Порошковая металлургия постепенно вытесняет более дорогие и сложные способы обработки сплавов: штамповку, литье или ковку. Технология изготовления деталей из металлического порошка используется для создания прочных предметов с точным соблюдением размеров. Также методика эффективна при производстве объектов нестандартной геометрической формы. Для готовых изделий, изготовленных из металлических сплавов, характерны износостойкость, высокая детализация, регулируемая пористость. Разработка позволяет получать градиентные и композиционные ресурсы, составление которых традиционными способами невозможно.
Виды металлических порошков
В аддитивном производстве востребованы следующие варианты расходных ресурсов:
• АСП/ASP-15 AlSi10Mg – сырье с добавлением легирующих компонентов, оптимизированное для трехмерной печати;
• АСП/ASP-AlSi11Cu – алюминиевый сплав, адаптированный для 3D-принтеров, подходит для изготовления тонкостенных объектов сложной конфигурации;
• АСП/ASP-AlSi7Mg – состав, имеющий улучшенные коррозионные характеристики, высокую динамическую прочность, электро- и теплопроводность;
• АСП/ASP-AlSiNi – смесь алюминия, никеля и кремния, используемая в качестве катализатора;
• АСП/ASP-AlMgZr – алюминиевый компонент с магнием и цирконием, обладающий комплексом улучшенных эксплуатационных характеристик – усиленной ударопрочностью, электропроводностью, термоустойчивостью, необходим при производстве катодных сеток для электровакуумных ламп;
• РС/RS-230-Al-Cu – материал с повышенными, по сравнению с AlSi10Mg, механическими свойствами, обеспечивает более высокую скорость печати;
• АСП/ASP-AlMgSc – алюминиево-магниевый сплав, улучшенный скандием, активно применяется в космической отрасли для изготовления приборных панелей и отсеков, крупногабаритных конструкций, а также для выпуска высокопрочных элементов спортивного оборудования.
Назначение металлических порошков
Основными технологическими характеристиками сыпучего сырья являются:
• текучесть – скорость прохождения сухого состава через отверстие установленного диаметра;
• уплотняемость – склонность к уменьшению занимаемого объема под действие давления или вибрации;
• формуемость – стабильность конфигурации;
• сжимаемость – размер усадки, способность формировать прочное тело при нагревании;
• форма частиц.
Технология создания изделий из металлических сплавов дает возможность рационально использовать ресурсы из-за более экономичного расходного коэффициента, позволяет изготавливать передовые композитные материалы, которые нельзя воспроизвести другими методами.
Продукция порошковой металлургии востребована в таких отраслях промышленности, как медицина, автомобиле- и приборостроение, производство обрабатывающих инструментов.
Что делают из металлического порошка
Технологические методики, помогающие получать расходные материалы из сплавов, многочисленны и разнообразны. Поэтому сегодня стало реально производить детали из металлического порошка, обладающие заданными характеристиками и структурой.
Классификация порошкового материала производится по форме, составу, величине, насыпной массе. В зависимости от сочетаемости механических и химических свойств используются в различных отраслях промышленности. Никелевые сплавы применяются при выпуске водородных топливных элементов, текстиля, оптики. Медные составы востребованы в медицине, электронике, полезны для проведения научных биологических опытов. Железные вариации помогают при очистке воды, изготовлении магнитов, запоминающих устройств, защитных покрытий. Титановые материалы придают объектам прочности, устойчивости к УФ-лучам. Алюминиевые композиции используются как наиболее доступный заменитель титана. Цинковый ресурс популярен при производстве солнечных батарей.
Как создают изделия из порошкового металла
Технология выпуска деталей из металлического порошка проходит следующие этапы: разработку, создание сыпучего материала, формование, спекание элементов или заготовок, массовый выпуск и постобработку готовых изделий. Данный способ производства обладает перечнем преимуществ:
• отсутствие ограничений по форме конечных объектов;
• четкость последовательных процедур;
• долговечность изготавливаемых предметов;
• экономичность – методика минимизирует отходы, компенсирует технологические потери.
Процесс изготовления функциональных или декоративных элементов из металлических порошков начинается с создания самого сырья. Используются два существенно различающихся метода:
• химико-металлургический способ подразумевает изменение фазового состояния первоначальных ресурсов за счет восстановительных и электролитических реакций;
• физико-механический вариант предполагает измельчение сырья в твердой форме дроблением на частицы или распыление жидкого расплава.
Изготовление деталей из металлического порошка в большей степени автоматизировано, что снижает себестоимость готовой продукции. По износостойкости, коррозионной неуязвимости, способности переносить значительные перепады температур изделия не уступают образцам, созданным традиционными способами. Качество продукции порошковой металлургии способно конкурировать с инновационными методиками изготовления элементов техники, механизмов.