粉末金属工学は古くから動的な 先進的な材料の準備と形作技術として,古代陶器の準備技術と鉄の製造技術から始まり,1909年まで,粉末金属学の登場 柔らかいウランは,現代の粉末金属学の時代の誕生を意味しました100年以上もの間,粉末金属工学の技術が活発に発展し,様々な重要な新しい材料と重要な製品が絶えず出現してきました.国民経済や科学技術における不可欠な重要なエンジニアリング技術の1つになる.

粉末金属工学の特徴と利点

粉末金属工学とは,金属粉末 (または金属と非金属粉末の混合物) を使用して金属材料を製造する技術である.複合材料と様々な種類の製品 鋳造とシンタリングによる原材料として.

粉末金属工学は,従来の鋳造と鋳造プロセスと比較して多くの利点を持っています.一方,それは効果的に鋳造過程で可能な部品分離を回避することができます.,一方,粉末金属工学では,ほぼ網状の形状を実現できます.処理過程や材料の廃棄物を大幅に削減する関連データ統計によると,粉末金属工法で製造された部品の材料利用率は90%以上に達する.伝統的な加工方法の材料利用率は通常30%~50%に過ぎません生産コストを削減するだけでなく,生産効率を向上させ,現代製造業のグリーン開発概念に合致します.粉末の組成を調整することで材料の特殊な特性に対するさまざまな分野のニーズを満たすために,材料の特性の正確な規制を実現することができます.高強度など高硬さ,高温耐性,腐食耐性など

粉末金属加工の主要なプロセス

(I) 粉末の調製

機械的な粉砕方法: 粉末に砕かれた金属または合金をブロックするために機械的な力に頼る,シンプルな機器,低コスト,大きな出力,しかし粉末の形は不規則です.広い粒子の大きさの分布汚れが簡単に入ってくる.

アブライゼーション方法:高圧ガス (窒素,アルゴン) または高速流水で溶融した金属液体を小滴に噴射し,冷却して粉末に固化します.ガス原子化粉末は高球状の形をしています低コストで高効率で不規則な粉末形の水原子化方法通常の鉄鋼粉末や性能要求が低い製品に使用される.

減量方法:水素,一酸化炭素,その他の減量剤を用いて,金属酸化物を粉末に減量する.高純度,高活性,高濃縮活性,低温圧縮.しかし,生産には高温と特定の空気が必要です.設備は大きな投資で 高額です

電解法:電解金属塩溶液または溶けた塩,つまり,カソード中の金属イオンが粉末に沈み,高純度で細かく均質,高度な純度と粒子の大きさに関する要件に適している電子材料のようなものですが 生産効率が低く エネルギー消費が高く 高コストです

(2) 形作る

模造: プリトリートメント金属粉末を模具に詰め込み,圧縮模造,粉末,プレス,解放を含むステップ,シンプルな形に適し,製品の高い精度要求道具など利点は,シンプルな設備,高効率,低コスト,大量生産;複雑な製品の設計と製造が困難,密度の均一性です.

液体均質圧送の利用で,粉末を装着した弾性型模具を高圧容器の圧迫型にします.室温での冷静同静圧は,複雑な形状と高密度要求のある製品に適しています■高性能航空宇宙材料では,高温と高圧で同時に熱同静圧が作用する.その利点として,製品の密度は均一である.大型複合製品に適している■ 設備は高価で 周期が長い 高コストです

インジェクション鋳造:金属粉末と接着剤をインジェクション材料に混ぜ,模具の穴にインジェクションマシンを電子部品などの高精度複雑な小部品の製造に適しています質量生産に適した高型成形効率と精度が優れ,粘着剤の選択と除去は困難である.適切な処理は製品の性能に影響を与えます.

(3) 請求

従来のシンタリング:適切な温度と大気 (水素,窒素,真空など) でビレットを熱し,粉末粒子を組み合わせ,密度と強度を向上させる.汚れを除去するための水素大気窒素酸化,真空は高い酸素含有量の要求に適しています.

熱圧シンタリング: 特殊機器,グラフィットなどの材料で模具をシンタリング圧で,シンタリング温度を下げ,時間を短縮できる製品高性能セラミクや他の材料の準備に使用されます.

放出プラズマシンタリング (SPS): 放出プラズマとジュール熱を発生する 脈動電流による急速な加熱シンタリング. 表面の粒子の汚れを除去し,表面を活性化させ,迅速に加熱する (100~1000°C/分)穀物の成長を阻害し,ナノ材料を準備するために使用されます.

粉末金属工学の応用分野

(1) 航空宇宙分野

粉末金属工学の技術が 要求に応えるだけです 粉末金属工学の技術が 要求に応えるだけです粉末金属工学の超合金材は,タービンディスクや刃などの主要な部品を製造するために使用されます.低密度で,低密度で,低密度で,低密度で,低密度で,低密度で,低密度で,低密度で,低密度で,低密度で高強度と耐腐蝕性, powder metallurgy titanium alloy is used to manufacture structural parts such as aircraft wing girder and fuselage frame to reduce the weight of aircraft and improve fuel efficiency and flight performance.

(2) 自動車製造分野

粉末金属工学の部品は,自動車エンジン,トランスミッションおよびブレーキシステムに広く使用されています.エンジンのバルブリング,カテーテルおよびピストンリングは,銅基または鉄基合金でできています.高温と高圧に耐える,エンジンの性能と寿命を向上させる速度は高精度で強さがあり,スムーズに振動し,摩擦と耐磨性が良好で,ブレーキ効率を向上させる.そしてブレーキの安全性.

(3) 電子情報分野

電子機器が小型で軽量で高性能に発展するにつれて,粉末金属技術がより広く使用されています.柔らかい磁性粉末金属urgi材料は,トランスフォーマーやインダクタなどの電子部品の製造に使用されます.; 粉末金属工学の金属マトリックス複合材料は,高功率電子機器の熱消散基板およびパッケージハウジングに使用される.電気スイッチとリレーに粉末金属工学の接触材料が使用され,安全な回路開通と断絶を保証します.

磁性粉末核 (KNF) のFe-シリコンニッケル

(4) 機械製造分野

粉末金属工学技術は,ギア,ベアリング,その他の機械部品の製造に使用される.粉末金属工学ギアには高精度,スムーズな伝送,高材料利用率があります.粉末金属工学のベアリングは,自己潤滑と耐磨性があります特殊な作業条件下では,オイルベアリングは良い性能を維持し,機器の信頼性と使用寿命を改善することができます.

(5) 医療機器分野

インプラントに関しては,粉末金属製チタンの合金で人工関節などを作ります. 孔隙構造が骨細胞の成長を促し,インプラントの緩解リスクを減らすことができます.手術器具は粉末金属工学 高速鉄鋼とステンレス鉄鋼から作られています歯科用材料では,歯入れは強度,強度,美学性が良い.歯科インプラントは,粉末金属技術チタンまたはチタン合金を使用します歯科矯正支架は,粉末金属工不oxidable鋼またはニッケルチタン合金を使用し,正確に力を適用することができます.

(6) 新しいエネルギー分野

リチウムイオン電池に関しては粉末金属技術で製造されたリチウム鉄リン酸塩や三重材料などのカソード材料は,電池のエネルギー密度と充電・放電効率を向上させることができる.燃料電池の分野では,粉末金属工法で製造された金属双極プレートと高特異表面積の触媒媒は,燃料電池の性能を向上させコストを削減することができます.風力発電において粉末金属工法で製造されたギアボックス,ベアリング,その他の部品は,厳しい環境でも安定した性能を維持し,機器の使用寿命を延長することができます.

粉末金属技術における進歩

(1) 金属添加物製造 (3Dプリンタ) と粉末メタルルジの融合

近年,金属添加物製造技術が急速に発展し,粉末金属技術と組み合わせることで,複雑な部品の製造に新たな突破をもたらしました.3Dプリンタ技術によって,金属粉末は直接蓄積され,複雑な内部構造とパーソナライズされたデザインのパーツを生産するために層ごとに層を形成することができます.材料廃棄物や加工プロセスを削減するだけでなく製造が難しい部品の製造も可能にしており,例えば航空機エンジンの複雑な刃などです.

(2) ナノ粉末金属技術

ナノテクノロジーの発展とともに,ナノ粉末金属工学の技術が生まれました.ナノスケール金属粉末は,大きな特異的な表面積,高い活性,大量のシンテリング駆動力現在では,ナノ構造の材料を優れた機械的,電気的および磁気特性を持つ材料として作ることができます.ナノ粉末金属工学技術は 高性能磁性材料の準備において 顕著な進歩を遂げました超伝導材料と高強度合金

(3) 粉末メタルジカル複合材料の革新

金属粉末に様々な強化段階 (陶器粒子,繊維など) を加えることで,優れた性能を持つ粉末金属工複合材料が作られる.この複合材料は,金属と強化された相の利点を組み合わせます, 耐久性,硬さ,耐磨性,高温性等が特徴であり,航空宇宙,自動車製造に広く使用されています.機械工学その他の分野例えば,アルミニウム合金粉末にシリコンカーバイド粒子を添加して作るアルミニウムマトリックス複合材料は,強度と硬さを著しく改善します.アルミニウム合金の低密度特性を維持しながらも.

科学技術が進歩するにつれて 粉末金属工学の技術が より多くの新興分野に 突破口をもたらすことが期待されています他の最先端技術との統合はさらに深化されます.知的製造 量子材料 生物医学工学の分野では粉末金属工学の技術は,より高性能で多機能な材料と部品を作成する可能性があるエネルギー危機,環境保護,人間の健康など,世界的な課題に対する革新的な解決策を提供する.粉末金属技術が将来の産業発展と社会進歩においてより重要な役割を果たすと予測できます.