تشكيل المعدن

مسحوق المعادنهي طريقة معالجة تستخدم مسحوق المعدن كمادة خام ويتم ضغطه وصهره لصنع منتجات مختلفة. تتكون عملية مسحوق المعادن من ثلاث خطوات رئيسية. أولاً، يتم تحلل المواد المكونة الرئيسية إلى مساحيق مكونة من العديد من الجسيمات الدقيقة؛ ثم يتم تحميل المسحوق في تجويف القالب ويتم تطبيق قدر معين من الضغط لتشكيل شكل القطعة المطلوبة وحجمها؛ وأخيرًا، يتم صهر القطعة. تتمثل المزايا الأساسية لعملية إنتاج أجزاء مسحوق المعادن في قدرات التشكيل النهائية للأجزاء والاستخدام العالي للمواد.

تسمى عملية تسخين الأجزاء المضغوطة الخضراء إلى درجة حرارة مناسبة لزيادة قوتها الميكانيكية وصلابتها بالتلبيد. أثناء عملية التلبيد، تتشكل واجهة الحبوب أولاً، مما يتسبب بدوره في إعادة تبلور الحبوب. تعمل درجة الحرارة المرتفعة على تحسين مرونة سطح المعدن وتأسيس طبقة من بنية الشبكة السائلة، والتي يمكن أن تحسن خصائص التشابك الميكانيكي بين بعضها البعض. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أيضًا طرد الغازات المذابة في المعدن عند درجات حرارة عالية. أما بالنسبة لدرجة حرارة التلبيد، فهي عادة ما تكون أقل من نقطة انصهار المعدن المكون الرئيسي، ووقت التلبيد حوالي 20-40 دقيقة. بالإضافة إلى ذلك، أثناء عملية التلبيد، لتجنب أكسدة المسحوق عند ملامسته للغلاف الجوي، يمكن استخدام الاختزال باستخدام الغاز المحايد أو النيتروجين لمنع تكوين طبقات أكسيد ضارة أثناء الحرارة العالية. بالإضافة إلى ذلك، بعد التلبيد، قد يزيد حجم الأجزاء المضغوطة الخضراء أو ينقص قليلاً بسبب عوامل مثل شكل المنتج وحجم الجسيمات وتوزيعها والتركيب الكيميائي وظروف تشغيل التلبيد ومستويات الضغط وما إلى ذلك. طريقة الضغط الساخن

طريقة الضغط الساخن هي طريقة معالجة تكمل في نفس الوقت عملية الضغط والتلبيد للمسحوق في قالب. غالبًا ما تستخدم في تصنيع مواد أدوات كربيد التنغستن. تتمتع هذه الطريقة بمزايا تحسين قوة وصلابة ودقة المنتج، ولكن نظرًا لأن التسخين يتم أثناء الضغط، فيجب أن يكون القالب المستخدم من مادة مقاومة للحرارة، ومن الصعب التحكم في وقت التسخين ومدة التسخين؛ بالإضافة إلى ذلك، أثناء معالجة السبائك عالية الحرارة، يجب استخدام قوالب الجرافيت. ومع ذلك، نظرًا لقوة قالب الجرافيت المنخفضة جدًا، لا يمكن استخدامه إلا مرة واحدة ويستهلك الكثير من المال.

المعالجة الحرارية (أو المعالجة الحرارية) هي مجموعة من العمليات الصناعية والحرارية وعمليات تشغيل المعادن المستخدمة لتغيير الخصائص الفيزيائية، وأحيانًا الكيميائية، لمادة ما. التطبيق الأكثر شيوعًا هو علم المعادن. تُستخدم المعالجات الحرارية أيضًا في تصنيع العديد من المواد الأخرى، مثل الزجاج. تتضمن المعالجة الحرارية استخدام التسخين أو التبريد، عادةً إلى درجات حرارة شديدة، لتحقيق النتيجة المرجوة مثل تصلب أو تليين مادة ما. تشمل تقنيات المعالجة الحرارية التلدين والتصلب السطحي والتعزيز بالترسيب والتخمير والتكرير والتطبيع والإطفاء. على الرغم من أن مصطلح المعالجة الحرارية ينطبق فقط على العمليات التي يتم فيها التسخين والتبريد لغرض محدد لتغيير الخصائص عمدًا، إلا أن التسخين والتبريد يحدثان غالبًا بشكل عرضي أثناء عمليات تصنيع أخرى مثل التشكيل الساخن أو اللحام.

الصهر بالحث الفراغي (VIM) هو عملية معدنية تستخدم مبدأ التسخين بالحث الكهرومغناطيسي لصهر المعدن في ظل ظروف الفراغ. أثناء عملية الحث الكهرومغناطيسي، يتم توليد تيارات إيدي، مما يتسبب في ذوبان المعدن. يمكن استخدام هذه العملية لتكرير المعادن والسبائك عالية النقاء.

إعادة صهر القوس الفراغي (غالبًا ما يتم اختصارها باسم VAR) هي عملية لإنتاج سبائك معدنية متجانسة للغاية من حيث الخصائص الميكانيكية والكيميائية. يمكن استخدام عملية إعادة صهر القوس الفراغي لتكرير أنواع خاصة من الفولاذ أو المواد المطلوبة لبيئات التطبيق القاسية مثل الطب الحيوي والفضاء الجوي.

الصب هو عملية يتم فيها صهر المعدن إلى سائل يلبي متطلبات معينة وصب في قالب. بعد التبريد والتصلب والتنظيف، يتم الحصول على صب ذو شكل وحجم وأداء محدد مسبقًا. نظرًا لأن خام الصب يكاد يكون في الشكل، فإنه يلغي الحاجة إلى المعالجة الميكانيكية أو كمية صغيرة من المعالجة، ويقلل التكاليف ويقلل وقت الإنتاج إلى حد ما. الصب هو أحد العمليات الأساسية في صناعة تصنيع الأجهزة الحديثة.

تقنية حقن مسحوق المعادن (MIM) هي تقنية جديدة لصب الشكل الصافي تقريبًا في مجال مسحوق المعادن، تم تشكيلها عن طريق إدخال تقنية حقن البلاستيك الحديثة في مجال مسحوق المعادن.