تولید قطعات پودری

تولید قطعات پودری فرآیندی است که خودکار بودن مراحل فرآیند ، انرژی مصرفی کم و بالا بودن میزان بهره گیری از مواد اولیه سبب می شود که هزینه نهایی قطعات تولیدی کاهش یابد. در نتیجه قطعات فلزی پودری نسبت به قطعات ساخته شده از طریق سایر فرآیندهای تولید مانند فورج ، ریخته گری، نورد و یا ماشینکاری مزیت مشخصی را ارائه می دهند و در صنایع مختلف مورد توجه قرار گرفته است.

اگرچه تولید قطعات پودری یکی از روش هایی قدیمی شکل دهی است اما در تیراژ صنعتی یکی از مهم ترین روش های تولید است. در این فرآیند پودر فلزات با یکدیگر مخلوط شده و به شکل دلخواه فشرده می شوند. سپس در دمای پایین تر از نقطه ذوب اصلی ترین فلز تشکیل دهنده مخلوط پودری ، حرارت داده می شوند. این حرارت موجب به هم پیوستن ذرات پودر به یکدیگر می شوند و قطعه مورد نظر حاصل می شود.

اساس فرآیند توليد قطعات پودري شامل مراحل خرید مواد اولیه ، تغذیه پودر به داخل پرس، فشرده سازی، زائده بری (در صورت لزوم)، تف جوشی، خنک کردن و شاید فرآیندهای ثانویه است که در ادامه به ترتیب به توضیح هر یک از این مراحل پرداخته شده است.

قطعات ساخته شده با روش متالورژی پودر

تهیه مواد در تولید قطعات پودری

ایجاد پودر فلزی در مرحله اول تولید قطعات پودری ، به تنهایی یک چالش محسوب می شود. لازم به ذکر است که تولید کننده قطعات فلزی فقط پس از اینکه تمام مشخصات طراحی مورد نیاز خود را از مشتری داشته باشد پودر را خریداری می کند. سازنده باید دقیقا بداند که قطعه مورد نظر برای انجام چه کاری است و چه ویژگی هایی اهمیت دارد که پودر مدنظر را بر این اساس خریداری کند. همچنین اکثر پودرها بر اساس مشخصات محصول به صورت پیش مخلوط با مواد افزودنی و روان کننده خریداری می شوند.

پودرهای فلزی

تغذیه پودر به داخل پرس

در تولید قطعات پودری پس از تهیه مخلوط مورد نظر ، پودر از طریق قیف تغذیه عبور داده می شود و سپس از طریق کفشک تغذیه وارد حفره قالب می شود. لازم به ذکر است که قالب، شکل اصلی قطعه را تعیین می کند. همچنین باید توجه شود که طراحی کفشک تغذیه بسیار مهم است. طراحی ضعیف باعث ایجاد مشکلات در مرحله بعدی می شود.

دستگاه پرس پودر

فشرده سازی در تولید قطعات پودری

در توليد قطعات پودري ، پرس مقدار زیادی نیرو به پودر موجود در قالب وارد می کند که باعث می شود ذرات به طور مکانیکی به هم متصل شوند. در مرحله فشرده سازی ، پودر به شکل مورد نظر فشرده می شود و قالب پرس ها با استفاده از جک هایی که دارند فشار لازم را از دو طرف به مواد پودری وارد می کنند. ساخت قالب در این فرآیند با جنس فولاد ابزار سخت انجام می شود که دلیل این امر به خاطر وجود فشار و تمایل بالای ذرات پودر به سایش است. همچنین برای پودرهایی که منجر به سایش بیش از حد می شوند ، از کاربید سمانته برای ساخت قالب استفاده می شود.

زائده بری در فرآیند تولید قطعات پودری

گاهی در توليد قطعات پودري نیاز است قطعه زائده بری (یا همان پلیسه گیری) شود. با این مرحله هر گونه برآمدگی فلزی باقیمانده را که می تواند دست هر کسی را که آن را لمس می کند بریده و مونتاژ آن را دشوارتر کند، از بین برد. به طور کلی زائده ها در فرآیند متالورژی پودر ذاتی هستند و حذف آن ضروری است.

زائده بری

تف جوشی در تولید قطعات پودری

مرحله تف جوشی یا زینترینگ در تولید قطعات پودری به منظور گرم کردن قطعه تا زیر نقطه ذوب مواد انجام می شود. این امر سبب می شود که قطعه به طور قابل توجهی دوام بیشتری پیدا کند. اولین مرحله در زینترینگ حذف روان کننده است و به دنبال آن احیا اکسید ، نفوذ آلیاژ و ذوب ذرات با هدف بهبود استحکام نهایی انجام می شود. لازم به ذکر است که استفاده از محیط های احیا کننده می تواند هرگونه اکسیدی که روی سطح ذرات ایجاد شده است را احیا کند.

مرحله زینترینگ

خنک کردن و فرآیندهای ثانویه

فرآیند خنک سازی در توليد قطعات پودري فقط به این دلیل نیست که برای لمس اجزاء به دستکش نیاز نداشته باشید بلکه در واقع در تعیین خواص مکانیکی بسیار مهم است. در حالی که حرارت ذرات فلز را ذوب می کند، نحوه خنک شدن قطعه سختی یا نرمی آن را تعیین می کند.

همچنین ممکن است در توليد قطعات پودري ، محصول مورد نظر نیاز به فرآیندهای ثانویه داشته باشد. اکثر قطعات (تقریبا 60 الی 70 درصد) پس از زینترینگ ، برای مونتاژ نهایی آماده هستند. با این حال، برخی از قطعات ممکن است به فرآیندهای ثانویه مانند عملیات بخار یا عملیات حرارتی نیاز داشته باشند.

هزینه تولید قطعات پودری

امروزه استفاده از متالورژی پودر به بخشی ضروری از تولید طیف گسترده ای از قطعات و محصولات تبدیل شده است. با توسعه فناوری، سازندگان قطعات با تحمل بالا را با ضایعات کم تولید می کنند. در نتیجه هزینه تولید قطعات پودری در تولید قطعات ساده و پیچیده با دقت ابعادی بالا به نسب پایین است.

استفاده از متالورژی پودر تقریباً در هر شرکت ساخت و تولیدی یافت می شود، زیرا روشی است که با نیازهای هر کاربرد یا فرآیند تولید مطابقت دارد. از آنجایی که تولیدکنندگان به دنبال روش های کارآمدتر و سازگار با محیط زیست هستند، بسیاری روش توليد قطعات پودري را انتخاب می کند زیرا درجه بالایی از کنترل فرآیند و ضایعات محدود را فراهم می باشد.

توليد قطعات پودري