पाउडर धातुकर्म, जैसा कि नाम का अर्थ है, एक प्रसंस्करण विधि है जो कच्चे माल के रूप में धातु पाउडर का उपयोग करती है, और विभिन्न उत्पादों को बनाने के लिए दबाया और पाप किया जाता है। यह एक नई प्रक्रिया और प्रौद्योगिकी नहीं है, और यहां तक कि प्राचीन मिस्र में भी पता लगाया जा सकता है। हालांकि, आज के सतत विकास और हरित विकास की खोज में, यह समय के विकास के अनुरूप है और इसका तेजी से उपयोग किया गया है। आज, आइए इस विनिर्माण पद्धति पर एक नज़र डालें, जो सभी के भागों निर्माण विधि के लिए एक नया विकल्प प्रदान कर सकता है।
प्रक्रिया
पाउडर धातुकर्म फोर्जिंग या कास्टिंग के समान है, लेकिन अंतर यह है कि इसका कच्चा माल धातु पाउडर (आमतौर पर लोहा, स्टील, तांबा, आदि) है। पाउडर कच्चे माल को जटिल मोल्ड का उपयोग करके कमरे के तापमान (विशेष मामलों में गर्म) पर दबाया जाता है। दबाए गए वर्कपीस का आकार तैयार उत्पाद के करीब है, लेकिन इसके यांत्रिक गुण अभी भी अस्थिर हैं। इसे और मजबूत करने के लिए, यह तब एक तापमान पर पाप किया जाता है, लेकिन उपयोग किए जाने वाले धातु के पिघलने बिंदु की तुलना में थोड़ा कम होता है। इस समय, उत्पाद का माइक्रोस्ट्रक्चर बदल जाएगा, और सटीक आयाम और उच्च शक्ति वाला एक घटक प्राप्त किया जाएगा।
सामान्यतया, पाउडर धातुकर्म द्वारा प्राप्त भागों का सीधे उपयोग किया जा सकता है, लेकिन उन्हें आवश्यकतानुसार माध्यमिक प्रसंस्करण के लिए भी संसाधित किया जा सकता है, जैसे कि परिष्करण, गर्मी उपचार, इलेक्ट्रोप्लेटिंग या कोटिंग, शॉट पीनिंग, आदि, सहिष्णुता, घनत्व, शक्ति, आकार, संक्षारण प्रतिरोध और भागों के अन्य गुणों को बढ़ाने या सुधारने के लिए।
पाउडर धातु विज्ञान के लाभ
अन्य विनिर्माण प्रौद्योगिकियों की तुलना में, पाउडर धातुकर्म लगभग कोई भौतिक अपशिष्ट नहीं पैदा करता है, सामग्री उपयोग दर 97%से अधिक है, और यह सीधे जटिल ज्यामितीय आकृतियों का निर्माण कर सकता है और पापी उत्पादों में तंग आयामी सहिष्णुता नियंत्रण बनाए रख सकता है, जो पारंपरिक विनिर्माण प्रक्रियाओं में प्रसंस्करण संचालन को कम या पूरी तरह से समाप्त कर सकता है। यही कारण है कि हम इसे ग्रीन मैन्युफैक्चरिंग तकनीक कहते हैं।
इन प्रक्रियाओं द्वारा लाई गई बचत के अलावा, पाउडर धातुकर्म की अपनी विशिष्टता है। यह कुछ नियंत्रणों को प्राप्त करने के लिए पाउडर के रूप में अपने कच्चे माल के लाभ का उपयोग करता है जो पारंपरिक प्रसंस्करण में प्राप्त करना मुश्किल या असंभव है, जैसे कि रासायनिक संरचना संयोजनों का अनुपात नियंत्रण, माइक्रोस्ट्रक्चर का नियंत्रण और पोरसिटी का नियंत्रण।
आइए सभी की समझ को बढ़ाने के लिए कुछ विशिष्ट उत्पाद उदाहरणों का उपयोग करें।
1। उन सामग्रियों को मिलाएं जिन्हें एक साथ भंग नहीं किया जा सकता है
पाउडर धातुकर्म सामग्री संयोजनों के प्रसंस्करण की अनुमति देता है जो आमतौर पर एक अंतरंग मिश्रित रूप में असंगत माना जाता है। ऐसे पाउडर धातुकर्म अनुप्रयोगों के सिद्ध उदाहरणों में शामिल हैं:
ब्रेक लाइनिंग और क्लच चेहरों के लिए घर्षण सामग्री जहां गैर-धातु सामग्री की एक श्रृंखला
(पहनने के प्रतिरोध या नियंत्रण घर्षण स्तरों को प्रदान करने के लिए उपयोग किया जाता है) एक तांबे या लोहे के मैट्रिक्स में एम्बेडेड होते हैं।
सीमेंटेड कार्बाइड्सअक्सर उपकरण काटने, उपकरण या अपघर्षक बनाने के लिए उपयोग किया जाता है। वे एक धातु के लिए बंधे एक कठिन चरण शामिल हैं, एक माइक्रोस्ट्रक्चर जो केवल बांधने के बिंदु के ऊपर के तापमान पर तरल चरण सिंटरिंग द्वारा उत्पादित किया जा सकता है। कोबाल्ट के लिए बंधुआ टंगस्टन कार्बाइड इस सामग्री का मुख्य उदाहरण है, लेकिन अन्य सीमेंटेड कार्बाइड्स सहित अन्य कार्बाइड, नाइट्राइड, कार्बोनिट्राइड्स या ऑक्साइड का भी उपयोग किया जा सकता है, और कोबाल्ट के अलावा अन्य धातुओं को बाइंडर (नी, एनआई-सीआर, निकल कोबाल्ट, आदि) के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है।
डायमंड कटिंग टूल मटेरियलजहां ठीक डायमंड ग्रिट समान रूप से एक धातु मैट्रिक्स में फैलाया जाता है। फिर, इन सामग्रियों के प्रसंस्करण में तरल चरण सिंटरिंग का उपयोग किया जाता है।विद्युत संपर्क सामग्री जैसे कि कॉपर/टंगस्टन, सिल्वर/कैडमियम ऑक्साइड।
2। बहुत उच्च पिघलने वाले बिंदुओं के साथ सामग्री का प्रसंस्करण
पाउडर धातुकर्म तकनीक बहुत अधिक पिघलने वाले बिंदुओं के साथ सामग्री को संसाधित कर सकती है, जिसमें टंगस्टन, मोलिब्डेनम और टैंटलम जैसे दुर्दम्य धातुएं शामिल हैं। इस तरह की धातुओं को पिघलने और कास्टिंग द्वारा उत्पादन करना मुश्किल होता है, और आम तौर पर कास्ट स्टेट में बहुत भंगुर होते हैं। टंगस्टन बिलेट्स का उत्पादन पाउडर धातुकर्म के शुरुआती अनुप्रयोगों में से एक था, जिसका उपयोग बाद में गरमागरम लैंप के लिए तारों को खींचने के लिए किया गया था।
3। नियंत्रित पोरसिटी के साथ उत्पाद
पाउडर धातुकर्म तकनीक नियंत्रित संरचनात्मक छिद्र के साथ उत्पादों का उत्पादन कर सकती है। Sintered फ़िल्टर तत्व इस तरह के एक आवेदन का एक उदाहरण हैं। एक अन्य प्रमुख उदाहरण तेल-पुनर्प्राप्ति या आत्म-चिकनाई वाले बीयरिंग हैं, जो पाउडर धातुकर्म के सबसे पुराने अनुप्रयोगों में से एक है, जिसमें सिनडेड संरचना में परस्पर जुड़ी पोरसिटी का उपयोग चिकनाई वाले तेल को शामिल करने के लिए किया जाता है।
4। बेहतर गुणों वाले उत्पाद
कुछ विशिष्ट अनुप्रयोगों में, पाउडर धातुकर्म प्रक्रियाएं अक्सर पारंपरिक कास्टिंग या फोर्जिंग प्रक्रियाओं के विपरीत, माइक्रोस्ट्रक्चर के उत्कृष्ट नियंत्रण के माध्यम से बेहतर गुणों का उत्पादन कर सकती हैं। ऐसे अनुप्रयोगों के अच्छे उदाहरण हैं:
चुंबकीय सामग्री
लगभग सभी कठोर (स्थायी) मैग्नेट और लगभग 30% नरम मैग्नेट पाउडर फीडस्टॉक से संसाधित होते हैं।
उच्च गति स्टील
पाउडर धातुकर्म प्रसंस्कृत सामग्री में जाली उत्पादों की तुलना में एक महीन और अधिक नियंत्रित माइक्रोस्ट्रक्चर होता है, जिसमें उच्च क्रूरता और कटिंग प्रदर्शन होता है।
निकेल या कोबाल्ट-आधारित उच्च तापमान मिश्र धातु
निकेल-आधारित या कोबाल्ट-आधारित सुपरलॉय का उपयोग एयरोस्पेस इंजन अनुप्रयोगों में किया जाता है, जहां पाउडर धातुकर्म प्रक्रियाएं एक रचना रेंज और माइक्रोस्ट्रक्चर नियंत्रण प्रदान कर सकती हैं जो पारंपरिक रूप से प्राप्त नहीं की जा सकती हैं, जिससे ऑपरेटिंग तापमान और प्रदर्शन बढ़ जाता है।
पाउडर धातु विज्ञान की सीमाएँ
यद्यपि पाउडर धातुकर्म के विभिन्न फायदे हैं, फिर भी इसके आवेदन में कुछ सीमाएं हैं। मुख्य बिंदु इस प्रकार हैं:
1। भाग का आकार और वजन सीमित हैं:
पाउडर धातुकर्म को एक दबाव प्रक्रिया की आवश्यकता होती है, जो एक प्रेस का उपयोग करेगा। इसलिए, यह वर्तमान प्रेस टन भार द्वारा सीमित है, और आकार को बहुत बड़ा नहीं बनाया जा सकता है, आमतौर पर लगभग 250 मिमी के आसपास। इसके अलावा, धातु पाउडर की सीमित तरलता के कारण, पाउडर धातु विज्ञान प्रक्रिया का उपयोग करके 20 किग्रा से अधिक वजन वाले भागों का उत्पादन करना अभी भी मुश्किल है।
2। प्रभाव और गतिशील लोड अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त नहीं है
चूंकि पाउडर धातुकर्म भागों का घनत्व आमतौर पर कम होता है, इसलिए उनकी ताकत और क्रूरता जाली या मशीनीकृत भागों के रूप में अच्छी नहीं होती है। पाउडर संघनन और सिंटरिंग के बाद छिद्र सामग्री के यांत्रिक गुणों को भी प्रभावित करेंगे। यह पाउडर धातुकर्म भागों को उच्च तनाव और उच्च तनाव अनुप्रयोगों जैसे प्रभाव और उच्च गतिशील भार के लिए कम उपयुक्त बनाता है।
3। उच्च उपकरण और मोल्ड लागत
पाउडर धातुकर्म की प्रक्रिया यह निर्धारित करती है कि इसे विशेष मोल्ड और उपकरणों का उपयोग करना चाहिए, और लागत अपेक्षाकृत अधिक है। यह छोटे बैच उत्पादन में किफायती नहीं है, इसलिए पाउडर धातुकर्म आमतौर पर बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए उपयुक्त है।(文章来源: imechanics 机械)
