سفارش طرح توجیهی
ایده هاایده های صنعتیبخش صنعت

طرح تولید قطعات به روش متالورژی پودر

در گزارش حاضر مطالعات امکان سنجی متالورژی پودر (مس و روی) مورد بررسی و تجزیه و تحلیل واقع می گردد . البته چنانچه خواهیم دید، تمرکز یک واحد صنعتی متالورژی پودر با لحاظ نمودن سرمایه گذاری نسبتا بالا (در مقایسه با سایر روش های ساخت و تولید) منحصرا بر روی دو نوع خاص از فلزات اقتصادی نبوده و عملا فعالیت چنین واحدی ، متناسب با تقاضای بازارهای صنعتی (صنعت خودرو ، لوازم خانگی و تجهیزات صنعتی) و عمدتا بصورت تولید قطعات با تیراژ بالا خواهد بود .

لازم به است در کارخانجات بزرگ تولید قطعات صنعتی بر پایه متالورژی پودر ، علاوه بر واحد قطعه سازی، بخش تولید پودر فلزات برای خوراک دهی به واحد قطعه سازی و همچنین عرضه پودر به بازار های صنعتی ، وجود دارد.

قبل از پرداختن به موضوعیت اصلی طرح حاضر ، عنایت ویژه سرمایه گذاران به نکات کلیدی زیر حائز اهمیت است.

الف ) اصولا توجیه پذیری هر پروژه اجرایی ، تابع زمان می باشد . بدین معنی که پروژه دارای توجیه در شرایط حاضر الزاما در سال های آتی توجیه پذیر نخواهد بود و بایستی مطالعات مربوطه مجددا مورد بازنگری قرار گیرد چرا که شرایط اقتصادی ، تکنولوژیکی ، اجتماعی ، فرهنگی و سیاسی حاکم در بستری از شرایط رقابتی قرار داشته و لذا عوامل موثر بر طرح ها تحت تاثیر و احیانا تغیرات جدی قرار می گیرند .

ب ) توجیه پذیری طرح دارای یک مفهوم نسبی است به طوریکه این مفهوم در کنار پارامتر مهم دیگری تحت عنوان توان و اهلیت مدیریتی سرمایه گذار به مفهوم عام کلمه کامل می گردد. در این راستا بایستی سرمایه گذاران محترم به عواملی همچون نحوه تامین منابع مالی در زمان مناسب ، انتخاب مدیران و کارشناسان مجرب و کار آزموده در هسته مدیریتی و اجرایی پروژه و به ویژه پیش بینی مناسب بازارهای هدف و مکانیزم دستیابی به آن، توجه خاصی داشته باشند.

مطالعات امکان سنجی متالورژی پودر

متالورژی پودر

متالورژی پودر روشی برای ساخت و تولید قطعات فلزی و سرامیک است که اساس آن بر فشردن پودر مواد به شکل مورد نظر و تفجوشی آن است. تف جوشی در درجه حرارتی زیر نقطه ذوب صورت میپذیرد .

متالورژی پودر بخشی کوچک ولی بسیار مهم از صنایع فلزگری میباشد. گرچه روش متالورژی پودر امکانات ویژهای را جهت تولید بعضی قطعات خاص فراهم ساختهاست، که تولید آنها از طریق روشهای دیگر غیر ممکن یا بسیار مشکل میباشد ولی زمینه هایی مانند زمینه های اقتصادی ، بهره وری انرژی ، انطباق زیست محیطی ، ضایعات بسیار پائین باعث فراگیر شدن استفاده از این روش گردیده است .

متالورژی پودر تکنولوژیی است، پویا

در طول سالها عوامل موثر بر این فن آوری بهبود داده شده اند به علاوه، تولید آلیاژهایی جدید و مستحکمتر و فرآیندهای تولید قطعات با دانسیته بالا مانند (Warm compaction، ایزو استالیک گرم، فرج پودر، Incretion mounding Powders ،Powders rolling ،extrusion) همراه با کنترل عالی بر زیر ساختار هم چنین خصوصیت ذاتی فن آوری متالورژی پودر در تولید مواد مرکب، امکان ساخت محصولاتی از مواد ویژه و سنتی را در طیف و تولیدی و هم چنین گران بودن ابزار و تجهیزات تولید که ظرفیتهای تولید کم را غیر اقتصادی مینماید، از نقاط ضعف این فن آوری در رقابت با دیگر فرآیندهای تولید است.

توجیه استفاده از روش متالورژی پودر بر اساس تیراژ تولید می باشد. این امر در استفاده از متالورژی پودر در صنایع اتومبیل سازی از اهمیت ویژه ای برخوردار است.

همانطور که می دانیم ایران یک کشور رو به توسعه محسوب می گردد و لذا توسعه صنعتی یکی از ارکان اساسی آن می گردد . یکی از معیارهای موفقیت هر کشور در توسعه تولید صنعتی خود ، توانائی آن در ساخت ماشین آلات و کالاهای سرما یه ای می باشد .

گسترش تولید این کالاها سبب رشد وتقویت زیر ساخت ها ی فنی کشور شده و تولید سایر کالاها و یا خدمات در سا یه زیر ساخت های فوق شکل می گیرد . قطعه سازی یکی از صنایعی است که نقش اساسی در این راه ایفا مینماید ودراین میان تکنولوژیهای نودر مقایسه با تکنولوژ یها ی سنتی از اهمیت مضاعف در صنعت قطعه سازی برا ی کشورها برخوردار می باشد .

 استفاده از متالورژی پودر در صنایع اتومبیل سازی

متالورژی پودر از جمله تکنولوژیهای جدیددر کشوراست .این تکنولوژی با ساخت بسیاری از قطعات صنعتی که بوسیله سایر روشهای تولید امکان ناپذیر است ، نقش چشمگیری در توسعه قطعه سازی کشور بر عهده دارد.

قبل از شروع استفاده از این روش در کشورمان، سالانه مقادیر انبوهی ارز جهت وارد سازی قطعات از خارج کشور صرف می شد ولی امروزه بسیاری از آنها در داخل کشور و توسط صنعت گران ایرانی تولید می گردد که این امر سبب شده است نه تنها قیمت این قطعات کاهش یابد بلکه قابلیت دسترسی راحت به آنها را نیز افزایش داده است.

کاربردهای محصول

متالورژی پودر (P/M) یک روش بسیار پیشرفته برای تولید قطعات آهنی و غیرآهنی با قابلیت اعتماد بالاست. در این تکنولوژی با مخلوط کردن پودرهای عناصر و یا آلیاژهای مختلف و سپس فشرده کردن آنها در یک قالب بوسیله پرس، شکل نهایی قطعه بدست می آید.

در مرحله بعد، این قطعه خام در یک کوره مخصوص با اتمسفر کنترل شونده گرما داده می شود (یا به اصطلاح سینتر می شود) و به این ترتیب ذرات پودر به هم می چسبند.

از آنجا که در این فرآیند هیچ براده ای تولید نمی شود، در قطعه نهایی بیش از 97% مواد خام اولیه مورد استفاده قرار می گیرد. به همین خاطر در متالورژی پودر صرفه جویی زیادی در مصرف انرژی و مواد اولیه صورت می گیرد.

مطلب مرتبط : طرح تولید قطعات صنعتی به روش فورجینگ

فرآیند متالورژی پودر یک فرآیند کم هزینه در تولید قطعات ساده و یا پیچیده در تعداد چندصدتایی تا چندهزارتایی در ساعت (تاکید بر تیراژ بالا جهت توجیه دار بودن این صنعت) با ابعادی با دقت بالاست.

در نتیجه در بدترین حالت، یک فرآیند ماشینکاری جزئی بر روی قطعه مورد احتیاج است. همچنین قطعات تولید شده ممکن است تحت عملیات سایزینگ (Sizing) برای دقیق تر کردن ابعاد و کوینینگ (Coining) برای دقیق تر کردن ابعاد، افزایش چگالی و استحکام قطعه قرار بگیرد.

بیشتر قطعات تولید شده بوسیله متالورژی پودر کمتر از 2/3 کیلوگرم (5 پوند) وزن دارند، اگرچه می توان قطعاتی با وزن 16 کیلوگرم (35 پوند) را هم بوسیله ماشین آلات متعارف متالورژی پودر تولید کرد.

بسیاری از قطعات اولیه ای که بوسیله متالورژی پودر تولید می شدند، مانند بوش ها و یاتاقان ها، شکل های ساده ای داشتند اما امروزه به دلایل اقتصادی بیشتر قطعات چند سطحی و با کانتورهای پیچیده به کمک فرآیند متالورژی پودر تولید می شوند .

تولید اکثر قطعات چند سطحی و با کانتورهای پیچیده به کمک فرآیند متالورژی پودر

برخی از کاربردهای متالورژی پودر در صنایع مختلف تولیدی

نوع صنعت نمونه ای از قطعات
خودرو یاتاقان ها،چرخدنده ها،بوش ها،ذغال های استارت ودینام،پلاتین، برخی پیچ ها،قطعات اویل پمپ، هسته استاتوردینام،بادمک ها،پیستون ، کمک فنر
لوازم خانگی قطعات چرخ گوشت،قطعات آبمیوه گیری ها و آسیاب ها،قطعات چرخ خیاطی،قطعات فرخانگی،قطعات شیرکنترل یخچال ، تنگستن لامپ روشنایی
ماشین آلات صنعتی قطعات مورد استفاده درماشین آلات نساجی و دیگرماشینهای صنعتی
صنعت ماشین کاری و ابزار آلات تولید تیغچه های ماشینکاری ، ابزار آلات مکانیکی ،
تنگستن کاربید-کبالت برای ابزار سایشی
ماشین های اداری قطعات انبوه یازدستگاه فتوکپی،پرینترها و…
مغناطیس ها مثل مغناطیس های فریتی، آلنیکو و غیره
یاتاقانها مثل آلیاژهای مس وسرب
کامپوزیتها کامپوزیتهایی که به روش متالورژی پودر تولید می شوند. مثل کامپوزیت مس-گرافیت
سرمتها Al2O3-Cr، Al2O3-Ni و….
سوپرآلیاژها مثل آلیاژهای پایه نیکل که در مقابل خزش وخوردگی مقاومت خوبی دارند و در ساخت پره توربین بکار می رود.
مواد دیرگداز مثل فیلامان لامپ که از جنس تنگستن می باشد.
صنایع الکترونیکی مثل کنتاکت کلیدها وکنتاکتورها

مطلب مرتبط : طرح بازیافت انواع مختلف آلیاژ

مقایسه روش متالورژی پودر با سایر متدهای متداول در مهندسی ساخت و تولید

روش تولید مزایا در مقایسه با متالورژی پودر ضعفها در مقایسه با متالورژی پودر
شکل دهی سرد بالاتر بودن استحکام، پرداخت سطحی خوب دقت پائین، کوتاهتر بودن عمر ابزارها، محدود بودن مواد
حدیده کاری تولید قطعات بلند، صافی سطح، سرعت تولید ثابت بودن سطح مقطع قطعه، پائینتر بودن دقت، انرژی مصرفی بالا، بدون پله بودن قطعات، کوتاهی عمر ابزاره
پرس ورق تخت بودن سطح، دقت بالا، آهنگ تولید بالا، تولید قطعات دارای سطح بزرگ، موقعیت دقیق نقشها تولید قطعات دارای یک ارتفاع و تنها نازک، محدود بودن تنوع مواد، ضایعات، خشنبودن لبه ها، مشکل بودن ایجاد نقش در اندازه های کوچک
ریخته گری گسترده بودن دامنه کاربرد، امکان تولید قطعات کوچک تا بزرگ، پائین بودن هزینه های آماده سازی، پائین بودن هزینه ابزار بندی برای دیر گدازها مناسب نیست، وجود ترشحات فلزی چسبیده به سطح، وجود خط جدایش،ناهمگنی، تخلخل، نقائص و نیاز به بازیابی مواد راه گاها و مجاری مذاب رسانی
شکل دهی گرم بالا بودن خواص مکانیکی، تولید قطعات بزرگ و پیچیده، سرعت تولید بالا، سهولت جریان ماده ترشحات فلزی و ضایعات، کنترل ضعیف ابعادی، ناخالصیهای غیر فلزی و نقائص فنی،سایش سریع ابزارها
ماشین کاری کاربرد برای رقیب به اتفاق کلیه انواع مواد و شکلها، قابلیت استفاده برایاندازههای متفاوت، دقت بالا، کوتاه بودن زمان مرده، عدم نیاز به ابزار شکل دهی،قابلیت تولید در حجم کم ضایعات زیاد، بهره وری کم، غیر یکنواختی خواص، هزینه زیاد، نیروی انسانی زیاد

کشورهای عمده تولید کننده و مصرف کننده قطعات متالورژی پودر

  • صنعت خودرو
    به عنوان یکی از مهمترین بازار قطعات ساخته شده متالورژی پودر زنجیره عظیم تأمین کنندگان و قطعه سازها و زیر مجموعه سازیهای خودرو با داشتن توان طراحی مهندسی ، قطعات و زیر مجموعه های خودرو را تولید می کنند و به عنوان صنایع واسطه عمل می کنند .

    این حلقه های واسطه صنعت خودرو به عنوان صنایع پیشین صنعت خودرو تلقی می شوند و تا صنعت خودرو و یا به بیان دیگر صنعت مونتاژ خودرو به وجود نیامده باشد و به اندازه اقتصادی مناسب نرسیده باشد ، نمی توان به صنعت قطعه سازی روی آورد .

    اصولا بزرگترین کمپانی های تولید خودرو ، مهمترین مصرف کنندگان قطعات خودرو و از جمله قطعات ساخته شده به شیوه متالورژی پودر خواهند بود .

  • قطعات مورد استفاده در ماشین آلات صنعتی
    کشورهای عمده تولیدکننده ماشین آلات صنعتی عبارتند از : کشورهای اروپایی بخصوص اتحادیه اروپا، آمریکا ، چین ، روسیه ، هندوستان و ژاپن .
  • قطعات مورد استفاده در لوازم خانگی
    صنعت لوازم خانگی یکی از رشته های شتاب دهنده توسعه صنعتی است. صنعتی متنوع با کاربردهای گوناگون که به صورت گسترده علاوه بر استفاده وسیع خانگی و تأمین کننده نیاز ضروری و غیر قابل اجتناب خانواده ها، در بخشهای اداری و تجاری کاربرد دارد و سهم بسیار وسیعی از بازار را بهخود اختصاص داده است.

    صنعتی که برای صنایع فولاد، پتروشیمی، مس و… ارزش افزوده ایجاد میکند. در این بخش و جهت اطلاع از آینده این صنعت ، آخرین اطلاعات مرتبط تشریح می گردد .

  • کشورهای عمده تولید و مصرف کننده کننده انواع ماشین های اداری عبارتند از :آلمان ، آمریکا ، ایتالیا ، چین ، ژاپن و فرانسه .

معرفی برخی از شرکت های فعال در صنعت متالورژی پودر ایران

  1. شرکت متالورژی پودر خراسان
  2. گروه متالورژی پودر آریا
  3. متالورژی پودر ماد صنعت

تشریح تکنولوژی تولید متالورژی صنعتی

متالورژی صنعتی ، شامل کار بر روی فلزات و مواد و تهیه محصول نهایی میباشد. در این گرایش همچنین خواص و مشخصات فیزیکی ، ساختاری و مکانیکی مواد نیزبررسی میشوند.

منظور از کار کردن روی فلزات ، روشهای مختلف تولید مصنوعات فلزی استکه مهمترین شیوه های تولید عبارتند از:متالورژی پودر،شکل دادن،جوشکاری و ماشینکاری. انتخاب نوع روش تولید عمدتا به مسائل اقتصادی ، خواص فلزات ، زمان تولید ، اندازه ، شکل و تعداد قطعات مورد نیاز بستگی دارد.

به عنوان مثال ، فلزاتی که خاصیت پلاستیک کمی دارند یا قطعاتی که دارای اشکال پیچیده هستند، به روش ریخته گری شکل داده میشوند. به منظور آگاهی بیشتر از نحوه انتخاب روش تولید و شناخت مسائل فوق ،روشهای تولید مذکور به اختصار تشریح میگردند:

  • ریخته گری

    ریخته گری عبارت از شکل دادن فلزات و آلیاژها از طریق ذوب ،ریختن مذاب در محفظه ای به نامقالب ، سرد کردن و انجماد آن مطابق شکل محفظه قالب میباشد.
    برای ریخته گری ، از فولاد و چدنها (فلزات آهنی) ، برنزها ، برنج ها ، آلیاژهای آلومینیم و منیزیم و آلیاژهای منیزیم و روی (فلزات غیر آهنی) به عنوان مهمترین فلزات ریخته گری استفاده میشود.

    معمولا روشهای ریخته گری را به نام ماده سازنده قالب اسم گذاری میکنند، مانند ریخته گری در ماسه که جنس قالب آن ، ماسه است. مهمترین روشهای ریخته گری عبارتند از: ریخته گری در قالب های موقت شامل ریخته گری در ماسه و در قالبهای پوسته ای ، ریخته گری در قالبهای دائمی شامل ریخته گری در قالبهای فلزی به روش گریز ازمرکز .

  • شکل دادن

    در فرآیند شکل دادن ، روشهای مختلفی برای تهیه محصول به صورت شکلنهایی بکار برده میشوند. این روشها شامل نورد ، آهنگری ، اکستروژن ، کشیدن ، پرسکاری ، چرخشی ، چرخشی برشی ، انفجاری ، الکترومغناطیسی ، الکترو هیدرولیکی وغیره میباشند که برخی از مهمترین این روش ها در زیر بررسی میگردند.

  • نورد کاری (غلتک کاری)

    قسمت اعظم فولادی که در کارخانه های فولادسازی به صورت شمش تهیه میگردد، توسط دستگاههای نورد به ورق ، تیرآهن ، تسمه های فولادی ، ریل ، انواع پروفیل ، لوله و سیم تبدیل میشود.

    دستگاه نورد بطورساده وابتدایی از دو غلتک استوانه ای که روی هم قرار گرفته اند، تشکیل شده است. استوانه های مذکور بوسیله موتورها در جهت عکس یکدیگر حرکت دورانی نموده ، بدین ترتیب اگر شمش بین آنهاهدایت گردد، استوانه ها آن را گرفته و از شکاف بین خود عبور میدهند.

    در اثراین عمل ، جسم پهن و طویل میشود. با انجام این عمل به دفعات و نزدیکتر کردن استوانه ها به یکدیگر ، سیم پهن تر، نازکتر و طویلترخواهد شد. محصولات نورد شامل میل گرد، میل چهار و گوش ، تسمه باریک ، تیرآهن ، ناودانی ، ریل ، ورق و صفحه های فولادی با ضخامت های متفاوت ، لوله های بدون درز و با درز و با مقاطع دایرهای ،بیضی و چندضلعی میباشند.

  • آهنگری (پتک کاری)

    عملیات آهنگری توسط ضربه چکش یادستگاه پرس انجام میپذیرد.این روش،شامل کار برروی فلز توسط چکش کاری یا پرسکاری تا حصول شکل نهایی با قالب یا بدون قالب است.

    چکش کاری به دو روش دستی و ماشینی قابل انجام است که امروزه اکثرا چکش های ماشینی بکار گرفته میشوند. این چکش ها با بخار یا هوای فشرده کار میکنند و با
    اعمال ضربه های سنگین ، چکشکاری قطعات را انجام میدهند.

    برای ساخت قطعاتی چون محور کشتی ها ، میللنگ ها ، لوله های توپ ،دیگ های بخار و غیره توسط پرسکاری تهیه میگردند. امروزه برای خم کردن و شکل داد نورق در صنایع کشتی سازی و ماشین سازی نیز از پرس استفاده میشود.

  • اکستروژن (حدیده کاری)

    اکستروژن ، فرآیندی است که بوسیله آن میتوان قطعات و اشکالی را تولید نمودکه تقریبا با هرروش ساخت دیگری غیر ممکن میباشد. در این روش ، فلز را تحت تاثیر نیروی زیاد وارد قالبی نموده ، به شکل مورد نظر (نظیر لوله، سیم و مقاطع مخصوص) بیرون می آورند.

    آلومینیوم،سرب،روی،قلع و برخی از فولادها از جمله موادی هستند که تحت فرآیند اکستروژن قرار میگیرند.

  • کشیدن

    کشیدن ، عبارت است از امتداد دادن و کشیدن ورق برای تولید اشکال با سطوح مختلف. دراین روش، ورق فلزی حداقل در یک جهت فشرده میشود.

    این فرآیند میتواند به صورت کشیدن قطعه از درون قالب (بر خلاف روش اکستروژن) انجام پذیرد و قطعاتی نظیر لوله های بدون درز ، قطعات سقف اتومبیل ، پوکه های فشنگ ، ظروف حلبی و ماهیتابه ها به این روش تهیه میشوند.

  • جوشکاری

    
    بطور کلی ، جوشکاری عمل اتصالات دادن قطعات فلزی به یکدیگر توسط گرم کردن محل های تماس تا حالت ذوب یا خمیری است که اتم های هر دو قطعه فلز در منطقه جوش در هم نفوذ کرده ، پس از سرد شدن اتصال محکم ایجاد می نمایند برای ایجاد حالت ذوب یا خمیری ، انرژی های الکتریکی و شیمیایی به عنوان منابع حرارت بکاربرده میشوند.

  • ماشینکاری

    فرآیند ماشینکاری عبارت از شکل دادن مواد توسط تراوش و برش میباشد. این عمل بوسیله ابزارها و ماشینهای تراوش و برش انجام میگیرد. مقدار قشری که از قطعه اولیه برداشته میشود تا قطعه صیقلی و نهایی ایجاد گردد، اصطلاحا تراوش خور می نامند. به منظور رعایت مسائل اقتصادی ، مقدار تراوش خور بایدحداقل باشد تا مصرف فلز و هزینه های تراشکاری کاهش یابد.

در برشکاری (قیچیکاری) نیز برای برش و جدا کردن فلز از دو نیروی متقابل استفاده میشود. ایننیروها ، توسط دو تیغه (با فاصله از یکدیگر) اعمال میشوند که با نیروی کافی موجباز هم گسیختگی و شکسته شدن فلز میگردند.

در ماشینکاری قطعات ، بر حسب نوع کار ازماشینهای تراوش ، فرز ، مته صفحه تراش ، کله زنی ، سنگ زنی ، تیز کاری و سوراخکن استفاده میشود که معمولا این قطعات ، خود محصول فرآیندهای ریخته گری ، آهنگری ، نورد و غیره میباشند.

ماشینکاری فلز با وسایل تخلیه الکتریکی پر فرکانس نیز فرآیند نسبتا جدید است که به میزان وسیعی بکار گرفته میشود. این روش ، برای ماشینکاری اشکال پیچیده و بریدن مقاطع نازک از نیمه هادیها و آلیاژهای وسایل فضایی بکار میرود.

کلیه عملیاتی که در ساخت قطعات به روش متالورژی پودر نیاز است انجام گیرد را میتوان در دو گروه اصلی کلاسه بندی کرد :

  • پروسه های اولیه : شامل تولید پودر، مخلوط کردن، خشته سازی، پیش زینتر کردن و زینتر.
  • پروسه های ثانویه : شامل اندازه کردن (تصحیح اندازه)، فشرده سازی، ماشینکاری، آغشته سازی و اشباع روغن، فلز آغشتگی (نفوذ دادن فلز)، آبکاری (پوشش دهی) و عملیات حرارتی و غیره .

فرآیندهای اولیه در ساخت قطعات به روش متالورژی پودر :

  1. تولید پودر رنج بسیار گستردهای از پودرهای فلزی دارای محدوده بسیار بزرگی از خواص هستند که از نظر تجاری توصیه شده اند.

    رایجترین پودرهای استفاده شده، مواد پایه مس و پایه آهن میباشند. روشهای مختلفی جهت تولید پودرها بکار گرفته میشوند. این روشها عبارتند از اتمیزاسیون ، الکترولیز، خرد کردن و آسیاب کردن، ماشینکاری و ساچمه سازی. در اتمیزاسیون ، فلز مذاب از یک نازل تحت جریانی از هوا یا آب حرکت داده میشود.

    فلز به ذرات کوچک با شکلهای مختلف و غیرمنتظم تبدیل شده و جامد میگردد. اندازه نازل ، سرعت جریان فلزات، دما و فشار جریان، اندازه ذرات را کنترل میکند. این فرآیند برای تولید پودرهای فلزات دارای دمای ذوب پائین از قبیل آلومینیوم، روی، قلع و غیره استفاده میشود.

    پودرهای فلزی همچنین از احیاء سنگ معدن خالص شده یا اکسیدهای آماده بوسیله تماس با یک گاز در دمای زیر نقطه ذوب بدست می آید. پودرهای فلزی را میتوان بوسیله رسوب دادن الکترولیتی تحت شرایط کنترل شده نیز بدست آورد.

    مواد رسوب داده شده آسیاب شده و به ذرات بسیار ریز و به شکل گرد تا اندازه دانه مورد نظر (دلخواه) خرد میشوند و آنها را آنیل میکنند تا هیدروژن آن خارج شود و اثرات کار سختی (کار سرد سختی) از بین برود .

    پودرهای تولید شده به این روش خالصترین نوع پودر میباشد اما هزینه آن بسیار بالامیباشد. در خرد کردن و آسیاب، فلز به وسیله خرد کردن و جذب از طریق آسیابهای ضربه ای (ساچم های)، خرد کننده ها و غیره به تکه های کوچک شکسته میشود.

    مناسبترین روش برای مواد شکننده این روش میباشد. در عملیات ساچمه سازی، فلزمذاب از یک الک به داخل آب عبورداده میشود(ریخته میشود) تا ذرات کروی تولید گردد .

  2. مخلوط کردن
    مخلوط کردن زمانی ضروری میگردد که پودرهای فلزی مختلف جهت مخلوط کردن موجود باشند. فرآیند شامل مخلوط کردن دقیق و کامل اجزاء آلیاژی چه خشک و چه مرطوب است. مخلوط کردن رطوبی ، گرد را کاهش داده و خطرانفجار را به حداقل میرساند.

    روانسازها درطول (درحین) مخلوط کردن افزوده میشوند تا اصطکاک درحین پرسکاری را کاهش داده و بیرون اندازی قطعه فشرده شده را آسان نمایند. روانسازهای معمول عبارتند از : گرافیت، اسید استئاریک و استئارت لیتیم.

  3. خشته سازی و فشرده کردن
    تبدیل ذرات پودر آزاد به خشته خام با شکل و اندازه دقیق خود یک فرآیند میباشد که در سنبه ها و قالبهای فولادی انجام میگیرد. در این فرآیند دو بسته به کار میرود یکی از بالا و دیگری از پایین پودر. سنبه پایینی به عنوان یک بیرون انداز برای قطعه فشرده شده نیز به کار میرود.

    سنبه ها و قالبها باید کاملاً پرداخت شده و لقی برای زنجیره مناسب حداقل انتخاب شود. سنبه ها باید سخت شوند. فولاد با کربن زیاد، فولاد با کرم و وانادیم زیاد و کاربید تنگستن مواد اصلی قالب هستند.

    هر دو نوع پرسهای مکانیکی و هیدرولیکی جهت خشته سازی استفاده میشوند. پرسهای مکانیکی برای فشارهای کم و نرخ تولید زیاد مناسب هستند و پرسهای هیدرولیکی برای فشارهای بالاتر استفاده میشوند. آنها همچنین تولید قطعات با دانسیته یکنواخت را نیز آسان و ممکن مینمایند.

  4. پیش زینتر کردن
    پیش زینتر کردن به معنی حرارت دادن پودر خشته شده در دمای زیر دمای زینتر میباشد و برای افزایش استحکام خشته خام و زدودن مواد روانساز و چسبهای روانساز افزوده شده در مرحله مخلوط کردن انجام میشود.
  5. زینتر کردن
    عمل زینتر کردن در کورههای مداوم بزرگ دارای اتمسفر کنترل شده برای محافظت در برابر اکسیداسیون و سایر واکنشهای شیمیایی انجام میشود. قطعات در دمای مناسب برای مدت زمان مشخصی نگه داشته میشوند تا ذرات آنها توسط نیروهای اتمی خیلی محکم به هم بچسبند (پیوند یابند).

    استحکام قطعات به مقدار مورد نیاز افزایش یافته و سختی مورد نیاز حاصل میشود. فاکتورهای مهمی که در زینتر کردن نقش اساسی بازی میکند عبارتند از: دما، زمان، و اتمسفر کوره.

 

فرآیندهای ثانویه در ساخت قطعات به روش متالورژی پودر :

بسیاری از محصولات را می توان بعد از مرحله زینتر کردن استفاده نمود ولی در مواردی که تلرانس دقیق و سطح نهایی بهتری مطلوب باشد، فرآیندهای بیشتری ضروری است. عملیات های انجام شده برای این منظور در زیر می آید:

  • اندازه کردن : شامل قرار دادن قطعه زینتر شده در یک قالب، تصحیح اندازه ها و پرس مجدد آن جهت بدست آوردن ابعاد مورد نیاز است.
  • فشرده سازی : این مرحله شبیه مرحله تصحیح اندازه است اما هدف پرس مجدد در این مرحله، بستن حفره ها و بدست آوردن چگالی مطلوب و مورد نظر می باشد.
  • نفوذ دادن فلز : شامل قرار دادن تکه های شکل داده شده از مس یا برنج بر روی قطعه پیش زینتر شده و حرارت دادن مجدد آن است. تکه های فلز آغشته شونده ذوب شده توسط خاصیت مویینگی وارد خلل و خرج قطعه می شوند این عمل استکام قطعه را بالا می برد اما شکنندگی قطعه را نیز تا حدی افزایش می دهد.
  • آغشته سازی و اشباع روغن : این مرحله جهت تأمین خواص خود روانکاری در قطعات زینتر شده انجام می گیرد. برای این کار قطعات در یک تانک حاوی ماده روانساز قرار داده می شوند و در حدود دمای C۫ 95 به مدت 15 تا 20 دقیقه حرارت داده می شوند و ماده روانساز بنابر خاصیت مویینگی وارد حفره های قطعه میشود.
  • پوشش دهی : پوشش دهی قطعات زینتر شده با پوشش دهی سایر قطعات فلزی متفاوت است. این فرآیند شامل یک مرحله آغشته سازی قطعه با یک رزین پلاستیکی جهت پرکردن حفره ها و به دنبال آن آبکاری معمولی همانند سایر فلزات می باشد.

مطلب مرتبط : طرح تولید آلیاژهای پلی آمید

برخی از کاربردهای عمومی قطعات پودری فلزات، یاتاقان های فلزی متخلخل ساخته شده از آلومینیوم، آهن، برنج و برنز می باشد که بعداً با روغن و مواد روانساز اشباع می شوند. پودر تنگستن جهت تهیه سیم فیلامان برای لامپ های الکتریکی استفاده می شود.

مواد ابزارهای برشی دما بالا و مقاوم در برابر سایش، که کاربیدهای سمانته نامیده می شوند، با استفاده از پودر کاربید تنگستن همراه با چسب کبالت تولید می شوند.

همچنین کاربید تیتانیم، کاربید بور و کاربید تانتالیم برای تولید کاربیدهای سمانته استفاده می شوند. پودرهای مس و گرافیت برای ساخت فرچه ها و برس های موتور به کار می رود.

سایر محصولات معمول استفاده شده عبارتند از : کنتاکت های الکتریکی، چرخ های سمباده، صفحه کلاچ ها، مفتول های جوشکاری، فلزات ورقه ای و پوشش سیم لحیم .

لیست ماشین آلات مورد نیاز در صنعت متالورژی پودر

نام ماشین آلات محل تامین
کوره با دمای 1800 درجه سلسیوس سازندگان داخلی مانند شرکت اکسایتون ، پرتو کوره ، صنایع کوره ایران
انواع ماشین پرس هیدرولیک از ظرفیت 200 تن به پایین سازندگان داخلی مانند ماشین سازی لولایی ، پرس هیدرولیک شهاب ، ایران ماشین
انواع ماشین های تراش ، دریل ، سنگ مغناطیس و فرز سازندگان داخلی مانند ماشین سازی تبریز ، تهران ماشین افزار ، فرز سازان
انواع قالب و فیکسچر سازندگان داخلی
تجهیزات تست و کنترل کیفیت سازندگان داخلی
پرس هیدرولیک 16 تن اتوماتیک تولید قطعات متالورژی پودر
پرس هیدرولیک 16 تن اتوماتیک تولید قطعات متالورژی پودر

جمع بندی و نتیجه گیری

همانطور که قبلا عنوان گردید صنعت متالورژی پودر یکی از روشهای موجود به منظور تولید قطعات است .درمیان فناوری های گوناگون فلز کاری ، متالورژی پودر از کارایی گسترده تری برخوردار است. یکی از ویژگیهای مهم این فرایند قابلیت آن برای تولید قطعات پیچیده با کیفیت بالا و با رعایت جنبه های اقتصادی است .

در روش متالورژی پودر، یک پودر فلزی با ویژگیهای شکلی، اندازه ای و انباشته ای معین را انتخاب کرده و آن را به قطعه ای مستحکم، دقیق و با عملکرد بالا تبدیل مینماید .

مراحل کلیدی این روش شامل آمیختن (Mixing) پودر فلز، فشردن پودر(Compaction) و سپس ایجاد پیوند و استحکام بین دانههای پودر به کمک تفت جوشی (Sintering) میباشد.

مراحل فرایند خودکار، انرژی مصرفی کم و میزان بهره گیری از مواد اولیه بالا باعث کاهش هزینه تمام شده قطعه میگردد لذا متالورژی پودر از جنبه های بهره وری، مصرف انرژی و مواد اولیه از مزیت های بسیاری برخوردار است.

به علاوه متالورژی پودر فرایندی قابل انعطاف است که قابلیت تولید گستره وسیعی از مواد، زیر ساختارها و ویژگیهای مورد نظر قابل کنترل را دارا میباشد.

دلایل استفاده از روش متالورژی پودر نسبت به سایر روشهای تولید عبارتند از قیمت تمام شده پائین، شکل دهی دقیق، بالا بودن آهنگ تولید و قابل کنترل بودن خواص مورد نظر در قطعه است.

لازم به یادآوری است قطعه سازی به ویژه در زیر مجموعه خودرو سازی ، یکی از صنایع مادر و اساسی در هر کشور به شمار می آید . این قطعات خود به عنوان کالای واسطه ای برای تولید انواع خودرو و خدمات پس از فروش آن مورد استفاده دارند .

از اینرو توسعه آن به مفهوم توسعه صنعت خودروسازی کشور است و لذا مجموعه قطعه سازی را می توان به عنوان یکی از محورهای توسعه کشورها تلقی کرد .

در حال حاضر صدها واحد قطعه سازی و بصورت مشخص چندین واحد (صنعت متالورژی پودر) در کشورمان مشغول قطعه سازی برای خودرو می باشند. خودروهای صنعتی و کشاورزی ، لوازم خانگی و ماشین های اداری از دیگر موارد کاربرد قطعات طرح است و اهمیت این صنایع نیز برای همگان روشن و شفاف می باشد .

بنابراین در مجموع ملاحظه می گردد که قطعات صنعتی از جمله گروه قطعات ساخته شده به شیوه متالورژی پودر به عنوان زیر ساخت های صنعت کشور به شمار می آیند و از درجه اهمیت بالایی برخوردار می باشند .

در این میان طبعا بایستی جهت افزایش توان رقابت با واحدهای مشابه و با پیشینه و تجارب طولانی در این صنعت ، استفاده از تکنولوژی های مدرن مد نظر سرمایه گذاران قرار گیرد تا از این طریق زیر ساخت مناسب جهت دستیابی به محصولات استاندارد و با کیفیت بالا و قیمت تمام شده مناسب و معقول ایجاد گردد .

امتیاز نویسنده

امتیاز کاربران: 5 ( 1 رای)
سفارش طرح توجیهی
گرد آورنده
ای توجیهی
دانلود رایگان طرح توجیهی

نوشته های مشابه

دنبال کردن این پرسش و پاسخ
اطلاع از
guest
0 Comments
دکمه بازگشت به بالا
Call Now Buttonتماس فقط جهت سفارش طرح توجیهی
0
()
x