กระบวนการพื้นฐานของโลหะวิทยาผงคืออะไร?

กระบวนการผลิตโลหะผงประกอบด้วยขั้นตอนสำคัญห้าขั้นตอน

1. การผลิตผง:

กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการแปลงวัตถุดิบให้เป็น ผงโลหะวิธีการผลิตผงทั่วไป ได้แก่ การลดออกไซด์ การทำให้เป็นละออง การอิเล็กโทรไลซิส การใช้ขั้วไฟฟ้าหมุน และการบดเชิงกล

2. การผสม:

การผสมคือกระบวนการรวมผงที่ต้องการในสัดส่วนที่กำหนดเพื่อให้ได้ส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน ซึ่งจะนำไปใช้ในการผลิตผงอัดเม็ด วิธีการผสมหลักๆ มี 3 วิธี ได้แก่ การผสมแบบแห้ง การผสมแบบกึ่งแห้ง และการผสมแบบเปียก ในระหว่างการผสมผงเบื้องต้น อาจเกิดการแยกตัวของอนุภาคเนื่องจากความหนาแน่นที่แตกต่างกัน สารยึดเกาะสามารถป้องกันการแยกตัวได้อย่างมีประสิทธิภาพ ช่วยให้การกระจายตัวของอนุภาคสม่ำเสมอ เติมเต็มช่องว่าง และเพิ่มความแข็งแรงของผงอัดเม็ด

3. การขึ้นรูป:

การขึ้นรูปเกี่ยวข้องกับการนำผงที่ผสมอย่างสม่ำเสมอใส่ลงในแม่พิมพ์แล้วอัดขึ้นรูปเพื่อสร้างเป็นชิ้นงานที่มีรูปร่าง ขนาด และความหนาแน่นตามที่กำหนด วิธีการขึ้นรูปที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ การอัดเย็นและการอัดร้อน

4. การเผาผนึก:

การเผาผนึกเป็นกระบวนการให้ความร้อนแก่ชิ้นงานเพื่อกระตุ้นการแพร่กระจาย การเชื่อม และการตกผลึกใหม่ระหว่างอนุภาค ส่งผลให้เกิดการยึดเกาะที่แข็งแรง ลดรูพรุน และเพิ่มความหนาแน่น ผลลัพธ์ที่ได้คือการก่อตัวของ "พันธะผลึก" ซึ่งทำให้วัสดุมีคุณสมบัติทางกายภาพและเชิงกลตามที่ต้องการ

5. การประมวลผลภายหลัง:

ผลิตภัณฑ์โลหะวิทยาผงเผาผนึกสามารถนำไปใช้งานได้โดยตรง แต่หากต้องการประสิทธิภาพที่สูงขึ้น อาจจำเป็นต้องมีการปรับปรุงกระบวนการเพิ่มเติม วิธีการปรับปรุงกระบวนการทั่วไป ได้แก่:

1. ขนาด: ขั้นตอนนี้เกี่ยวข้องกับการวางชิ้นส่วนที่ผ่านการเผาผนึกแล้วลงในแม่พิมพ์ปรับขนาด ซึ่งมีโครงสร้างคล้ายกับแม่พิมพ์เดิม และใช้แรงดันเพื่อปรับปรุงความแม่นยำของขนาดและลดความหยาบของพื้นผิว พร้อมทั้งแก้ไขการเสียรูปเล็กน้อยที่เกิดขึ้นระหว่างการเผาผนึก

2. การอัดฉีดน้ำมัน: กระบวนการแช่ชิ้นส่วนในน้ำมันร้อนที่อุณหภูมิ 100–200°C หรือการอัดน้ำมันเข้าไปในรูพรุนของชิ้นส่วนผงโดยใช้ระบบสุญญากาศ ชิ้นส่วนที่อัดน้ำมันจะมีคุณสมบัติทนทานต่อการสึกหรอและป้องกันสนิมได้ดีขึ้น

3. การบำบัดด้วยไอน้ำ: การบำบัดชิ้นส่วนที่ทำจากเหล็กด้วยไอน้ำที่อุณหภูมิ 500–600°C จะสร้างชั้นออกไซด์ที่แข็งและหนาแน่นบนพื้นผิว ซึ่งช่วยเพิ่มความทนทานต่อการสึกหรอและป้องกันสนิม

4. กระบวนการซัลฟูริเซชัน: ชิ้นส่วนจะถูกแช่ในอ่างกำมะถันหลอมเหลวที่อุณหภูมิ 120°C นำออกหลังจากนั้นไม่กี่นาที แล้วให้ความร้อนต่อไปจนถึง 720°C ภายใต้บรรยากาศไฮโดรเจน กระบวนการนี้จะสร้างซัลไฟด์ในรูพรุนบนพื้นผิว ซึ่งช่วยปรับปรุงคุณสมบัติการต้านทานแรงเสียดทานและความสามารถในการขึ้นรูปของชิ้นส่วนได้อย่างมาก