분말야금이란?

분말야금이란?

분말야금이란 금속분말을 만들거나 금속분말(또는 금속분말과 비금속분말의 혼합물)을 원료로 성형, 소결하여 금속재료, 복합재료 및 각종 제품을 제조하는 공정기술이다. 분말 야금법은 분말 소결 기술에 속하는 도자기 생산과 유사합니다. 따라서 일련의 새로운 분말 야금 기술을 세라믹 재료 준비에 사용할 수도 있습니다. 분말 야금 기술의 장점으로 인해 신소재 문제를 해결하는 열쇠가되었으며 신소재 개발에 결정적인 역할을합니다.

분말 야금에는 분말 제조 및 제품이 포함됩니다. 그 중 분쇄는 주로 야금 공정으로 단어와 일치합니다. 분말 야금 제품은 종종 재료 및 야금의 범위를 훨씬 넘어서고 종종 학제간(재료 및 야금, 기계 및 기계 등) 기술입니다. 특히, 현대 금속 분말 3D 프린팅은 기계 공학, CAD, 리버스 엔지니어링 기술, 적층 제조 기술, 수치 제어 기술, 재료 과학 및 레이저 기술을 통합하여 분말 야금 제품 기술을 더 많은 분야에 걸쳐 현대적인 종합 기술로 만듭니다.

분말 야금 사출 성형 부품의 Zhongwei 정밀 생산

공지사항 정의

분말야금은 금속분말을 만들거나 금속분말(또는 금속분말과 비금속분말의 혼합물)을 원료로 성형, 소결하여 금속재료, 복합재료 및 각종 제품을 생산하는 산업기술이다. 분말 야금 기술은 운송, 기계, 전자, 항공 우주, 무기, 생물학, 신 에너지, 정보 및 원자력 산업에서 널리 사용되어 왔으며 신소재 과학의 가장 역동적 인 분야 중 하나가되었습니다. 분말 야금 기술은 상당한 에너지 절약, 재료 절약, 우수한 성능, 높은 제품 정확도 및 우수한 안정성과 같은 일련의 장점을 가지고 있으며 대량 생산에 매우 적합합니다. 또한 기존의 주조법과 기계가공법으로는 만들 수 없는 일부 재료와 복잡한 부품도 분말야금 기술로 제조할 수 있어 업계에서 주목받고 있다.

넓은분말 야금제품 산업에는 철석 도구, 경합금, 자성 재료 및 분말 야금 제품이 포함됩니다. 분말 야금 제품 산업의 좁은 의미는 분말 야금 부품 (대부분을 차지함), 오일 베어링 및 금속 사출 성형 제품을 포함한 분말 야금 제품만을 나타냅니다.

특집 방송

분말 야금은 전통적인 용융 및 주조 방법으로 얻을 수없는 독특한 화학 조성과 기계적 및 물리적 특성을 가지고 있습니다. 분말 야금 기술은 오일 베어링 베어링, 기어, 캠, 가이드 로드, 도구 등과 같은 다공성, 반 밀도 또는 완전 밀도 재료 및 제품을 직접 생산하는 데 사용할 수 있습니다. 일종의 절삭 기술입니다.

(1) 분말 야금 기술은 합금 조성 분리를 최소화하고 거칠고 고르지 않은 주조 구조를 제거할 수 있습니다. 고성능 희토류 영구자석 재료, 희토류 수소 저장 재료, 희토류 발광 재료, 희토류 촉매, 고온 초전도 재료, ​​새로운 금속 재료(예: Al Li 합금, 내열 Al 합금, 초합금, 분말 부식 방지 스테인리스강, 분말 고속강, 금속간 화합물 고온 구조 재료 등).

(2) 비정질, 미세결정질, 준결정질, 나노결정질 및 과포화 고용체와 같은 일련의 고성능 비평형 물질을 제조할 수 있습니다. 이 재료는 우수한 전기적, 자기적, 광학적 및 기계적 특성을 가지고 있습니다.

(3) 여러 유형의 복합재를 쉽게 구현할 수 있으며 각 구성 재료의 개별 특성을 최대한 활용할 수 있습니다. 고성능 금속 매트릭스 및 세라믹 복합재를 생산하는 저비용 기술입니다.

(4) 새로운 다공성 생물학적 물질, 다공성 분리막 물질, 고성능 구조 세라믹 연마재 및 기능성 세라믹 물질과 같은 일반적인 제련 방법으로는 생산할 수 없는 특수한 구조 및 특성을 갖는 재료 및 제품을 생산할 수 있습니다.

(5) 거의 순 형성 및 자동 배치 생산을 실현할 수 있으므로 생산 자원과 에너지 소비를 효과적으로 줄일 수 있습니다.

(6) 광석, 광미, 제강 슬러지, 철강 압연 스케일 및 폐금속 재활용을 원료로 최대한 활용할 수 있습니다. 재료를 효과적으로 재생하고 종합적으로 활용할 수 있는 신기술입니다.

우리의 일반적인 가공 도구 및 하드웨어 연마재의 대부분은 분말 야금 기술로 만들어집니다.

준비 방법 방송

(1) 분말을 생성합니다. 분말의 제조 공정은 분말 준비, 분말 혼합 등의 단계를 포함합니다. 분말의 성형성 및 가소성을 향상시키기 위해 일반적으로 엔진 오일, 고무 또는 파라핀과 같은 가소제를 첨가합니다.

(2) 프레스 성형. 분말은 15-600MPa의 압력으로 원하는 모양으로 압축됩니다.

(3) 소결. 그것은 보호 분위기의 고온로 또는 진공로에서 수행되어야합니다. 소결은 금속 용해와 다릅니다. 적어도 하나의 요소는 소결 중에 여전히 고체 상태입니다. 소결하는 동안 분말 입자는 확산, 재결정화, 융합 용접, 결합, 용해 등과 같은 일련의 물리적 및 화학적 공정을 통해 특정 다공성을 갖는 야금 제품이됩니다.

(4) 사후 처리. 일반적으로 소결 부품을 직접 사용할 수 있습니다. 그러나 치수 정확도, 경도 및 내마모성이 높은 일부 부품의 경우 소결 후 처리도 필요합니다. 후처리에는 미세 프레스, 압연, 압출, 담금질, 표면 담금질, 오일 침지 및 침투가 포함됩니다.

분말의 제조 방법

분말 준비는 분말 야금의 첫 번째 단계입니다. 분말 야금 재료 및 제품이 지속적으로 증가하고 품질이 지속적으로 향상됨에 따라 점점 더 많은 유형의 분말을 제공해야 합니다. 예를 들어, 재료 범위에서 금속 분말뿐만 아니라 합금 분말 및 금속 화합물 분말도 사용됩니다. 분말 형태의 관점에서 다양한 형태의 분말을 사용하는 것이 요구된다. 예를 들어, 필터가 생성될 때 분말을 형성해야 합니다. 분말 입자 크기의 관점에서 다양한 입자 크기를 갖는 분말은 5{3}}0~1000미크론의 조대 입자 크기와 0.5미크론 미만의 초미세 입자 크기를 가져야 합니다.

분말에 대한 다양한 요구 사항을 충족시키기 위해 분말을 생산하는 다양한 방법도 있습니다. 이러한 방법은 금속, 합금 또는 금속 화합물을 고체, 액체 또는 기체 상태의 분말 상태로 변환하는 것에 지나지 않습니다. 다양한 방법으로 제조된 분말 및 분말을 제조하는 다양한 방법.

금속 및 합금 또는 금속 화합물을 고체 상태의 분말로 전환하는 방법은 다음과 같습니다.

(1) 기계적 분쇄 방법 및 전기 화학적 부식 방법은 고체 금속 및 합금으로부터 금속 및 합금 분말을 제조하는 데 사용됩니다.

(2) 고체 금속 산화물 및 염으로부터 금속 및 합금 분말을 제조하기 위한 환원 방법 금속 및 합금 분말, 금속 산화물 및 비금속 분말로부터 금속 화합물 분말을 제조하기 위한 환원 화학적 방법

금속 및 합금 또는 금속 화합물을 액체 상태의 분말로 전환하는 방법은 다음을 포함합니다.

(1) 미립화에 의한 액체 금속 및 합금으로부터 합금 분말의 제조

(2) 금속염 용액 대체 및 환원으로부터 금속 합금 및 코팅 분말을 제조하기 위한 치환법 및 용액 수소 환원법이 있다. 용융 금속염으로부터 침전시켜 금속 분말을 제조하는 방법은 용융염 숙성법; 금속욕법은 보조금속욕에서 금속화합물 분말을 분리하는데 사용된다.

(3) 금속염 용액으로부터 전기분해에 의해 금속 및 합금 분말을 제조하는 수용액 전기분해 방법; 용융염 전기분해법은 용융금속염 전기분해로부터 금속 및 금속화합물 분말을 제조하는데 사용된다.

금속 또는 금속 화합물을 기체 상태의 분말로 전환시키는 방법:

(1) 증기 응축 방법은 금속 증기 응축에서 금속 분말을 생산하는 데 사용됩니다.

(2) 기체 금속 탄소계 재료로부터 탄소계 재료의 열분해로 금속, 합금 및 코팅된 분말 생성

(3) 금속, 합금 분말 및 금속, 기체 금속 할로겐화물로부터 합금 코팅을 제조하기 위한 기체 수소 환원 방법; 화학 기상 증착 방법은 기체 금속 할로겐화물 증착으로부터 금속 화합물 분말 및 코팅을 제조하는 데 사용됩니다.

그러나 공정의 본질에서 기존의 분쇄 방법은 일반적으로 기계적 방법과 물리적 화학적 방법의 두 가지 범주로 요약 될 수 있습니다. 기계적 방법은 원자재를 기계적 분쇄하는 기술 과정이지만 화학 성분은 기본적으로 변하지 않습니다. 물리화학적 방법은 화학적 또는 물리적 효과의 도움으로 원료의 화학적 조성이나 응집 상태를 변화시켜 분말을 얻는 공정입니다. 많은 분말 생산 ​​방법은 산업 규모이며 Hans reduction 방법, 분무 방법 및 기상 증착 방법 및 액체 증착 방법과 같은 전기 분해 방법과 같이 가장 널리 사용되는 방법 중 일부도 특수 응용 분야에서 중요합니다. [1]

분말 야금 공정의 기본 공정은 다음과 같습니다.

1. 원료 분말의 준비. 기존의 분쇄 방법은 크게 기계적 방법과 물리화학적 방법으로 나눌 수 있다. 기계적 방법은 기계적 분쇄 및 분무로 나눌 수 있습니다. 물리화학적 방법은 전기화학적 부식법, 환원법, 화학적 방법, 환원화학적 방법, 증착법, 액체 증착법 및 전기분해법으로 나눌 수 있다. 그 중 환원법, 분무법, 전기분해법이 가장 널리 사용된다.

2. 분말을 원하는 모양의 빌렛으로 성형합니다. 성형의 목적은 성형체를 일정한 모양과 크기로 만들어 일정한 밀도와 강도를 갖도록 하는 것입니다. 성형 방법은 기본적으로 압력 성형과 비압착 성형으로 구분됩니다. 압축 성형은 압력 성형에서 가장 널리 사용됩니다. 또한 3D 프린팅 기술을 사용하여 배아 블록을 만들 수 있습니다.

3. 빌릿의 소결. 소결은 분말 야금의 핵심 공정입니다. 성형된 성형체는 소결을 통해 필요한 최종 물리적 및 기계적 특성을 얻을 수 있습니다. 소결은 단위계 소결과 다원소계 소결로 나눌 수 있다. 단일 시스템 및 다성분 시스템의 고체 상태 소결의 경우 소결 온도는 사용된 금속 및 합금의 융점보다 낮습니다. 다성분 시스템의 액상 소결의 경우, 소결 온도는 일반적으로 내화 성분의 융점보다 낮지만 가용성 성분의 융점보다는 높습니다. 일반적인 소결 외에도 느슨한 소결, 용융 침출, 열간 압착 등과 같은 특수 소결 공정도 있습니다.

4. 제품의 사후 처리. 소결 후 처리는 다양한 제품 요구 사항에 따라 다양한 방법을 채택할 수 있습니다. 마무리, 오일 침지, 가공, 열처리 및 전기 도금과 같은. 또한, 최근에는 압연 및 단조와 같은 일부 새로운 공정도 소결 P/M 재료의 가공에 적용되어 만족스러운 결과를 얻었습니다.

분말의 성질

분말의 모든 특성에 대한 일반 용어입니다. 여기에는 다음이 포함됩니다. 분말의 기하학적 특성(입자 크기, 비표면적, 기공 크기 및 모양 등); 분말의 화학적 특성(화학적 조성, 순도, 산소 함량, 산 불용성 물질 등); 분말의 기계적 특성(느슨한 밀도, 유동성, 성형성, 압축성, 적층 각도, 전단 각도 등); 분말의 물리적 특성 및 표면 특성(진정밀도, 광택, 파동 흡수, 표면 활성, ze 퍼센트 26mdash, ta(퍼센트 26ccedil;) 전위, 자기 등). 분말 특성은 종종 분말 야금 제품의 특성을 크게 결정합니다.

가장 기본적인 기하학적 특성은 분말의 입자 크기와 모양입니다.

(1) 입자 크기. 이는 분말의 가공 및 성형, 소결 중 수축 및 제품의 최종 성능에 영향을 미칩니다. 일부 분말 야금 제품의 성능은 입자 크기와 거의 직접적인 관련이 있습니다. 예를 들어, 필터 재료의 필터링 정확도는 원래 분말 입자의 평균 입자 크기를 10으로 나누어 경험적으로 얻을 수 있습니다. 초경합금 제품의 특성은 wc 상의 입자 크기와 밀접한 관련이 있습니다. 생산 실습에 사용되는 분말의 입자 크기는 수백 나노미터에서 수백 미크론입니다. 입자 크기가 작을수록 활성이 더 커지고 표면이 더 쉽게 산화되고 물을 흡수합니다. 수백 나노미터 정도로 작으면 분말의 보관과 운반이 쉽지 않다. 그리고 그것이 어느 정도 작을 때 양자 효과가 작동하기 시작하고 그 물리적 성질이 크게 변할 것입니다. 예를 들어, 강자성 분말은 초상자성 분말이 되며 입자 크기가 감소함에 따라 융점도 감소합니다.

(2) 분말의 입자 모양. 전기분해에 의해 얻어지는 분말과 같은 분쇄 방법에 의존하고, 입자는 수지상; 환원법으로 얻은 철 분말 입자는 스폰지 플레이크입니다. 구형 분말은 기본적으로 가스 분무에 ​​의해 얻어진다. 또한 일부 분말은 달걀 모양, 원반 모양, 바늘 모양, 양파 모양 등입니다. 분말 입자의 모양은 분말의 유동성과 느슨한 밀도에 영향을 미칩니다. 입자 사이의 기계적 결합으로 인해 불규칙한 분말의 압축도 강하고 특히 가장 높은 압축 강도를 갖는 수지상 분말이 강합니다. 그러나 다공성 물질의 경우 구형 분말이 가장 좋습니다.

기계적 특성 분말의 기계적 특성은 분말 야금 성형 공정에서 중요한 기술적 매개변수인 분말의 기술적 특성입니다. 분말의 느슨한 패킹 밀도는 압축 중 부피 방법으로 칭량하는 기준입니다. 분말의 유동성은 분말의 다이 충전 속도와 프레스의 생산 능력을 결정합니다. 분말의 압축성은 압착 과정의 어려움과 적용되는 압력을 결정합니다. 분말의 성형성은 빌릿의 강도를 결정합니다.

화학적 특성은 주로 원료의 화학적 순도와 분쇄 방법에 따라 달라집니다. 더 높은 산소 함량은 소결 제품의 압축성, 압축 강도 및 기계적 특성을 감소시킵니다. 따라서 분말 야금의 대부분의 기술 조건에는 이에 대한 특정 조항이 있습니다. 예를 들어, 분말의 허용 산소 함량은 0.2% ~1.5%이며, 이는 1% ~10%의 산화물 함량에 해당합니다.