Нунтаг металлын иж бүрэн гарын авлага

Нунтаг металл гэж юу вэ?

Тодорхойлолт ба үндэс

Нунтаг металл (PM) хэсгүүд нь маш нарийн ширхэгтэй металл нунтагаас бүтээгдсэн бөгөөд эцсийн хэлбэрийг нь олж авахын тулд шахаж, нунтаглана. Энэ нь шингэрүүлсэн металлын амьдралаар эхэлдэг цутгамал эд анги, эсвэл үндсэн металлаар эхэлдэг боловсруулсан эсвэл хуурамч эд ангиас тэс өөр юм. Нунтаг металлын үйлдвэрлэлийн процесс нь маш нарийн төвөгтэй геометр бүхий эд ангиудыг бий болгох боломжийг олгодог. Ийм эд ангиудыг цутгах эсвэл боловсруулах замаар хийж болох ч нарийн төвөгтэй байдал нэмэгдэхийн хэрээр үйлдвэрлэлийн зардал эрс нэмэгддэг. Гэсэн хэдий ч PM хэсгүүд нь нарийн төвөгтэй геометртэй байсан ч хэмнэлттэй хэвээр байгаа бөгөөд бусад аргыг ашиглан үйлдвэрлэх боломжгүй эд ангиудыг хийх боломжтой.

Цэвэр эсвэл ойролцоо цэвэр үйлдвэрлэл

Нунтаг металлын өөр нэг гол давуу тал бол энэ нь цэвэр эсвэл бараг цэвэр үйлдвэрлэлийн процесс бөгөөд хамгийн бага хаягдал материал үүсгэдэг. Хэсэг үүсгэхийн тулд геометр, материалыг хасахын оронд PM нь ямар ч металлыг үрдэггүй бөгөөд энэ нь илүү үр ашигтай, байгаль орчинд ээлтэй үйл явц юм. PM нь компьютерийн тусламжтай үйлдвэрлэлтэй нягт холбоотой байдаг тул жин, хүч чадал, хөшүүн чанар, хатуулгийг оновчтой болгохын тулд эд ангиудыг нэгэн зэрэг бүтээж болно. Энэ нь жингээ багасгах шаардлагатай сансар огторгуй зэрэг салбаруудад нэн чухал юм.

Нунтаг металлын үйлдвэрлэлийн үйл явц

Нунтаг үйлдвэрлэл

Ердийн PM эд ангиудыг гурван үндсэн үе шаттайгаар хийдэг: металл нунтаг холих (нунтаглах), хэвийг нягтруулах, бүтээгдэхүүнийг нунтаглах. Тохиромжтой нягтрал, хэмжээс, гадаргуугийн өнгөлгөөг олж авахын тулд шингэний дараа нэмэлт дулааны боловсруулалт хийх шаардлагатай байж болно.

Нунтаглах, шигших

Нунтаглах, шигших нь металл нунтагыг PM-д ашиглахад бэлтгэдэг. Нунтаг нь хэлбэр (зарим нь бөмбөрцөг хэлбэртэй байхаар бүтээгдсэн) болон хэмжээ хоёрын хувьд өөр өөр байж болно. Металл нунтагыг нунтаглах, бутлах, электролитийн хуримтлал, химийн урвал, атомжуулах зэрэг янз бүрийн процессоор гаргаж болно. Бөөмийн хэмжээ, хэлбэр нь PM аргаар үйлдвэрлэх эд ангиудыг төлөвлөхөд чухал хүчин зүйл болдог.

Шахмал нягтрал

Өрөөний температурт урьдчилан тодорхойлсон даралтын хэмжээг ашиглан хэвийг нягтруулах ажлыг гүйцэтгэдэг. Нунтаг нь хэвэнд дарагдаж, хүссэн хэлбэрийг бий болгоно.

Синтерлэх

Синтерлэх нь нягтруулсан нунтагыг агаар мандлын хяналттай нөхцөлд өндөр температурт халаах явдал юм. Энэ процесс нь нунтаг хэсгүүдийг хооронд нь холбож, материалын бат бөх, нягтыг нэмэгдүүлдэг. Механик шинж чанар, хэмжээсийн нарийвчлалыг нэмэгдүүлэхийн тулд хоёрдогч дулааны процессыг ихэвчлэн ашигладаг.

Нунтаг металлын дэвшилтэт процессууд

Уламжлалт PM процессууд

1940-өөд оноос хойш нунтаг хуурамчаар үйлдэх, халуун изостатик шахах (HIP), металл шахах хэлбэр (MIM), цахилгаан гүйдлийн тусламжтайгаар агломержуулалт (ECAS) зэрэг хэд хэдэн PM процессыг боловсруулсан.

Нунтаг хуурамчаар үйлдэх

Нунтаг хуурамчаар үйлдэхдээ ердийн шахах болон агломерын аргыг ашиглан урьдчилсан хэлбэрийг хийдэг боловч уг хэсгийг халааж, халуунаар нь хуурамчаар хийдэг бөгөөд энэ нь бүрэн нягтралтай, цутгамал шинж чанартай хэсгийг үүсгэдэг.

Халуун изостатик дарах (HIP)

HIP нь нунтагыг металл лаазанд хийж, дараа нь вакуумаар битүүмжилж, халуун изостатик шахагчаар өндөр температур, даралтанд оруулдаг. Энэ процесс нь зөв хэлбэр, бүрэн нягтрал бүхий эцсийн хэсгийг үйлдвэрлэдэг.

Металл шахах хэлбэр (MIM)

MIM нь бөмбөрцөг хэлбэрийн металл нунтагыг хуванцар эсвэл лав холбогчтой хольж, шахах хэлбэрээр цутгасан бараг хатуу хэсгийг бүрдүүлдэг. Хэсэг нь салгаж, ангижруулсны дараа өндөр нягтралтай, нарийн төвөгтэй геометрийг олж авдаг.

Цахилгаан гүйдлийн тусламжтайгаар шингэлэх (ECAS)

ECAS нь нунтагны нягтыг нэмэгдүүлэхийн тулд цахилгаан гүйдлийг ашигладаг бөгөөд эцсийн хэсгийн бат бөх, нягтралыг хадгалахад шаардагдах дулааны эргэлтийг мэдэгдэхүйц бууруулдаг. Энэ процесс нь харьцангуй энгийн хэлбэрт тохиромжтой.

Нэмэлт үйлдвэрлэл (AM)

Нэмэлт үйлдвэрлэл (AM), эсвэлметалл 3D хэвлэх, нь шинэ PM арга юм. Энэ нь металл нунтагыг лазераар шингэлэх эсвэл хайлуулах замаар эд ангиудыг давхаргаар нь барьдаг бөгөөд энэ нь маш нарийн төвөгтэй геометрийг өөрчлөх, тохируулах боломжийг олгодог. AM нь сансар огторгуй, анагаах ухаан, автомашины үйлдвэрлэлд прототип болон функциональ эд ангиудад ашиглагддаг.

AM аргууд

1. Электрон цацрагийн үйлдвэрлэл (EBM): Металл нунтагыг вакуумд гагнахын тулд электрон цацрагийг ашиглан исэлдэлтээс сэргийлнэ.
2. Шууд металлын лазер синтеринг (DMLS): Металл нунтагыг шингэлэхийн тулд аргоны агаар мандалд лазер туяа ашиглан өндөр нарийвчлалтай хэсгүүдийг бий болгодог.

Нунтаг металлын хэрэглээ ба давуу талууд

Аж үйлдвэрийн хэрэглээний програмууд

Агаарын сансрын аж үйлдвэр

PM нь сансар огторгуйд хөнгөн жинтэй, өндөр бат бэх эд ангиудад ашиглагддаг. Компаниуд дуртай Мужаан технологийн корпораци Энэ салбарын дэвшилтэт PM технологид мэргэшсэн.

Автомашины үйлдвэр

PM эд ангиудыг автомашины хөдөлгүүр, хурдны хайрцаг, араа зэрэгт өргөн ашигладаг бөгөөд элэгдэлд тэсвэртэй, бат бөх чанарыг хангадаг. GKN Sinter Metals энэ салбарын тэргүүлэгч ханган нийлүүлэгч юм.

Эмнэлгийн хэрэгсэл

PM нь био нийцтэй тул эмнэлгийн суулгац, протез хийхэд тохиромжтой. Компаниуд дуртай Зиммер биомет Өндөр чанартай эмнэлгийн хэрэгсэлд PM-ийг ашиглах.

Электроник

Электроникийн хувьд РМ нь соронзон материал, дамжуулагч эд анги, өндөр гүйцэтгэлтэй эд ангиудыг бүтээдэг.Хитачи Нунтаг Металл ХХК. электрон эд ангиудад PM-ийг шинэлэг байдлаар ашигладгаараа алдартай.

Нунтаг металлын давуу тал

Материалын үр ашиг

PM нь материалын хог хаягдлыг багасгаж, илүү үр ашигтай, тогтвортой үйлдвэрлэлийн процесс болгодог.

Нарийн төвөгтэй геометрүүд

PM нь уламжлалт аргаар хүрэхэд хэцүү эсвэл боломжгүй нарийн төвөгтэй хэлбэрийг үйлдвэрлэх боломжийг олгодог.

Тогтвортой шинж чанарууд

PM-ийн хяналттай шинж чанар нь өндөр гүйцэтгэлтэй хэрэглээнд зайлшгүй шаардлагатай тогтвортой, урьдчилан таамаглах шинж чанарыг баталгаажуулдаг.

Зардлын үр ашиг

PM нь том хэмжээний үйлдвэрлэлд хэмнэлттэй бөгөөд материал болон боловсруулалтын зардлыг ихээхэн хэмнэдэг.

Бэрхшээл ба ирээдүйн чиг хандлага

Техникийн сорилтууд

1. Сүвэрхэг байдлын хяналт: Эцсийн бүтээгдэхүүний бүрэн бүтэн байдал, бат бөх байдлыг хангахын тулд нүхжилтийг зохицуулах, багасгах.
2. Эд хөрөнгийн нэгдмэл байдал: Бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд, ялангуяа нарийн төвөгтэй хэлбэрийн материалын нэг төрлийн шинж чанарыг олж авах.

Инноваци ба ирээдүйн чиг хандлага

1. Нэмэлт үйлдвэрлэл: PM-ийг нэмэлт үйлдвэрлэлтэй нэгтгэх нь нарийн төвөгтэй, захиалгат эд ангиудыг хамгийн бага хаягдалтай үйлдвэрлэх.
2. Нано бөөмийн хэрэглээ: Материалын шинж чанарыг сайжруулах, шинэ хэрэглээг идэвхжүүлэхийн тулд РМ дахь нано бөөмсийг ашиглах.

Дүгнэлт

Нунтаг металлургинь материалын үр ашгаас эхлээд нарийн төвөгтэй хэлбэрийг гаргах чадвар хүртэл олон давуу талтай үйлдвэрлэлийн чухал технологи юм. Аж үйлдвэрүүд өндөр хүчин чадалтай эд ангиудыг үргэлжлүүлэн шаардаж байгаа тул нунтаг металлын ирээдүй үргэлжилсэн шинэчлэл, сайжруулалтаар ирээдүйтэй харагдаж байна. Аж үйлдвэрийн мэргэжилтнүүд нунтаг металлургийг үйлдвэрлэлийн хэрэгцээнд зориулж авч үзэхийг зөвлөж байна, түүний өвөрмөц давуу талыг ашиглан дээд зэргийн үр дүнд хүрнэ.

Лавлагаа

1. Нунтаг металлургийн талаархи эх сурвалж, нийтлэл, судалгааны дэлгэрэнгүй жагсаалт.