Одним из способов кристаллизации металлов считается порошковая металлургия. Такой процесс позволяет производить изделия из металлических порошков посредством прессования и нагревания до температуры немного ниже температуры плавления.

Порошковая металлургия применяет специально приготовленные для такого метода металлические порошки. Они создаются при помощи нескольких способов, основанием для выбора которых являются необходимые для той или иной детали качества. На такие свойства влияют такие характеристики порошка как, например, размер частиц, форма, пористость и так далее.

Процесс производства порошковой металлургии

Такой процесс состоит из трех основных этапов, в результате которых получается необходимое изделие.

• На первом этапе происходит смешивание порошков, их особенно важно правильно смешивать, так как в данном случае хорошее выполнение такой задачи позволит придать однородные механические свойства изделию. В состав таких порошков также добавляют смазочные элементы, обеспечивающие хорошую текучесть материала, а также связующие вещества, которые применяются и в выплавке в песчаные формы, для упрочнения детали.
• После придания порошку однородной консистенции при помощи смешивания, он предстает перед процессом прессования – так называют метод уплотнения металлических порошков и не только. Производство деталей с помощью такого вида происходит путем подачи смешанного и измельченного порошка в пресс-форму, где гидравлические прессы сдавливают порошок с двух сторон: сверху и снизу. Сначала такое сырье слегка перемешивается и уплотняется, происходит заполнение пустот. В процессе продолжительной утрамбовки материала частицы порошка деформируются и приобретают напряжение между друг другом, что затем сцепляет их друг к другу. В результате данного этапа получается спрессованная деталь, которая, по сравнению с готовой, обладает низкой плотностью и прочностью. Также стоит отметить, что данный этап проходит при комнатной температуре.
• После прессования деталь отправляется в печь, где ее нагревают до температуры ниже температуры плавления металла, но пригодной для сплавки частиц порошка. Для получения качественной детали важно производить контроль температуры, времени и атмосферы, создаваемой в печи.

Преимущества

• Такой способ гарантирует высокую эффективность производства и малый коэффициент брака, при котором 97% материала попадают в необходимое изделие.
• Преимуществом является и широкий спектр применяемых материалов.
• С помощью технологии получаются продукты высокого качества при массовом объеме.
• Массовый объем позволяет этому методу иметь сравнительно низкую стоимость.
• Появляется возможность создания деталей из сплавов, металлы в которых невозможно соединить при производстве другого типа.
• Детали, получаемые с помощью данного способа, являются высоко устойчивыми к разрыву и износу.
• Порошковая металлургия позволяет создавать изделия со сложной геометрией, что отличает такой процесс от других металлообрабатывающих методов.

Недостатки данного метода

• Производство изделий не в массовых объемах повышает себестоимость изделий, так как порошковая металлургия требует высоких затрат на оборудование.
• При выплавке крупных деталей стоимость также повышается из-за дороговизны металлических порошков.
• Может присутствовать неоднородность свойств таких продуктов вследствие трения с оснасткой.

Виды данного метода

• Прессование и спекание. Такой процесс заключается в прессовании порошка в форму, и впоследствии его спекания под воздействием высоких температур.
• Холодное изостатическое прессование. В ходе процесса данного метода, пока порошок находится в гибкой погружённой в жидкость форме, на него оказывается равномерное давление.
• Горячее изостатическое прессование. Вид характеризуется уплотнением и упрочнением заготовок посредством применения повышенного давления и высокой температуры.
• Порошковое литье под давлением. Соединяющую порошковую смесь добавляют в форму, после чего разделяют и спекают. Посредством такого метода получаются детали высокой точности.
• Литье металла под давлением. Порошок соединяют со специальным связующим веществом и добавляют в форму, после чего заготовку достают и спекают.
• Порошковая прокатка. Результатом данной технологии являются металлические листы, которые получаются путем прокатки и сжатия порошка через валки при воздействии высоких температур.
• Экструзия порошка. При воздействии высоких температур металлический порошок подвергается продавливанию через фильеру, которая создает длинные формы, а затем спекается.
• Ковка порошка. После придания формы посредством прессования заготовка нагревается и куется, что позволяет повысить такие механические свойства и плотность.
• Горячее прессование. Данный способ позволяет создать детали, отличающиеся своей плотностью и твердостью, в ходе такого процесса порошок нагревается и уплотняется.
• Искровое спекание. Метод отличается применением электрического тока, который способствует быстрому спеканию и улучшению свойств порошка.