس از تولید همواره تحت عملیات تکمیلی مانند: غربالکردن،تمیزکاری،آنیلینگ،مخلوط کردن و … قرار می گیرند و سپس استفاده می شوند.روش های تولید پودر های فلزی را می توان به سه گروه مجزا طبقه بندی کرد که هر گروه شامل چند روش است .
۱)روش های فیزیکی
۲) روش های شیمیایی
۳)روش های مکانیکی
روش های فیزیکی تولید پودر های فلزی (اتمیزه کردن):
بیشترین و مهمترین روش مورد استفاده برای تولید پودر فلزی،اتمیزه کرن است. تقریبا پودر تمام فلزاتی که امکان ذوب کردن آن ها وجود ندارد از این طریق تولید می شود . اتمیزه کردن را می توان به طورساده به متلاشی کردن مذاب به قطرات ریز تعریف کرد.این قطرات در محیط خنک (مایع ، گاز در بعضی موارد سطح جامد عامل منجمد کننده است).منجمد و پودر فلزی به این طریق تولید می گردد.

روش های شیمیایی تولید پودر های فلزی :
در روش های شیمیایی ،خواص پودر های فلزی قابلیت تغییر خوبی دارند ،تنوع زیاد متغیرها و عوامل تولید در این روش های ،موجب کنترل دقیق اندازه و شکل ذرات پودر می گردد.

روش های مکانیکی تولید پودرهای فلزی:
درتولید پودر به روش های مکانیکی چهار سازوکار ضربه. سایش. برش و تراکم بکار گرفته میشود.

• امکانات فرایند متالورژی پودر

فرایند متالورژی پودر را به اختصار میتوان روش قطعه سازی با فشردن (پرس کردن ) آمیزه های پودری مناسب وتفجوشی قطعه حاصل از فشردن تعریف کرد.
در این فرایند قطعاتی با شکل ، اندازه و ویژگیها ی مورد نظر و دربیشتر موارد بدون نیاز به انجام عملیات تکمیلی تولید میشود ، بنابراین میتوان آن را فرایندی جامع دانست زیرا با مواد اولیه به شکل پودرآغاز و به قطعه تفجوش شده مورد نظر منتهی میشود . در مقایسه باروشهای دیگر قطعه سازی، روش متالورژی پودر ، امکانات
ویژه ای دارد که برجسته ترین آنها به شرح زیر است:

۱ -به کار گیری عناصر آلیاژ نشدنی:

برخی فلزات که آلیاژ آنها از ویژگیهای منحصر به فردی برخورداراست ولی تولید آنها در فاز مذاب ( ریخته گری) غیر ممکن است با به کارگیری متالورژی پودر قابل تولیدند . این فلزات عناصر مخلوط نشدنی نامیده میشوند
از جمله این مواد میتوان به آلیاژ نقره نیکل اشاره کرد که برای ساخت کنتاکتهای کلیدهای برق ورله ها به کارگرفته میشود . ویژگی آلیاژ یاد شده این است که مقاومت سایشی وهدایت الکتریکی زیاد مورد نظر در کنتاکتها را داراست . قابلیت نخست از وجود نیکل ودومی از هدایت الکتریکی بسیار چشمگیر نقره ناشی میشود
۲- به کارگیری مخلوط های فلزی و غیر فلزی:

از این و یژگی برای ساختن کلاچ وترمز بهره گیری میشود . سطح آنها باید قابلیت تحمل دماها ی زیاد را داشته ، همچنین در برابر سایش مقاوم باشد . این ویژگی دو گانه با درهم آ میزی مخلوطی از پودر مس وقلع به عنوان همگیر (ملاط ) بامخلوطی از پودرها ی سرب ، آهن ، اکسید سیلیسیم و گرافیت ، که نقش ضد نقش ضد سایش را دارند ، قابل دسترسی است .

۳-ساخت قطعات خود روغنکار :

قطعات خود روغنکار از جمله قطعا تی هستند که ساخت آنها تنها با روش متالورژی پودر امکانپذیر ، و اساس کار آنها وجود شبکه ای از منافذ پیوسته در اسکلت قطعه است برای تولید اینگونه قطعات ، آمیزه پودری مناسب با میزان معین ماده منفذزا مخلوط میشود. تخلخل قطعه به میزان این ماده ، دانه بندی پودر و همچنین فشار شکل دهی بستگی دارد وتفجوشی قطعه به همراه ایجاد ویژگی مکانیکی مورد نظر ، تبخیر ماده منفذزا ایجاد شبکه ای از منافذ پیوسته را به همراه خواهد داشت.
این روش تولید برای ساخت بوشها ی خود روغنکار ، مورد استفاده قرار می گیرد . قطعات پس از تفجوشی با روغن اشباع شده و در حین کار عمل روغنکار ی سطوح تماس با روغن تزریق شده در قطعه عملی می گردد.
۴-بهره گیری از فلزات دیر گداز:

فلزاتی که ریخته گری آنها به دلیل نقطه ذوب ز یاد با اشکال روبروست ، با روش متالورژی پودر شکل داده میشود : بهترین مثال در این مورد ساخت رشته ها ی لامپ روشنا یی است . این رشته ها باید دارای نقطه ذوب و و یژگیهای الکتر یکی مناسب باشد . مناسبترین ماده برای ساخت آنها تنگستن با نقطه ذوب ی در حدود ۳۴۰۰ درجه
سانتی گراد است . پودر تنگستن نخست با روش متالورژی پودر به شکل شمش درآمده ، سپس به روشها ی آهنگری و کشش سیم به رشته مورد نظر تبدیل میشود .

۵-صرفه جویی در مصرف مواد اولیه و هزینه های تولید :

با روش متالورژی پودر می توان قطعات فلزی را با تلرانسها ی دقیق در اندازه ابعاد ، تولید نمود . بنابراین قطعات تولید شده با این روش ، معمولا نیاز به ماشین کاری ندارد و از ا ین رو ضایعات مواد اولیه در مقایسه با روشهای دیگر بسیار ناچیز است. .
اگر چه قیمت پودر در مقا یسه با مواد اول یه مورد استفاده در روشهای دیگر بیشتر، و هزینه سرمایه گذاری برای ابزارهای شکل دهی نیز نسبتا زیاد است ، ولی حذف هزینه های ماشین کاری ، سرعت تولید و صرفه جویی در مواد وانرژی با عث می شود که قیمت تمام شده واحد محصول در مواردی که تعداد قطعه از میزان معینی بیشتر است ،
نسبت به سایر روشها کمتر باشد .

• منابع و مآخذ:

۱-h-Daneshmand.ir
۲-metallargy.parsiblog.com
۳-www.metalsss.blogfa.com

درخواست انجام پروژه آنالیز تصویر

همچنین ببینید

152647

تشکیل فریت فوق ظریف (UFF) درفولاد فریتی – پرلیتی با کارسرد و آنیل

با توجه به استفاده گسترده فولادهای فریتی – پرلیتی درکاربردهای صنعتی بهینه سازی خواص آنها …

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

Time limit is exhausted. Please reload the CAPTCHA.