متالوژی پودر (Powder Metallurgy)

۲۵ اردیبهشت ۱۳۹۷(2166 روز پیش) 397 بازدید

تعریف متالورژی پودر

متالورژی پودر ( گرد فلز کاری ) نام فرآیندی است که در آن پودر نرم فلزات با یکدیگر مخلوط ، و پس از فشردن به شکل دلخواه در محیط کنترل شده حرارت داده ( تف جوشی ) می شود تا سطوح ذرات پودر به یکدیگر متصل شوند و ماده ای با خواص مورد نظر به وجود آید . بهترین تعریف برای متالورژی پودر شاید در مقایسه آن با ” متالورژی ذوب ” حاصل شود . در متالورژی ذوب فلز یا الیاژ ذوب و سپس در قالب ریخته می شود . شکل قالب ممکن است مثل محصول مورد نظر باشد که در این حالت یک قطعه ریختگی تولید می شود ، در غیر این صورت یک شمش ریختگی به دست می آید . با نورد کردن ، آهنگری ، اکستروژن ، کشش ، تراشکاری و سایر عملیات می توان چنین شمشی را به قطعات کار شده تبدیل کرد . ماده اولیه در متالورژی پودر به جای مذاب فلز ، ذرات ریز فلزی است . بنابراین مراحل اصلی روش متالوژی پودر مشتمل بر تولید پودرو منسجم سازی پودر است .

تاریخچه متالورژی پودر

با این که ظاهراٌ در ۳۰۰۰ سال پیش از میلاد مسیح ، یا استفاده از دانه های آهن اسفنجی نوع بسیار ابتدایی متالورژی پودر در مصر باستان وجود داشته است ،لیکن تولید انبوه فرآورده های متالورژی پودر تا اواسط یا اواخر قرن نوزدهم آغاز نشد. در اوایل قرن بیستم ، فرآیند گردفلز کاری برای تولید سکه و مدال های مسی ، شمش های پلاتین و سیم های تنگستنی که ماده اصلی فیلامان لامپ روشنایی بودند ، به کار می رفت. در سال های دهه ی ۱۹۲۰ نوک های تراش از جنس کاربید تنگستن و بوش های غیر آهنی تولید می شدند. یاتاقان های خود روغن کار و فیلترهای فلزی از دیگر محصولات اولیه بودند . در یک دوره پس از جنگ جهانی دوم ، عامل پیشرفتو گسترش سریع این صنعت تولید قطعات مختلف اتومبیل بوده است که طی آن آهن و فولاد جایگزین مس به عنوان ماده پر مصرف تر متالورژی پودر شدند.

دیگر پیشرفت های دهه ی ۱۹۸۰ تولید تجاری پودرهای بی شکل ( غیر بلورین ) و انجماد سریع و تکامل تکنولوژی قالب گیری تزریقی بوده است . سال های اخیر دوران گسترش سریع صنعت متالورژی پودر بوده است ، به طوریکه در فاصله سال های ۱۹۶۰ تا ۱۹۸۰ مصرف پودر آهن ده برابر شده است و این رشد سریع همچنان ادامه دارد سرانجام در سال ۱۹۹۰ در یک اتومبیل متوسط آمریکائی حدود ۲۱ پوند ( ۱۰ کیلوگرم ) قطعه متالورژی پودر وجود داشت . در سال ۱۹۹۲ این رقم به ۲۶ پوند افزایش یافت . و در سال ۱۹۹۵ اتومبیل های جدید بیشتر از ۳۰ پوند ( ۱۳.۶ کیلوگرم ) قطعه متالورژی پودر در خود داشتند .فولاد زنگ نزن ، فولادهای پرآلیاژ، آلومینیوم ، و پودرهای مس از مواد پرمصرف در این صنعت می باشد . برخی از قطعات اولیه صنعت متالورژی پودر در شکل زیر آورده شده است.

کاربردها

عموماٌ این فرآیند به آسانی برای تولید انبوه قطعات کوچک ، ظزیف ، پیچیده و با دقت بالا که اغلب نیازی به ماشین کاری و عملیات پرداخت بعدی ندارند ، به کار گرفته می شود در این فرآیند اتلاف ماده ناچیز است و می توان از مواد و مخلوط های غیر معمول استفاده کرد . همچنین میزان تخلخل و نفوذ پذیری قطعه قابل کنترل است . زمینه کاربرد عمده این فرایند در تولید قطعاتی است که نسبت به دیگر روش ها از سودآوری بیشتری برخودار بوده و یا ایجاد خواص و ویژگی های مطلوببا روش های دیگر تولید دشوار است . فرایند متالوژی پودر یک راه عملی است برای حل مساله تولید فلزات دیر گداز که اخیرا پایه و اساس ساخت مواد مقاوم دربرابرحرارت و ابزارهای تراش بسیار سخت راتشکیل میدهد. کاربردهای دیگر متالورژی پودر عبات است از : وسایل خانگی ، وسایل تفریحی ، ابزارهای دستی ، سخت افزار ، ماشین های اداری ، موتورهای صنعتی و قطعات هیدرولیکی است .