Τι είναι η μεταλλουργία της σκόνης;

Η μεταλλουργία σε σκόνη είναι μια διαδικασία που περιλαμβάνει τη μετατροπή της σκόνης σε ένα στερεό αντικείμενο.Συνήθως, η σκόνη είναι ένας τύπος μετάλλου, όπως ο σίδηρος, και το αντικείμενο που πρέπει να κατασκευαστεί είναι συνήθως διαμορφωμένο με μήτρα ή χύτευση.Για να σχηματίσουν και να κατασκευαστούν μεταλλικά αντικείμενα μέσω της μεταλλουργίας σε σκόνη, απαιτούνται εξαιρετικά υψηλές πιέσεις και υψηλές θερμοκρασίες.Η πυροσυσσωμάτωση, η διαδικασία θέρμανσης και η χύτευση μετάλλων με έγχυση είναι συνήθως χρησιμοποιούμενες τεχνικές στη μεταλλουργία της σκόνης.

Το πρώτο βήμα της μεταλλουργίας σε σκόνη μετατρέπει την πρώτη ύλη σε μορφή σκόνης.Η σύνθλιψη, η λείανση και η χρήση χημικών αντιδράσεων είναι συνηθισμένοι τρόποι παραγωγής σκόνης.Η ψεκασμό είναι μια τεχνική στην οποία το υλικό λιώνει σε τετηγμένο υγρό και αναγκάζεται μέσω ενός μικρού ακροφυσίου ή σωλήνα με υψηλή ταχύτητα.Αυτό αναγκάζει το υγρό να διαχωριστεί σε μεμονωμένα σταγονίδια καθώς εξέρχεται από το σωλήνα.Τα σταγονίδια συλλέγονται και επιτρέπεται να σκληρύνουν, με αποτέλεσμα τα λεπτά σωματίδια μεγέθους κόκκων.Συνήθως, η σκόνη χύνεται στην μήτρα και μια πλάκα τύπου μειώνεται για να την συμπιέσει.Το προκύπτον αντικείμενο εκτοξεύεται από τη μήτρα.Τυπικά, η πίεση κυμαίνεται από 80 έως 1.000 psi

Μια άλλη μέθοδος για τη συμπίεση της σκόνης ονομάζεται ισοστατική συμπύκνωση σκόνης.Αυτή η τεχνική χρησιμοποιεί ένα ευέλικτο καλούπι που βρίσκεται μέσα σε ένα καλούπι πίεσης.Η σκόνη τοποθετείται στο εύκαμπτο καλούπι, ενώ ένα μηχάνημα παραδίδει υγρό ή αέριο υπό πίεση στο καλούπι πίεσης.Η πίεση κυμαίνεται από 15.000 psi έως 40.000 psi.Αυτή η μέθοδος δεν απαιτεί λιπαντικά όταν η σκόνη είναι συμπαγής, αλλά η τυπική σύνταξη της μήτρας.Στη συνέχεια, το αντικείμενο ενισχύεται με πυροσυσσωμάτωση.

Η πυροσυσσωμάτωση είναι μια διαδικασία θέρμανσης που δεσμεύει μεμονωμένα σωματίδια μετάλλων.Συνήθως λαμβάνει χώρα σε φούρνο πυροσυσσωμάτωσης, όπου η θερμοκρασία έχει ρυθμιστεί ακριβώς κάτω από το σημείο τήξης του μετάλλου.Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται συνήθως στην κατασκευή κεραμικών.Η διαδικασία κατοχυρώθηκε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας από τον A. G. Bloxam το 1906, αλλά υπάρχουν ενδείξεις ότι η πρακτική της τήξης μεταλλικών σκονών σε στερεά αντικείμενα έχει την προέλευσή της στην αρχαιότητα.Η διαδικασία συνήθως περιλαμβάνει τη χρήση αερίου αργού και θερμοκρασιών με πίεση και θερμοκρασίες μεταξύ 900 ° F (480 ° C) και 2250 ° F (1230 ° C).Η σκόνη είναι ταυτόχρονα συμπιεσμένη και πυροσυσσωμάτωση, εξοικονομώντας χρόνο και υλικό.Αυτή η μέθοδος παράγει επίσης λεπτότερα τοιχώματα και μεγαλύτερα μέρη σε σύγκριση με τις τυπικές μεθόδους συμπίεσης σκόνης.