متالورژي پودر، روشي براي ساخت و توليد قطعات فلزي و سراميكي است كه اساس آن، فشردن پودر مواد به شكل مورد نظر و تفجوشي آن است. تفجوشي در درجه حرارتي زيرنقطه ذوب انجام مي‌شود.
متالورژي پودر، بخشي كوچك و بسيار مهم از صنايع فلزگري مي‌باشد. اولين كاربرد متالورژي پودر براي توليد پلاتين با دانسيته كامل بود كه در قرن 19 ميلادي صورت گرفت. زيرا در آن زمان امكان ذوب پلاتين به دليل نقطه ذوب بالا وجود نداشت. در اوايل قرن بيستم، فلزهاي ديرگذاري نظير: تنگستن و موليبدن توسط روش متالورژي پودر شكل داده شدند. كاربيدهاي سمانيت و ياتاقان‌هاي برنزي متخلخل، نسل بعدي قطعات متالورژي پودر بودند. به اين صورت قطعات متالورژي پودر در انواع صنايع نظير: لوازم خانگي، اسباب‌بازي‌سازي و الكترونيك كاربرد يافت. آخرين كاربردهاي قطعات متالورژي پودر در صنايع خودروسازي بوده است كه موازي با صنايع خودروسازي رشد كرده است، به گونه‌اي كه امروزه بقاي صنعت متالورژي پودر در كشورهاي صنعتي، وابسته به صنعت خودروسازي است. در شكل يك، نمونه‌اي از كاربرد فرايند متالورژي پودر در توليد قطعات نشان داده شده است.
شكل 1: قطعات متالورژي پودر در پمپ‌هاي روغن
 |
در سال‌هاي 1960-1950، روش‌هاي نوين نظير: فورج پودر و پرس ايزو استاتيك گرم در صنعت متالورژي پودر به كار گرفته شد. اين روش‌ها با توليد قطعات با دانسيته بالا، توان رقابتي قطعات متالورژي پودر را افزايش دادند.
گرچه روش متالورژي پودر، امكاناتي ويژه را براي توليد بعضي قطعات خاص فراهم ساخته است كه توليد آنها از طريق روش‌هاي ديگر غيرممكن يا بسيار مشكل است، اما زمينه‌هايي كه باعث فراگير شدن استفاده از اين روش شده است، عبارتند از:
· زمينه‌هاي اقتصادي
· بهره‌وري انرژي
· انطباق زيست‌محيطي
· ضايعات بسيار پايين
فناوري متالورژي پودر، فناوري پوياست. در طول سال‌ها، عوامل موثر در اين فناوري بهبود يافته‌اند. همچنين توليد آلياژهايي جديد و مستحكم‌تر و فرآيندهاي توليد قطعات با دانسيته بالا نظير: (Warm compaction، ايزو استاتيك پرسينگ، فورج پودر، extrusion و powders rolling) را همراه با كنترل عالي بر ريز ساختار، فراهم ساخته است. خصوصيات ذاتي فناوري متالورژي پودر، در توليد مواد مركب، امكان ساخت محصولاتي از مواد ويژه و سنتي را در طيف وسيع از خواص با بالاترين كيفيت فراهم كرده است.
با وجود تمامي مزيت‌هاي متالورژي پودر، محدوديت اين روش در اندازه و شكل قطعات توليدي و همچنين گران بودن ابزار و تجهيزات توليد كه ظرفيت‌هاي توليد كم را غيراقتصادي مي‌نمايد، از نقاط ضعف اين فناوري در رقابت با ديگر فرايندهاي توليد است. توجيه استفاده از روش متالورژي پودر براساس تيراژ توليد است. اين امر در استفاده از متالورژي پودر در صنايع خودروسازي از اهميتي ويژه برخوردار است.
اگرچه از نظر تاريخي، متالورژي پودر از قديمي‌ترين روش‌هاي شكل دادن فلزات است، اما توليد در مقياس تجارتي با اين روش، از جديدترين راه‌هاي توليد قطعات فلزي است. در دوران باستان از روش‌هاي متالورژي پودر براي شكل دادن فلزاتي با نقطه ذوب بالاتر از آنچه در آن زمان داشتند، استفاده مي‌شد. اولين بار در اوايل قرن نوزدهم بود كه پودر فلزات با روشي مشابه آنچه امروزه به‌كار مي‌رود، با متراكم نمودن به صورت يكپارچه در آورده شد.
متالورژي پودر، فرايند قالب‌گيري قطعات فلزي از پودر فلز توسط اعمال فشارهاي بالا مي‌باشد. پس از عمل فشردن و تراكم پودرهاي فلزي، عمل تفجوشي در دماي بالا در يك اتمسفر كنترل شده و انجام مي‌شود. در اين حالت، فلز متراكم، جوش‌خورده و به صورت ساختمان همگن محكمي پيوند مي‌خورد. شكل 2، نمايي شماتيك از مراحل فرايند متالورژي پودر را نشان مي‌دهد.
شكل 2: نمايي از مراحل توليد قطعه در فرايند متالورژي پودر
 |
فرايند متالورژي پودر و جاذبه‌هاي گسترده اين فرايند و محصولات توليد شده از آن منجر به استفاده روزافزون اين روش توليدي در ساخت قطعات مهندسي در صنعت خودرو شده است. توليد سيت، گيت (شكل 3) انواع چرخ دنده‌هاي قواي محركه، دنده پينيون، ياتاقان‌ها، بادامك‌هاي ميل سوپاپ، خار ميل لنگ، پيستون‌هاي كمك فنر- شكل (4)، شاتون و ... از جمله قطعاتي محسوب مي‌شوند كه ساخت آن با فرايند متالورژي پودر تاكنون گسترش زيادي يافته است. به‌رغم كاهشي كه در استحكام قطعات توليد شده با اين روش در مقايسه با مواد كار شده ايجاد مي‌شود كه ناشي از وجود تخلخل‌هاي داخلي است، اما بنا به دلايلي نظير: افزايش دقت ابعادي، كاهش هزينه ماشينكاري، مقدار مواد اوليه مصرفي كمتر، توانايي تكرار توليد بهتر، سطح نهايي تميزتر، كاهش وزن، احاطه كامل بر آناليز و منحصر بودن توليد بعضي از قطعات با اين روش، توسعه آن به‌خصوص در ساليان اخير در ژاپن، امريكا و اروپا، افزايش يافته است.
شكل 3: نمايي از قطعه سيت و گيت در موتور
 |
شكل 4: قطعات متالورژي پودر در كمك فنر
 |
منبع:
Introduction to physical metallurgy by Avneبه نقل از وبلاگ متالورژی
نظرات
ارسال یک نظر