متالورژی پودر یکی از انواع روش‌های تولید قطعات صنعتی با کیفیت سطح  و همچنین صرفه اقتصادی بالاست. چنانچه می‌خواهید با این روش نوین تولید و شکل دهی قطعات و مراحل، مزایا و معایب آن بیشتر آشنا شوید، در ادامه این مطلب با ما همراه باشید.

تعریف متالورژی پودر |متالورژی پودر چیست؟

متالورژی پودر نوعی فرآیند شکل دهی است که با حرارت دادن و فشرده سازی پودر فلزات (حرارت زیر دمای ذوب فلزات) می‌توان به شکل نهایی دست پیدا نمود. اگرچه این فرآیند بیش از 100 سال است بکارگرفته می‌شود، در ربع قرن گذشته به طور گسترده‌ای فرآیند متالورژی پودر به عنوان روشی برتر برای تولید قطعات با کیفیت بالا جهت کاربردهای مهم شناخته شده است.  قابل ذکر است این روش را می‌توان هنر گمشده در تولید قطعات پیچیده دانست.

مراحل متالورژی پودر

مراحل ساخت قطعات به روش متالورژی پودر عبارت اند از: تولید و آماده سازی پودر، ترکیب کردن و مخلوط سازی، فشرده سازی، زینترینگ (تف جوشی) و عملیات ثانویه که در ادامه به هرکدام از این مراحل  و پروسه آن دقیق تر  پرداخته شده است.

تولید و آماده سازی پودرفلز

تولید و آماده سازی پودر، اولین مرحله برای ساخت محصول به روش متالورژی پودر است. قابل توجه است که هر فلزی را می‌توان به پودر تبدیل نمود. در مقاله روش‌های تولید پودر فلزات این فرآیند دقیق تر بررسی شده است.

ترکیب کردن و مخلوط سازی

در این مرحله پودر دو یا چند ماده را جهت رسیدن به آلیاژی با استحکام بالا مخلوط می‌کنند. در این فرآیند توزیع یکنواخت پودر، با مواد افزودنی امکان پذیر خواهد بود. مواد افزودنی به مخلوط پودر فلزی شامل چسب و یا گاهی اوقات مواد روانساز (جهت افزایش سیالیت)می‌شود.

فشرده سازی

در مرحله بعدی تولید به روش متالورژی پودر، پودر آماده شده پس از ترکیب کردن و مخلوط سازی، در قالب‌هایی با شکل مشخص فشرده سازی می‌شوند. این مرحله جهت کاهش و اجتناب از تخلخل و افزایش دانسیته انجام می‌پذیرد. رنج فشار اعمالی در این مرحله بین   80 تا 1600 مگاپاسکال متغیر است. قابل ذکر است فشار اعمالی  متناسب با خواص پودر و چسب خواهد بود.

زینترینگ در متالورژی پودر

در مرحله فشرده سازی اولیه استحکام کافی حاصل نمی‌گردد؛ بنابراین نیاز به یک مرحله پایانی فشار نیز خواهیم داشت. پس از آن در مرحله زینترینگ محصول فشرده سازی شده در دمای بالا حرارت داده می‌شود که باعث ایجاد پیوند قوی بین ذرات خواهد شد. دمای عملیات زینترینگ بین 70-90 درصد دمای ذوب پودر فلز خواهد بود.

عملیات ثانویه

عملیات ثانویه شامل پرسکاری مجدد جهت رسیدن به دقت ابعادی بالا، کیفیت سطح بالا، افزایش دانسیته و افزایش مقاومت به خوردگی در قطعه می‌باشد.

مزایای متالورژی پودر

از مزایای تولید قطعات به روش  متالورژی پودر می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:

  • در این روش هزینه بسیاری از مراحل تولید مانند نیروی کار و ماشین ‌کاری حذف خواهد شد
  • این روش نیاز به اپراتور ماهر ندارد
  • برخی از آلیاژها فقط به این روش قابل تولید هستند
  • نرخ تولید در این روش بالاست (500-1000 قطعه در ساعت)
  • امکان تولید قطعات با اشکال پیچیده مانند برخی از چرخ دنده ها
  • امکان تولید قطعات دوفازی (Bimetal)

معایب متالورژی پودر

علاوه بر مزایایی که برای این روش تولید ذکر شد، این روش دارای معایبی نیز می‌باشد که عبارت اند از:

  • هزینه تجهیزات بالا
  • این روش فقط در تولیدات انبوه مقرون به صرفه می‌باشد.
  • امکان تولید قطعات با یکنواختی تخلخل در کل قطعه وجود ندارد.
  • قطعات تولیدی با این روش خواص مکانیکی مانند خستگی و چقرمگی پایین دارند.
  • امکان تهیه فلزات با نقطه ذوب پایین به روش متالورژی پودر دشوار است.

کاربردهای فرآیند متالورژی پودر

از این روش تولیدی می‌توان در کاربرد‌های گوناگونی اعم از ساخت بیرینگ و بوش، ابزار برش مانند ابزار کاربید سمنتیت، بوش‌های الکتریکی با مخلوط کردن مس و نقره بهمراه گرافیت، ساخت نازل، قطعات کوچک خودرویی و قطعاتی که نیاز به ماشینکاری کم دارند، چرخ دنده با بار متوسط،یاتاقان های خود روانکار و همچنین ترکیبات فلزی و غیرفلزی در ساخت مواد اصطحکاکی مانند صفحه کلاچ اشاره نمود.