خصوصیات پودر آلیاژ چیست؟

پودر آلیاژ ، که اغلب به صورت متناوب به آن گفته می شود آلیاژ پودری با پودر آلیاژ فلزی ، یا به سادگی گرد و غبار آلیاژ در زمینه های مختلف صنعتی ، بلوک ساختاری اساسی را برای طیف گسترده ای از فرآیندهای تولید پیشرفته ، به ویژه در ساخت افزودنی (چاپ سه بعدی) ، متالورژی پودر و پاشش حرارتی تشکیل می دهد. ویژگی های منحصر به فرد و قابل کنترل این ذرات فلزی ریز همان چیزی است که امکان ایجاد مواد با خواص متناسب برای کاربردهای خواستار در بخش های هوافضا ، خودرو ، پزشکی و انرژی را فراهم می کند. درک این خصوصیات برای انتخاب مواد و فرآیند مناسب برای نتیجه مطلوب بسیار مهم است.

ویژگی های اصلی پودر آلیاژ

عملکرد و پردازش پودر آلیاژ ذاتاً با چندین ویژگی اصلی مرتبط هستند:

1. ترکیب شیمیایی

آرایش دقیق ابتدایی یک پودر آلیاژ مهم است این خصوصیات ذاتی مواد مانند استحکام ، سختی ، مقاومت در برابر خوردگی ، هدایت الکتریکی و انبساط حرارتی را دیکته می کند. تولید کنندگان با کنترل دقیق مواد اولیه و فرآیندهای ذوب در هنگام تولید پودر ، ترکیبات خاصی را به دست می آورند. تغییرات ، حتی کوچک ، در غلظت عناصر آلیاژ می تواند عملکرد ماده نهایی را به میزان قابل توجهی تغییر دهد. به عنوان مثال ، وجود کروم و نیکل در فولاد ضد زنگ آلیاژهای پودری مقاومت در برابر خوردگی مشخصه آنها را فراهم می کند.

2. اندازه و توزیع ذرات

در اندازه ذرات (به طور معمول در میکرومتر اندازه گیری می شود) و توزیع آن در یک دسته از پودر آلیاژ فلزی عمیقاً بر جریان پذیری آن ، چگالی بسته بندی و رفتار پختگی آن تأثیر می گذارد.

• ذرات کوچکتر به طور کلی منجر به سطح بالاتر می شود ، که می تواند واکنش پذیری را تقویت کرده و تراکم بهتر را در حین پخت یا ذوب تقویت کند. با این حال ، پودرهای بسیار ریز به دلیل مشکلاتی مانند عمارت و جریان کمتری می توانند چالش برانگیز تر باشند.

• ذرات بزرگتر تمایل دارید که آزادتر جریان یابد و بسته تر بسته شود.

• توزیع اندازه ذرات (PSD) ، چه باریک و چه گسترده ، بر نحوه بسته بندی پودر در کنار هم تأثیر می گذارد و بر چگالی قسمت نهایی و خصوصیات مکانیکی تأثیر می گذارد. PSD با دقت کنترل شده برای پردازش مداوم و کیفیت بهینه قسمت ضروری است.

3. مورفولوژی (شکل ذرات)

شکل ذرات فردی در گرد و غبار آلیاژ دسته یکی دیگر از ویژگی های مهم است. مورفولوژی های مشترک شامل موارد زیر است:

• کروی: ذرات کروی که اغلب توسط اتمیزاسیون گاز تولید می شوند ، جریان پذیری بسیار خوبی و چگالی بسته بندی بالا را نشان می دهند و آنها را برای فرآیندهای تولید افزودنی مانند ذوب لیزر انتخابی (SLM) و ذوب پرتو الکترونی (EBM) ایده آل می کند.

• نامنظم/زاویه ای: این اشکال می تواند ناشی از کمبود مکانیکی (سنگ زنی) باشد. در حالی که ممکن است جریان آنها پایین تر باشد ، ماهیت درهم آمیختگی آنها گاهی اوقات می تواند برای برخی از کاربردهای متالورژی پودر مفید باشد و "قدرت سبز" خوبی را ارائه می دهد (قدرت یک قسمت فشرده اما بدون شماره).

• پوسته پوسته/دندریتیک: برای کاربردهای ساختاری کمتر رایج است ، اما می تواند برای مصارف تخصصی مرتبط باشد.

4. جریان پذیری

قابلیت جریان به سهولت در آن اشاره دارد آلیاژ پودری می تواند حرکت کند یا در زیر جاذبه جریان یابد. این خاصیت برای تغذیه مداوم در سیستم های تولید افزودنی و برای دستیابی به مرگ یکنواخت در متالورژی پودر بسیار مهم است. جریان پذیری خوب در درجه اول تحت تأثیر اندازه ذرات ، شکل و زبری سطح و همچنین نیروهای بین ذرات است. ذرات کروی با توزیع اندازه باریک به طور کلی قابلیت جریان برتر را نشان می دهند.

5. چگالی ظاهری و تراکم شیر

• چگالی ظاهری (یا تراکم فله) جرم یک حجم معین از شل است پودر آلیاژ فلزی ، از جمله فضاهای خالی بین ذرات. این میزان بر میزان پودر می تواند در یک فیدر نگهداری شود یا درگذشت.

• تراکم شیر چگالی پودر پس از ارتعاش یا ضربه زدن به آن است تا ذرات را تا حد ممکن نزدیک کند. تفاوت بین چگالی ظاهری و شیر ، نشانگر تراکم پذیری پودر و میزان تراکم در هنگام پردازش را نشان می دهد.

6 شیمی و خلوص سطح

سطح پودر آلیاژ ذرات می توانند تأثیر بسزایی در رفتار آنها داشته باشند. اکسیدهای سطح ، آلاینده ها یا گازهای جذب شده می توانند مانع ادغام شوند ، بر خصوصیات مواد تأثیر بگذارند و حتی نقص هایی را نیز معرفی کنند. خلوص بالا ، با حداقل عناصر بینابینی (مانند اکسیژن ، نیتروژن و هیدروژن) ، اغلب بسیار مهم است ، به خصوص برای فلزات واکنشی و کاربردهای با کارایی بالا ، زیرا این موارد می توانند قسمت نهایی را در آغوش بگیرند یا مقاومت خوردگی آن را کاهش دهند.

7 خواص حرارتی

برای فرآیندهای مربوط به گرمایش و ذوب ، مانند تولید افزودنی و پخت و پز ، خواص حرارتی گرد و غبار آلیاژ حیاتی هستند اینها شامل:

• نقطه ذوب/دامنه: دمای پردازش را تعیین می کند.

• گرمای خاص: بر انرژی مورد نیاز برای گرم کردن پودر تأثیر می گذارد.

• هدایت حرارتی: در هنگام پردازش و عملکرد مؤلفه نهایی بر اتلاف گرما تأثیر می گذارد.

8. تراکم پذیری

در متالورژی پودر ، تراکم پذیری اشاره به توانایی پودر آلیاژ برای جمع شدن در یک قسمت "سبز" با چگالی بالا تحت فشار. این ویژگی تحت تأثیر شکل ذرات ، اندازه و سختی است. تراکم پذیری خوب برای دستیابی به استحکام سبز بالا و برای تراکم متعاقب آن در هنگام پخت ضروری است.

پایان

ویژگی های پودر آلیاژ صرفاً ویژگی های فردی نیستند بلکه برای تعریف پردازش مواد و خصوصیات نهایی قسمت تولیدی به طور هم افزایی تعامل دارند. پیشرفت در فن آوری های تولید پودر همچنان کنترل سخت تری بر این خصوصیات را انجام می دهد و مرزهای آنچه را که در علم و مهندسی مواد ممکن است وجود دارد. از آنجا که صنایع به طور فزاینده ای به تکنیک های پیشرفته تولید متکی هستند ، درک عمیق و کنترل دقیق آن آلیاژ پودری ویژگی ها برای نوآوری و بهینه سازی عملکرد ضروری خواهد بود. $ $