La métallurgie de la poudre, comme son nom l'indique, est une méthode de traitement qui utilise la poudre métallique comme matière première, et est pressée et frittée pour fabriquer divers produits. Ce n'est pas un nouveau processus et une technologie, et peut même être retracé à l'Égypte ancienne. Cependant, dans la poursuite d'aujourd'hui du développement durable et du développement vert, il est conforme au développement de l'époque et a été de plus en plus utilisé. Aujourd'hui, jetons un coup d'œil à cette méthode de fabrication, qui peut fournir une nouvelle option pour la méthode de fabrication de pièces de chacun.
PROCESSUS
La métallurgie de la poudre est similaire à la forgeage ou à la coulée, mais la différence est que sa matière première est la poudre métallique (généralement le fer, l'acier, le cuivre, etc.). Les matières premières en poudre sont pressées à température ambiante (chauffées dans des cas spéciaux) à l'aide de moules complexes. La taille de la pièce pressée est proche du produit fini, mais ses propriétés mécaniques sont toujours instables. Afin de le renforcer davantage, il est ensuite fritté à une température proche mais légèrement inférieure au point de fusion du métal utilisé. À l'heure actuelle, la microstructure du produit changera, et un composant avec des dimensions précis et une forte résistance sera obtenue.
De manière générale, les pièces obtenues par la métallurgie en poudre peuvent être utilisées directement, mais elles peuvent également être traitées pour un traitement secondaire au besoin, telles que la finition, le traitement thermique, l'électroples ou le revêtement, le coup de pied, etc., pour améliorer ou améliorer la tolérance, la densité, la résistance, la forme, la résistance à la corrosion et d'autres propriétés des pièces.
Avantages de la métallurgie de la poudre
Par rapport aux autres technologies de fabrication, la métallurgie en poudre ne produit presque aucun déchet de matériau, le taux d'utilisation des matériaux dépasse 97% et peut former directement des formes géométriques complexes et maintenir un contrôle de tolérance dimensionnel serré dans les produits frittés, ce qui peut réduire ou même éliminer complètement les opérations de traitement dans les processus de fabrication traditionnels. C'est pourquoi nous l'appelons la technologie de fabrication verte.
En plus des économies apportées par ces processus, la métallurgie en poudre a sa propre unicité. Il utilise l'avantage de ses matières premières comme poudres pour obtenir certains contrôles difficiles ou impossibles à réaliser dans le traitement traditionnel, tels que le contrôle du rapport des combinaisons de composition chimique, le contrôle de la microstructure et le contrôle de la porosité.
Utilisons des exemples de produits spécifiques pour améliorer la compréhension de chacun.
1. Combiner des matériaux qui ne peuvent pas être dissous ensemble
La métallurgie de la poudre permet le traitement des combinaisons de matériaux qui sont généralement considérées comme incompatibles sous une forme mixte intime. Des exemples éprouvés de ces applications de métallurgie de poudre comprennent:
Matériaux de frottement pour les doublures de frein et les faces d'embrayage où une gamme de matériaux non métalliques
(Utilisé pour conférer une résistance à l'usure ou contrôler les niveaux de frottement) sont intégrés dans une matrice de cuivre ou de fer.
Carbures cimentéssont souvent utilisés pour la coupe d'outils, les outils de formation ou les abrasifs. Ils comprennent une phase dure liée à un métal, une microstructure qui ne peut être produite que par frittage de phase liquide à une température au-dessus du point de fusion du liant. Le carbure de tungstène lié au cobalt est le principal exemple de ce matériau, mais d'autres carbures cimentés, y compris une gamme d'autres carbures, nitrides, carbonitrides ou oxydes, peuvent également être utilisés, et d'autres métaux en plus du cobalt peuvent être utilisés comme liants (Ni, Ni-Cr, Cobalt nickel, etc.).
Matériaux d'outil de coupe de diamantoù le grain de diamant fin est uniformément dispersé dans une matrice métallique. Encore une fois, le frittage de phase liquide est utilisé dans le traitement de ces matériaux.Matériaux de contact électrique tels que le cuivre / tungstène, l'oxyde d'argent / cadmium.
2. Traitement des matériaux avec des points de fusion très élevés
La technologie de métallurgie en poudre peut traiter les matériaux avec des points de fusion très élevés, y compris les métaux réfractaires tels que le tungstène, le molybdène et le tantale. Ces métaux sont difficiles à produire en fondant et en casting, et sont généralement très cassants à l'état du casting. La production de billettes de tungstène a été l'une des premières applications de métallurgie en poudre, qui a ensuite été utilisée pour dessiner des fils pour les lampes à incandescence.
3. Produits avec porosité contrôlée
La technologie de métallurgie en poudre peut produire des produits avec une porosité structurelle contrôlée. Les éléments de filtre fritté sont un exemple d'une telle application. Un autre exemple majeur est les roulements de retenue ou d'auto-lubrification de l'huile, l'une des plus anciennes applications de métallurgie de poudre, dans laquelle la porosité interconnectée dans la structure frittée est utilisée pour contenir l'huile de lubrification.
4. Produits aux propriétés supérieures
Dans certaines applications spécifiques, les processus de métallurgie de la poudre peuvent souvent produire des propriétés supérieures grâce à un excellent contrôle de la microstructure, par opposition aux processus de coulée ou de forge conventionnels. De bons exemples de telles applications sont:
Matériaux magnétiques
Presque tous les aimants durs (permanents) et environ 30% des aimants mous sont traités à partir de matière première en poudre.
Acier à grande vitesse
Les matériaux transformés par la métallurgie en poudre ont une microstructure plus fine et plus contrôlée que les produits forgés, avec une ténacité plus élevée et des performances de coupe.
Alliages à haute température à base de nickel ou de cobalt
Les superalliages à base de nickel ou à base de cobalt sont utilisés dans des applications de moteur aérospatial, où les processus de métallurgie de poudre peuvent fournir une plage de composition et un contrôle de la microstructure qui ne peut pas être atteint de manière conventionnelle, augmentant ainsi les températures de fonctionnement et les performances.
Limites de la métallurgie de la poudre
Bien que la métallurgie de la poudre ait divers avantages, il y a encore certaines limites dans son application. Les principaux points sont les suivants:
1. La taille et le poids des pièces sont limités:
La métallurgie de la poudre nécessite un processus pressant, qui utilisera une presse. Par conséquent, il est limité par le tonnage de presse actuel, et la taille ne peut pas être rendue très grande, généralement environ 250 mm au plus. De plus, en raison de la fluidité limitée de la poudre métallique, il est toujours difficile de produire des pièces pesant plus de 20 kg en utilisant le processus de métallurgie de la poudre.
2. Pas adapté aux applications d'impact et de charge dynamique
Étant donné que la densité des pièces de métallurgie en poudre est généralement faible, leur résistance et leur ténacité ne sont pas aussi bonnes que les pièces forgées ou usinées. Les pores après compactage et frittage de poudre affecteront également les propriétés mécaniques du matériau. Cela rend les pièces de métallurgie en poudre moins adaptées aux applications à forte contrainte et à une contrainte élevée telles que l'impact et les charges dynamiques élevées.
3. Coût plus élevé d'équipement et de moisissure
Le processus de métallurgie de la poudre détermine qu'il doit utiliser des moules et des équipements spéciaux, et le coût est relativement élevé. Il n'est pas économique dans la production de petits lots, donc la métallurgie en poudre convient généralement à la production à grande échelle.(文章来源 文章来源: imechanics 机械)
