Metallurġija tat-trab, bħala preparazzjoni ta 'materjal avvanzat u teknoloġija li tifforma li hija kemm antika kif ukoll dinamika, oriġinat mit-teknoloġija tal-preparazzjoni taċ-ċeramika antika u t-teknoloġija tat-tidwib tal-ħadid. Sal-1909, il-miġja tat-tungstenu duttili mill-metallurġija tat-trab immarkat il-miġja tal-era moderna tal-metallurġija tat-trab. Matul l-aħħar 100 sena, it-teknoloġija tal-metallurġija tat-trab iffjorixxiet, u diversi materjali ġodda importanti u prodotti ewlenin komplew joħorġu, u saret waħda mit-teknoloġiji importanti tal-inġinerija li huma indispensabbli għall-ekonomija nazzjonali tal-lum u x-xjenza u t-teknoloġija. Karatteristiċi u vantaġġi ta 'metallurġija tat-trab
Metallurġija tat-trab hija teknoloġija li tuża trab tal-metall (jew taħlita ta 'metall u trab mhux tal-metall) bħala materja prima biex timmanifattura materjali tal-metall, materjali komposti u diversi tipi ta' prodotti permezz ta 'proċessi bħall-iffurmar u s-sinterizzazzjoni.
Meta mqabbel ma 'proċessi tradizzjonali ta' tidwib u ikkastjar, il-metallurġija tat-trab għandha ħafna vantaġġi. Min-naħa l-waħda, tista 'tevita b'mod effettiv is-segregazzjoni tal-komponenti possibbli matul il-proċess ta' tidwib, tiżgura l-uniformità tal-kompożizzjoni tal-materjal, u b'hekk tikseb prestazzjoni aktar stabbli u eċċellenti. Min-naħa l-oħra, il-metallurġija tat-trab tista 'tikseb li tifforma kważi net, tnaqqas ħafna l-proċeduri ta' pproċessar sussegwenti u l-iskart materjali. Skond l-istatistiċi rilevanti, ir-rata ta 'użu tal-materjal ta' partijiet manifatturati minn metallurġija tat-trab tista 'tilħaq aktar minn 90%, filwaqt li r-rata ta' użu tal-materjal ta 'metodi ta' proċessar mekkaniku tradizzjonali hija ġeneralment biss 30% -50%, li mhux biss tnaqqas l-ispejjeż tal-produzzjoni, iżda ttejjeb ukoll l-effiċjenza tal-produzzjoni, li hija konformi mal-kunċett ta 'żvilupp fil-manifattura moderna. Barra minn hekk, billi tiġi aġġustata l-kompożizzjoni tat-trab, id-daqs tal-partiċelli u l-proċess ta 'preparazzjoni, il-proprjetajiet tal-materjal jistgħu jiġu kkontrollati b'mod preċiż biex jissodisfaw il-bżonnijiet ta' oqsma differenti għal proprjetajiet ta 'materjal speċjali, bħal saħħa għolja, ebusija għolja, ebusija għolja, reżistenza għolja fit-temperatura, reżistenza għall-korrużjoni, eċċ.
Proċess ewlieni ta 'proċess ta' metallurġija tat-trab
(I) Preparazzjoni tat-trab
Metodu tat-tgħaffiġ mekkaniku: Il-forza mekkanika tintuża biex tfarrak il-metall blokka jew liga fi trab. It-tagħmir huwa sempliċi, l-ispiża hija baxxa, u l-produzzjoni hija kbira, iżda l-forma tat-trab hija irregolari, id-distribuzzjoni tad-daqs tal-partiċelli hija wiesgħa, u l-impuritajiet huma faċilment introdotti.
Metodu ta 'atomizzazzjoni: Il-likwidu tal-metall imdewweb huwa sprejjat fi qtar żgħir b'gass bi pressjoni għolja (nitroġenu, argon) jew fluss ta' ilma b'veloċità għolja, u mkessaħ u solidifikat fi trab. Il-metodu ta 'atomizzazzjoni tal-gass għandu sferiċità għolja u fluwidità tajba, li hija adattata biex tagħmel partijiet ta' prestazzjoni għolja; Il-metodu ta 'atomizzazzjoni ta' l-ilma għandu prezz baxx u effiċjenza għolja, u l-forma tat-trab hija irregolari. Ħafna drabi jintuża għal trab tal-azzar ordinarju u prodotti b'rekwiżiti ta 'prestazzjoni baxxa.
Metodu ta 'tnaqqis: Uża aġenti li jnaqqsu bħal idroġenu u monossidu tal-karbonju biex inaqqsu l-ossidi tal-metall fi trab b'attività għolja, attività għolja, attività ta' sinterizzazzjoni għolja, u densifikazzjoni ta 'temperatura baxxa. Madankollu, il-produzzjoni teħtieġ temperatura għolja u atmosfera speċifika, u l-investiment tat-tagħmir huwa kbir u l-ispiża hija għolja.
Metodu tal-elettroliżi: Elettrolize soluzzjonijiet tal-melħ tal-metall jew imluħa mdewweb biex tippreċipita joni tal-metall fi trab fil-katodu. It-trab huma estremament puri, fini u uniformi fid-daqs tal-partiċelli. Huma adattati għal oqsma b'rekwiżiti għoljin għall-purità u d-daqs tal-partiċelli, bħal materjali elettroniċi, iżda għandhom effiċjenza baxxa ta 'produzzjoni, konsum ta' enerġija għolja u spiża għolja.
(Ii) iffurmar
Molding tal-kompressjoni: Poġġi t-trab tal-metall trattat minn qabel fil-moffa u agħfasha fil-forma. Il-passi jinkludu mili ta 'trab, tagħfas u demolding. Huwa adattat għal prodotti b'forom sempliċi u rekwiżiti ta 'preċiżjoni għolja, bħal gerijiet. Il-vantaġġi huma tagħmir sempliċi, effiċjenza għolja, prezz baxx, u produzzjoni fuq skala kbira; L-iżvantaġġi huma li huwa diffiċli li tiddisinja u timmanifattura forom għal prodotti kumplessi, u huwa diffiċli li tiġi żgurata densità uniformi.
L-ippressar iżostatiku: Uża likwidu biex tittrasmetti b'mod uniformi l-pressjoni, u poġġi t-trab ġo moffa elastika u agħfasha f'kontenitur bi pressjoni għolja. L-ippressar isostatiku kiesaħ isir f'temperatura tal-kamra u huwa adattat għal prodotti b'forom kumplessi u rekwiżiti ta 'densità għolja; L-ippressar isostatiku sħun juża temperatura għolja u pressjoni għolja fl-istess ħin u jintuża għal materjali aerospazjali ta 'prestazzjoni għolja, eċċ. Il-vantaġġ huwa li l-prodott għandu densità uniformi fid-direzzjonijiet kollha u huwa adattat għal prodotti kbar u kumplessi; L-iżvantaġġ huwa li t-tagħmir jiswa ħafna flus, iċ-ċiklu huwa twil, u l-ispiża hija għolja.
Molding tal-injezzjoni: Ħallat trab tal-metall u legatur fil-materjal tal-injezzjoni, u uża magna tal-injezzjoni biex tinjettaha fil-kavità tal-moffa għall-iffurmar. Huwa adattat għall-manifattura ta 'partijiet żgħar kumplessi ta' preċiżjoni għolja, bħal komponenti elettroniċi. Il-vantaġġ huwa effiċjenza għolja u preċiżjoni tal-iffurmar, u huwa adattat għal produzzjoni fuq skala kbira; L-iżvantaġġ huwa li l-għażla u t-tneħħija tal-legaturi huma diffiċli, u l-immaniġġjar mhux xieraq jaffettwa l-prestazzjoni tal-prodott.
(Iii) Sinterizzazzjoni
Sinterizzazzjoni konvenzjonali: Saħħan il-korp iffurmat f'temperatura u atmosfera xierqa (idroġenu, nitroġenu, vakwu, eċċ.) Biex tgħaqqad il-partiċelli tat-trab u żżid id-densità u s-saħħa. L-atmosfera ta 'l-idroġenu tneħħi l-impuritajiet, in-nitroġenu jipprevjeni l-ossidazzjoni, u l-vakwu huwa adattat għal materjali b'rekwiżiti ta' kontenut ta 'ossiġnu għoli.
Sinterizzazzjoni tal-ippressar sħun: Il-pressjoni hija applikata waqt is-sinterizzazzjoni, u titwettaq f'tagħmir speċjali. Il-moffa hija magħmula minn materjali bħal grafita. Jista 'jnaqqas it-temperatura tas-sinterizzazzjoni, iqassar il-ħin, u jikseb prodotti b'densità u prestazzjoni ogħla. Ħafna drabi jintuża fil-preparazzjoni ta 'ċeramika ta' prestazzjoni għolja u materjali oħra.
Spark Plażma Sinterizzazzjoni (SPS): Tisħin u sinterizzazzjoni rapida billi tiġġenera l-plażma ta 'kwittanza u s-sħana Joule permezz tal-kurrent tal-polz. Jista 'jneħħi l-impuritajiet fuq il-wiċċ tal-partiċelli, jattiva l-wiċċ, saħħan malajr (100-1000 grad / min), jieħu żmien qasir (diversi minuti għal għexieren ta' minuti), u jinibixxi t-tkabbir tal-qamħ. Jintuża biex iħejji nanomaterjali, eċċ.
Oqsma tal-Applikazzjoni tat-Teknoloġija tal-Metallurġija tat-Trab
(I) Qasam aerospazjali
Aerospace għandu rekwiżiti stretti fuq il-prestazzjoni materjali, u t-teknoloġija tal-metallurġija tat-trab tissodisfa biss il-bżonnijiet. Ligi ta 'metallurġija tat-trab ta' temperatura għolja jintużaw biex jimmanifatturaw komponenti ewlenin bħal diski u xfafar tat-turbina tal-magna tal-inġenji tal-ajru. Pereżempju, id-diska tat-turbina tal-magna F119 ta 'Pratt & Whitney fl-Istati Uniti tuża ligi ta' temperatura għolja bbażati fuq in-nikil tat-trab biex itejbu l-prestazzjoni u l-affidabbiltà tal-magna. Ligi tat-titanju tal-metallurġija tat-trab jintużaw biex jimmanifatturaw travi tal-ġwienaħ tal-inġenji tal-ajru, frejms tal-fuselage u partijiet strutturali oħra b'densità baxxa, saħħa għolja u reżistenza għall-korrużjoni, li jnaqqsu l-piż tal-inġenji tal-ajru u jtejbu l-effiċjenza tal-fjuwil u l-prestazzjoni tat-titjira.
(Ii) Qasam tal-Manifattura tal-Karozzi
Partijiet tal-metallurġija tat-trab huma użati ħafna f'magni tal-karozzi, trasmissjonijiet, u sistemi ta 'ibbrejkjar. Iċ-ċrieki tas-sedil tal-valv, tubi ta 'gwida, u ċrieki tal-pistuni fil-magna huma magħmula minn ligi bbażati fuq ir-ram jew ibbażati fuq il-ħadid, li jistgħu jifilħu għal temperatura għolja u pressjoni għolja, u jtejbu l-prestazzjoni u l-ħajja tal-magna; L-irkaptu u l-hubs tas-sinkronizzatur tat-trasmissjoni huma ta 'preċiżjoni għolja u saħħa tajba, u jagħmlu l-irkaptu li jċaqlaq aktar bla xkiel u jtejjeb l-effiċjenza tat-trasmissjoni; Il-pads tal-brejkijiet u d-diski tal-brejkijiet tas-sistema tal-brejkijiet huma miżjuda ma 'materjali speċjali ta' frizzjoni, li għandhom frizzjoni tajba u reżistenza għall-ilbies biex jiżguraw is-sigurtà tal-ibbrejkjar.
(Iii) Qasam ta 'Informazzjoni Elettronika
Hekk kif it-tagħmir elettroniku jiżviluppa lejn it-teknoloġija tal-metallurġija żgħira, ħafifa u għolja, it-teknoloġija tal-metallurġija tat-trab hija użata b'mod aktar wiesa '. Materjali tal-metallurġija tat-trab manjetiku artab jintużaw biex jimmanifatturaw komponenti elettroniċi bħal transformers u indutturi; Materjali komposti tal-metall ibbażati fuq il-metall tat-trab bħal ram-tungsten u ram-molibdenum jintużaw għal substrati ta 'dissipazzjoni tas-sħana u qxur tal-imballaġġ ta' apparat elettroniku b'qawwa għolja; Materjali ta 'kuntatt tal-metallurġija tat-trab jintużaw għal swiċċijiet elettriċi u rilejs biex jiżguraw bidla ta' ċirkwiti sikuri.
Qalba tat-Trab tal-Ħadid-Silikon-Nikil (KNF)
(Iv) Qasam tal-Manifattura Mekkanika
It-teknoloġija tal-metallurġija tat-trab tintuża biex timmanifattura partijiet mekkaniċi bħal gerijiet u bearings. L-irkaptu tal-metallurġija tat-trab għandhom preċiżjoni għolja, trasmissjoni bla xkiel u rata għolja ta 'użu tal-materjal; Il-bearings tal-metallurġija tat-trab huma awto-lubrikanti u reżistenti għall-ilbies, adattati għal okkażjonijiet ta 'veloċità baxxa, tagħbija tqila u ta' ħoss baxx. Taħt kundizzjonijiet tax-xogħol speċjali, il-bearings li fihom iż-żejt jistgħu jżommu prestazzjoni tajba u jtejbu l-affidabbiltà tat-tagħmir u l-ħajja tas-servizz.
(V) qasam tal-apparat mediku
F'termini ta 'impjanti, ligi tat-titanju tal-metallurġija tat-trab jintużaw biex jimmanifatturaw ġonot artifiċjali, eċċ. L-istruttura poruża tagħhom tista' tippromwovi t-tkabbir taċ-ċelloli tal-għadam u tnaqqas ir-riskju li jinħallu l-impjanti. Strumenti kirurġiċi huma magħmula minn metallurġija tat-trab ta 'l-azzar b'veloċità għolja u l-istainless steel, li għandhom ebusija ogħla, reżistenza għall-ilbies u reżistenza għall-korrużjoni, u jistgħu wkoll jimmanifatturaw strumenti b'forma ta' kumpless. Fost il-materjali dentali, id-dentaturi għandhom saħħa tajba, ebusija u estetika. Impjanti dentali jużaw il-metallurġija tat-trab tat-titanju jew ligi tat-titanju, li jistgħu jtejbu r-rata ta 'suċċess ta' impjantazzjoni. Parentesi ortodontiċi jużaw metallurġija tat-trab tal-istainless steel jew ligi tan-nikil-titanju, li jistgħu japplikaw b'mod preċiż il-forza.
(Vi) qasam tal-enerġija ġdid
F'termini ta 'batteriji tal-jone tal-litju, materjali pożittivi ta' elettrodi bħal fosfat tal-ħadid tal-litju u materjali ternarji ppreparati bit-teknoloġija tal-metallurġija tat-trab jistgħu jtejbu d-densità tal-enerġija tal-batterija u l-iċċarġjar u l-ħatt tal-effiċjenza. Fil-qasam taċ-ċelloli tal-fjuwil, pjanċi bipolari tal-metall u trasportaturi tal-katalist b'żona tal-wiċċ speċifika għolja manifatturati permezz ta 'proċess ta' metallurġija tat-trab tejbu l-prestazzjoni taċ-ċelloli tal-fjuwil u spejjeż imnaqqsa. Fil-ġenerazzjoni tal-enerġija mir-riħ, gearboxes, bearings u partijiet oħra manifatturati minn metallurġija tat-trab jistgħu jżommu prestazzjoni stabbli f'ambjenti ħorox u jestendu l-ħajja tas-servizz tat-tagħmir.
Progress fit-Teknoloġija tal-Metallurġija tat-Trab
(I) Fużjoni tal-manifattura tal-addittivi tal-metall (stampar 3D) u metallurġija tat-trab
It-teknoloġija tal-manifattura tal-addittivi tal-metall żviluppat malajr f'dawn l-aħħar snin. Il-kombinazzjoni tagħha ma 'metallurġija tat-trab ġabet skoperti ġodda fil-manifattura ta' partijiet kumplessi. Permezz tat-teknoloġija tal-istampar 3D, trab tal-metall jista 'jkun direttament f'munzelli b'saff b'saff biex jipproduċi partijiet bi strutturi interni kumplessi u disinji personalizzati. Din it-teknoloġija mhux biss tnaqqas l-iskart materjali u l-proċeduri ta 'proċessar, iżda tirrealizza wkoll il-manifattura ta' partijiet li huma diffiċli biex timmanifattura permezz ta 'metodi ta' proċessar tradizzjonali, bħal xfafar kumplessi ta 'magni ta' inġenji ta 'l-ajru.
(Ii) Teknoloġija tal-Metallurġija Nanopowder
Bl-iżvilupp tan-nanoteknoloġija, ħarġet teknoloġija tal-metallurġija tan-nanopowder. Trab tal-metall fuq skala nano għandhom il-karatteristiċi ta 'erja tal-wiċċ speċifika kbira, attività għolja, u forza ta' sewqan tas-sinterizzazzjoni kbira, u jistgħu jippreparaw materjali nanostrutturati bi proprjetajiet mekkaniċi eċċellenti, proprjetajiet elettriċi u proprjetajiet manjetiċi. Fil-preżent, it-teknoloġija tal-metallurġija tan-nano tat-trab għamlet progress sinifikanti fil-preparazzjoni ta 'materjali manjetiċi ta' prestazzjoni għolja, materjali superkonduttivi u ligi ta 'saħħa għolja.
XI'an University of Technology, Dijagramma Skematika tal-Proċess tat-Tħejjija ta 'Nano Ti-TIBW Kompost ta' Nano Ti-TIBW
(Iii) Innovazzjoni ta 'Materjali Komposti tal-Metallurġija tat-Trab
Biż-żieda ta 'diversi fażijiet ta' rinforz (bħal partiċelli taċ-ċeramika, fibri, eċċ.) Ma 'trab tal-metall, huma ppreparati materjali komposti ta' metallurġija ta 'trab b'rendiment eċċellenti. Dawn il-materjali komposti jikkombinaw il-vantaġġi tal-metalli u l-fażijiet ta 'rinforz, u għandhom il-karatteristiċi ta' saħħa għolja, ebusija għolja, reżistenza tajba għall-ilbies, reżistenza għat-temperatura għolja, eċċ., U huma użati ħafna fl-ajruspazju, il-manifattura tal-karozzi, l-inġinerija mekkanika u oqsma oħra. Pereżempju, il-materjal kompost ibbażat fuq l-aluminju mħejji billi jiżdied partiċelli tal-karbur tas-silikon ma 'trab tal-liga tal-aluminju għandu saħħa u ebusija mtejba b'mod sinifikanti, filwaqt li żamm il-karatteristiċi ta' densità baxxa tal-liga tal-aluminju.
