دسته: مواد و متالوژی یكی از شاخه‌های علم متالورژی كه دز سالهای اخیر رشد زیادی یافته است متالورژی پودر است البته قدمت تولید قطعات با پودر به پنج هزار سال و بیشتر می رسد یكی دیگر از دلایل توسعه متالورژی پودر این است كه در روش مزبور فلز تلف شده به مراتب كمتر از سایر روشهاست و حتی می توان گفت وجود ندارد سرمایه گذاری در صنعت متتالورژی پودر نیز،كمتر از سرمایه گذاری برای
قیمت فایل فقط 3,900 تومان
متالورژی پودر
پیشگفتار:
یكی از شاخه‌های علم متالورژی كه دز سالهای اخیر رشد زیادی یافته است. متالورژی پودر است. البته قدمت تولید قطعات با پودر به پنج هزار سال و بیشتر می رسد. یكی دیگر از دلایل توسعه متالورژی پودر این است كه در روش مزبور فلز تلف شده به مراتب كمتر از سایر روشهاست و حتی می توان گفت وجود ندارد. سرمایه گذاری در صنعت متتالورژی پودر نیز،كمتر از سرمایه گذاری برای روشهای كلاسیك ساخت قطعات است. زیرا در مرحله هم جوشی ، درجه حرارت لازم كمتر از درجه حرارت ذوب فلزات است و در نتیجه، كوده های مورد احتیاح ارزانتر اند.
دامنه استفاده از متالورژی پودر بسیار متنوع و گسترده بوده و در این رابطه كافی است به زمینه هایی همچون تولید رشته های لامپها، بوش های خود روانساز، متعلقات گیربكس اتومبیل، اتصالات الكتریكی، مواد ضد سایش قطعات توربین و آمالگم های دندانپزشكی اشاره شود. علاوه بر آن پودر فلزات در موارد و كاربردهایی چون صنایع رنگ سازی مدارهای چاپی، آردهای غنی شده مواد منفجره، الكترود های جوشكاری، سوخت راكت ها، جوهر چاپ، باطری الكتریكی قابل شارژ، لحیم كاری و كاتالیزورها مورد استفاده قرار می گیرند.
متالورژی پودر در ابتدا فلزات معمول، همچون مس و آهن شروع شد ولی لانه استفاده از عمل آن به فلزات غیر دیگر نیز سرایت كرد. كاربردهای جدید تری برای متالورژی پودر به دنبال داشت. بطوریكه از آغاز دهه 1940 بسیاری از قطعات فلزات غیر معمول از طریع این تكنولوژی تهیه شدند. در این گروه مواد می توان از فلزات دیر گداز مانند نایوبیم، تنگستن، مولیبدن، زیر كنیم، تیتانیم، رنیم و آلیاژهای آنها نام برد. همچنین تعدادی از مواد هسته ای و تركیبات الكتریكی و مغناطسسی نیز با تكنیك های متالورژی پودر تهیه شدند. هر چند موفقیت اولیه متالورژی پودر بیشتر مدیون مزایای اقتصادی آن است. ولی در سالهای اخیر ساخت قطعاتی كه تولید آنها با روشهای دیگر مشكل می باشد در گسترش این تكنولوژی سهم چشمگیری داشته است. انتظار می رود كه این عوامل در جهت بسط متالورژی پودر و ابداع كاربردهای آتی آن دست به دست هم داده و دست آودرهای تكنولوژیكی تازه ای را به ارمغان آورند. تداوم رشد متالورژی پودر را میتوان به عوامل پنجگانه زیر وابسته دانست:
الف) تولید انبوه قطعات سازه ای دقیق و با كیفیت بالا كه معمولاً‌بر بكارگیری آلیاژهای آهن مبتنی می باشند.
ب ) دستیابی به قطعاتی كه فرایند تولید آنها مشكل بوده و باید كاملاً فشرده و دارای ریز ساختار یكنواخت ( همگن) باشند.
پ ) ساخت آلیاژهای مخصوص،عمدتاً مواد مركب محتوی فازهای مختلف كه اغلب برای شكل دهی نیاز به بالا تولید می شوند.
ت) مواد غیر تعادلی از قبیل آلیاژهای آمورف و همچنین آلیاژ های ناپایدار.
ث ) ساخت قطعات پیچیده كه شكل و یا تركیب منحصر به فرد و عیر معمول دارند
متالورژی پودر روز به روز گسترش بیشتری یافته و بر میزان پودر تولیدی به طور پیوسته افزوده، بطوریكه پودر آهن حمل شده از آمریكا از سال 1960 تا 1978 میلادی به ده برابر افزایش یافته است. هر چند در سالهای اخیر آهنگ رشد این تكنولوژی چندان پیوسته نبوده، ولی مجموعه شواهد دلالت بر گستردگی بیشتر آن، در مقایسه با روشهای سنتی قطعه سازی دارد. باز خوردهای دریافت شده از مهندسین طراح نشان می دهد كه هر چه دانش ما در متالورژی پودر افزودن تر می شود، دامنه كاربرد این روش نیز گسترش بیشتری می یابد. اغلب دست آوردهای نوین این زمینه صنعتی بر قابلیت آن در ساخت، مقرون به صرفه قطعات با شكل و ابعاد دقیق مبتنی است.
مقدمه
در قرن بیستم و در سالهای اخیر، تكنیك متالورژی پودر بطور جدی تر، مورد توجه قرار گرفته و جای خود را به اندازه كافی در صنعت باز كرده است بطوری كه در حال حاضر می توان آن را به عنوان یكی از تكنیك های جدید متالورژی به حساب آورد. البته قدمت تولید قطعات با پودر به بیش از پنج هزار سال پیش می رسد، درآن زمان كوره هایی كه بتوانند حرارت لازم را برای ذوب فلزات ایجاد كند، وجود نداشتند. روش معمول، احیا سنگ معدن با ذغال چوب بود و محصولی كه به دست می آمد نوعی فلز اسفنجی بود كه در حالت گرم با چكش كاری امكان شكل دهی مطلوب داشت.
هم اكنون، ستونی آهنی با وزنی حدود شش تن در شهر دهلی وجود دارد كه در هزار وششصد سال پیش با همین روش تهیه شده است . در اواخر قرن هیجدهم و لاستون
( wollaston ) كشف كرد كه می توان پودر فلز پلاتین را كه در طبیعت به صورت آزاد شناخته شده بود، پس از تراكم و حرارت دادن، درحالت گرم با چكش كاری شكل داد. ولاستون جزئیات روش خود را درسال 1829 منتشر كرد و اهمیت فاكتورهای نظیر اندازه دانه ها، متراكم كردن پودر با وزن مخصوص بالا و اكتیویته سطحی و غیره.. را توضیح داد.
همزمان با ولاستون وبطور جداگانه متالوریست بر جسته روسی پیومتر زابولفسكی
( pyotrsobolevsky ) در یال 1826، از این روش برای ساختن سكه ها و نشان ها از جنس پلاتین استفاده كرد. در نیمه دوم قرن نوزدهم، متخصصین متالورژی به روشهای روب فلزات با نقطه روب بالا دست یافتند و همین مسئله باعث شد كه مجدداً استفاده از متالورژی پودر محدود شود، هر چند تقاضا برای تولید قطعاتی مانند تنگستن از طریق متالورژی پودر فلز، تلف شده به مراتب كمتر از سایر روشهاست و حتی می توان گفت وجود ندارد. دراین مورد، بطوری كه تجربه نشان می دهد، هر یك كیلوگرم محصول ساخته شده باروش متالورژی پودر، معادل است با چند كیلو گرم محصول ساخته شده با سایر روشهای شكل دادن نظیر برش و تراشكاری، چون در روشهایی نظیر تراشكاری مقادیر زیادی از فلزبه صورت براده در می آید كه تقریباً غیر قابل استفاده است. علاوه بر آن یك كیلو گرم از مواد ساخته شده بوسیله روشهای متالورژی پودر می تواند كار ده ها كیلو گرم فولاد آلیاژی ابزار را انجام دهد.
روش پاشش نظر به نقشاساسی آن در رشد متالورژی پودر، در مقایسه با روشهای دیگر با تفصیل و بسط بیشتری بررسی خواهد شد.
1-1- روشهای مكانیكی تولید پودر
1-1-1- روش ماشین كاری
ماشین كاری كردن فلزات در حالات خاصی انجام می شود، زیرا پودر حاصل از این روش دارای دانه های زبر درشت با لبه های تیز است. این پودر سخت قالب گیری می شود وقطعه پرس شده آن خیلی متخلخل و دارای استحكام خام پایین است. آسیاب كردن این پودر در آسیابهای گلوله ای قابلیت فشرده شدن را بهتر می كند، هر چند باعث افزایش كار سختی می شود كه باید قبل از متراكم كردن آینل شود. یكی از موارد عمده استفاده از ماشین كاری تولید پودر منیزیم برای مقاصد آتش زایی است، حالت انفجاری این پودر مانع استفاده از روشهای دیگر می شود. با استفاده از ماشین كاری و تولید براده های نسبتاً زبر و درشت خطر به طور قابل ملاحظه ای كم می شود. وقتی براده ها در آسیاب از اتمسفر خنثی درآسیاب از تركیب ذرات پودر و اكسیژن هوا جلوگیری می كند. و مانع انفجار می شود. تخلیه پودر از آسیاب نباید به نحوی باشد كه پودر فوراً در تماس با هوا قرار گیرد و باعث احتراق شود. اگر آسیاب كردن در مجاورت هوا انجام شود، باید جدار آسیاب و نوع گلوله طوری باشد كه از جرقه زدن جلو گیری شود.
لحیم های نقره و بعضی از آلیاژهای مورد استفاده در دندان پزشكی از طریق ماشین كاری تهیه می شوند. روش ماشین كاری، گران است و این روش فقط وقتی بكار گرفته می شود كه روشهای دیگر قابل استفاده نباشد. مثل تهیه پودر منیزیم یا در مواقعی كه قیمت فلز بسیار گران است و قیمت ماشین كاری ناچیز به حساب می آید، مثل تولید آلیاژ های دندان پزشكی.
2-1-1- روش خرد كردن
خرد كردن فلزات به آسیاب كردن شبیه است و با توجه به چكش خواری آنها از خرد كن های تكی و چكشی وغیره استفاده می شود. معدودی از فلزات به قدر كافی ترد و شكننده هستند. ( مانند برلیوم آلیاژ Mg ،Al اسفنج های فلزی كه از راه احیای اكسید ها با الكترولیز به دست آمده اند) و به آسانی خرد می شوند. بعضی از فلزات را می توان ترد كرد تا آسانتر خرد شوند . با افزودن گوگرد یا ناخالصیهای دیگر یك لایه ترد در مرز دانه ها رسوب می كند وعمل خرد كردن را آسان می كند. اندازه ذرات پودر خرد شده مشابه دانه های قطعه ریخته گری شده است فلزات گروه VA.IVA ( سر گروه های در جدول مندلیف (C )،VA (A ) IV هستند) با حرارت دادن در محیط هیدروژن ترد می شوند ( H2 بعداً خارج می شود) هیدراتهای تردی كه ببه این طریق به دست می آیند به آسانی پودر می شوند. پودرهای به دست آمده معمولا زاویه ای هستند و باید آسیاب شوند.
3-1-1- روش آسیاب
واژه آسیاب كردت به پروسه هایی اطلاق می شود كه در آن نیروی ضربه ای به مواد خرد شدنی وارد می شود. در بعضی از این روشها مانند آسیاب گلوله ای، پودر با گلوله های آسیاب كه سخت و مقاوم در مقابل فرسایش اند برخورد می كند و به رزات ریز تبدیل می شود. نوع آسیابها، لرزشی و یا دورانی هستند تجربه نشان داده است كه آسیابهای لرزشی راندمان بیشتری دارند و در مقایسه با آسیا بهای دوار در زمان كوكتاه تری عمل كرد را انجا م می دهند. در روشHametag با یك ونتیلاتور به ذرات پودر سرعت زیادی داده می شود تا به یكدیگر برخورد كنند.
در روشMicronizer جت های گاز با سرعت زیاد ذرات را به همدیگر و یا به سطحی پرتاب می كنند. خرد كردن فلزات چكش خوار فقط زمانی عملی می شود كه فلز با عمل كار سختی ترد وشكننده شده باشد. در آسیاب مرطوب با افزودن فعال ساز، به اكتیو كردن سطح كمك كرده و از چسبندگی ذرات جلوگیری می كنند كه باعث ریزی ذرات می شود. بهترین عامل آلی اكتیو كردن سطح اسید- استثاریك است كه با استفاده از آن ذرات به اندازه متوسط 3% میكرون به دست می آید. بااستفاده از پتاسیم فریك سیانید به عنوان فعال ساز پودر فلزاتی چون آهن، نیكل ، مس، و كروم با ابعاد ریز میكرون به دست می آید .
4-1-1- روش ساچمه ای كردن
با عبور مواد مذاب از روی صفحه ای مشبك یا وسیله ای مشابه آن جریان فلز مذاب به قطرات زیادی تبدیل می شود. اگر این قطرات در حال سقوط آزاد سخت و منجمد شوند، ذرات كروی ( ساچمه ای ) به دست می آید.
جهت دریافت فایل متالورژی پودر لطفا آن را خریداری نمایید
قیمت فایل فقط 3,900 تومان
برچسب ها : متالورژی پودر , طرح توجیهی متالورژی پودر , دانلود متالورژی پودر , متالوژی , پودر , روش ماشین كاری , روش ساچمه ای كردن , روشهای مكانیكی تولید پودر , مواد و متالوژی , دانلود طرح توجیهی , پروژه دانشجویی , دانلود پژوهش , دانلود تحقیق , پایان نامه , دانلود پروژه