طرح تولید قطعات به روش متالورژی پودر

در گزارش حاضر مطالعات امكان سنجي متالورژی پودر (مس و روي) مورد بررسي و تجزيه و تحليل واقع مي گردد . البته چنانچه خواهيم ديد، تمركز يك واحد صنعتي متالورژی پودر با لحاظ نمودن سرمايه گذاري نسبتا بالا (در مقايسه با ساير روش هاي ساخت و توليد) منحصرا بر روي دو نوع خاص از فلزات اقتصادي نبوده و عملا فعاليت چنين واحدي ، متناسب با تقاضاي بازارهاي صنعتي (صنعت خودرو ، لوازم خانگي و تجهيزات صنعتي) و عمدتا بصورت توليد قطعات با تيراژ بالا خواهد بود .

لازم به است در كارخانجات بزرگ توليد قطعات صنعتي بر پايه متالورژی پودر ، علاوه بر واحد قطعه سازي، بخش توليد پودر فلزات براي خوراك دهي به واحد قطعه سازي و همچنين عرضه پودر به بازار هاي صنعتي ، وجود دارد.

قبل از پرداختن به موضوعيت اصلي طرح حاضر ، عنايت ويژه سرمايه گذاران به نكات كليدي زير حائز اهميت است.

الف ) اصولا توجيه پذيري هر پروژه اجرايي ، تابع زمان مي باشد . بدين معني كه پروژه داراي توجيه در شرايط حاضر الزاما در سال هاي آتي توجيه پذير نخواهد بود و بايستي مطالعات مربوطه مجددا مورد بازنگري قرار گيرد چرا كه شرايط اقتصادي ، تكنولوژيكي ، اجتماعي ، فرهنگي و سياسي حاكم در بستري از شرايط رقابتي قرار داشته و لذا عوامل موثر بر طرح ها تحت تاثير و احيانا تغيرات جدي قرار مي گيرند .

ب ) توجيه پذيري طرح داراي يك مفهوم نسبي است به طوريكه اين مفهوم در كنار پارامتر مهم ديگري تحت عنوان توان و اهليت مديريتي سرمايه گذار به مفهوم عام كلمه كامل مي گردد. در اين راستا بايستي سرمايه گذاران محترم به عواملي همچون نحوه تامين منابع مالي در زمان مناسب ، انتخاب مديران و كارشناسان مجرب و كار آزموده در هسته مديريتي و اجرايي پروژه و به ويژه پيش بيني مناسب بازارهاي هدف و مكانيزم دستيابي به آن، توجه خاصي داشته باشند.

متالورژی پودر

متالورژی پودر روشي براي ساخت و توليد قطعات فلزي و سراميك است كه اساس آن بر فشردن پودر مواد به شكل مورد نظر و تفجوشي آن است. تف جوشي در درجه حرارتي زير نقطه ذوب صورت ميپذيرد .

متالورژی پودر بخشي كوچك ولي بسيار مهم از صنايع فلزگري ميباشد. گرچه روش متالورژی پودر امكانات ويژهاي را جهت توليد بعضي قطعات خاص فراهم ساختهاست، كه توليد آنها از طريق روشهاي ديگر غير ممكن يا بسيار مشكل ميباشد ولي زمينه هايي مانند زمينه هاي اقتصادي ، بهره وري انرژي ، انطباق زيست محيطي ، ضايعات بسيار پائين باعث فراگير شدن استفاده از اين روش گرديده است .

متالورژی پودر تكنولوژيي است، پويا

در طول سالها عوامل موثر بر اين فن آوري بهبود داده شده اند به علاوه، توليد آلياژهايي جديد و مستحكمتر و فرآيندهاي توليد قطعات با دانسيته بالا مانند (Warm compaction، ايزو استاليك گرم، فرج پودر، Incretion mounding Powders ،Powders rolling ،extrusion) همراه با كنترل عالي بر زير ساختار هم چنين خصوصيت ذاتي فن آوري متالورژی پودر در توليد مواد مركب، امكان ساخت محصولاتي از مواد ويژه و سنتي را در طيف و توليدي و هم چنين گران بودن ابزار و تجهيزات توليد كه ظرفيتهاي توليد كم را غير اقتصادي مينمايد، از نقاط ضعف اين فن آوري در رقابت با ديگر فرآيندهاي توليد است.

توجيه استفاده از روش متالورژی پودر بر اساس تيراژ توليد مي باشد. اين امر در استفاده از متالورژی پودر در صنايع اتومبيل سازي از اهميت ويژه اي برخوردار است.

همانطور كه مي دانيم ايران يك كشور رو به توسعه محسوب مي گردد و لذا توسعه صنعتي يكي از اركان اساسي آن مي گردد . يكي از معيارهاي موفقيت هر كشور در توسعه توليد صنعتي خود ، توانائي آن در ساخت ماشين آلات و كالاهاي سرما يه اي مي باشد .

گسترش توليد اين كالاها سبب رشد وتقويت زير ساخت ها ي فني كشور شده و توليد ساير كالاها و يا خدمات در سا يه زير ساخت هاي فوق شكل مي گيرد . قطعه سازي يكي از صنايعي است كه نقش اساسي در اين راه ايفا مينمايد ودراين ميان تكنولوژيهاي نودر مقايسه با تكنولوژ يها ي سنتي از اهميت مضاعف در صنعت قطعه سازي برا ي كشورها برخوردار مي باشد .

متالورژی پودر از جمله تكنولوژيهاي جديددر كشوراست .اين تكنولوژي با ساخت بسياري از قطعات صنعتي كه بوسيله ساير روشهاي توليد امكان ناپذير است ، نقش چشمگيري در توسعه قطعه سازي كشور بر عهده دارد.

قبل از شروع استفاده از اين روش در كشورمان، سالانه مقادير انبوهي ارز جهت وارد سازي قطعات از خارج كشور صرف مي شد ولي امروزه بسياري از آنها در داخل كشور و توسط صنعت گران ايراني توليد مي گردد كه اين امر سبب شده است نه تنها قيمت اين قطعات كاهش يابد بلكه قابليت دسترسي راحت به آنها را نيز افزايش داده است.

كاربردهاي محصول

متالورژی پودر (P/M) يك روش بسيار پيشرفته براي توليد قطعات آهني و غيرآهني با قابليت اعتماد بالاست. در اين تكنولوژي با مخلوط كردن پودرهاي عناصر و يا آلياژهاي مختلف و سپس فشرده كردن آنها در يك قالب بوسيله پرس، شكل نهايي قطعه بدست مي آيد.

در مرحله بعد، اين قطعه خام در يك كوره مخصوص با اتمسفر كنترل شونده گرما داده مي شود (يا به اصطلاح سينتر مي شود) و به اين ترتيب ذرات پودر به هم مي چسبند.

از آنجا كه در اين فرآيند هيچ براده اي توليد نمي شود، در قطعه نهايي بيش از 97% مواد خام اوليه مورد استفاده قرار مي گيرد. به همين خاطر در متالورژی پودر صرفه جويي زيادي در مصرف انرژي و مواد اوليه صورت مي گيرد.

مطلب مرتبط : طرح تولید قطعات صنعتی به روش فورجینگ

فرآيند متالورژی پودر يك فرآيند كم هزينه در توليد قطعات ساده و يا پيچيده در تعداد چندصدتايي تا چندهزارتايي در ساعت (تاكيد بر تيراژ بالا جهت توجيه دار بودن اين صنعت) با ابعادي با دقت بالاست.

در نتيجه در بدترين حالت، يك فرآيند ماشينكاري جزئي بر روي قطعه مورد احتياج است. همچنين قطعات توليد شده ممكن است تحت عمليات سايزينگ (Sizing) براي دقيق تر كردن ابعاد و كوينينگ (Coining) براي دقيق تر كردن ابعاد، افزايش چگالي و استحكام قطعه قرار بگيرد.

بيشتر قطعات توليد شده بوسيله متالورژی پودر كمتر از 2/3 كيلوگرم (5 پوند) وزن دارند، اگرچه مي توان قطعاتي با وزن 16 كيلوگرم (35 پوند) را هم بوسيله ماشين آلات متعارف متالورژی پودر توليد كرد.

بسياري از قطعات اوليه اي كه بوسيله متالورژی پودر توليد مي شدند، مانند بوش ها و ياتاقان ها، شكل هاي ساده اي داشتند اما امروزه به دلايل اقتصادي بيشتر قطعات چند سطحي و با كانتورهاي پيچيده به كمك فرآيند متالورژی پودر توليد مي شوند .

برخي از كاربردهاي متالورژی پودر در صنايع مختلف توليدي

نوع صنعت	نمونه اي از قطعات
خودرو	ياتاقان ها،چرخدنده ها،بوش ها،ذغال هاي استارت ودينام،پلاتين، برخي پيچ ها،قطعات اويل پمپ، هسته استاتوردينام،بادمك ها،پيستون ، كمك فنر
لوازم خانگي	قطعات چرخ گوشت،قطعات آبميوه گيري ها و آسياب ها،قطعات چرخ خياطي،قطعات فرخانگي،قطعات شيركنترل يخچال ، تنگستن لامپ روشنايي
ماشين آلات صنعتي	قطعات مورد استفاده درماشين آلات نساجي و ديگرماشينهاي صنعتي
صنعت ماشين كاري و ابزار آلات	توليد تيغچه هاي ماشينكاري ، ابزار آلات مكانيكي ، تنگستن كاربيد-كبالت براي ابزار سايشي
ماشين هاي اداري	قطعات انبوه يازدستگاه فتوكپي،پرينترها و…
مغناطيس ها	مثل مغناطيس هاي فريتي، آلنيكو و غيره
ياتاقانها	مثل آلياژهاي مس وسرب
كامپوزيتها	كامپوزيتهايي كه به روش متالورژی پودر توليد مي شوند. مثل كامپوزيت مس-گرافيت
سرمتها	Al2O3-Cr، Al2O3-Ni و….
سوپرآلياژها	مثل آلياژهاي پايه نيكل كه در مقابل خزش وخوردگي مقاومت خوبي دارند و در ساخت پره توربين بكار مي رود.
مواد ديرگداز	مثل فيلامان لامپ كه از جنس تنگستن مي باشد.
صنايع الكترونيكي	مثل كنتاكت كليدها وكنتاكتورها

مطلب مرتبط : طرح بازیافت انواع مختلف آلیاژ

مقايسه روش متالورژی پودر با ساير متدهاي متداول در مهندسي ساخت و تولید

روش توليد	مزايا در مقايسه با متالورژی پودر	ضعفها در مقايسه با متالورژی پودر
شكل دهي سرد	بالاتر بودن استحكام، پرداخت سطحي خوب	دقت پائين، كوتاهتر بودن عمر ابزارها، محدود بودن مواد
حديده كاري	توليد قطعات بلند، صافي سطح، سرعت توليد	ثابت بودن سطح مقطع قطعه، پائينتر بودن دقت، انرژي مصرفي بالا، بدون پله بودن قطعات، كوتاهي عمر ابزاره
پرس ورق	تخت بودن سطح، دقت بالا، آهنگ توليد بالا، توليد قطعات داراي سطح بزرگ، موقعيت دقيق نقشها	توليد قطعات داراي يك ارتفاع و تنها نازك، محدود بودن تنوع مواد، ضايعات، خشنبودن لبه ها، مشكل بودن ايجاد نقش در اندازه هاي كوچك
ريخته گري	گسترده بودن دامنه كاربرد، امكان توليد قطعات كوچك تا بزرگ، پائين بودن هزينه هاي آماده سازي، پائين بودن هزينه ابزار بندي	براي دير گدازها مناسب نيست، وجود ترشحات فلزي چسبيده به سطح، وجود خط جدايش،ناهمگني، تخلخل، نقائص و نياز به بازيابي مواد راه گاها و مجاري مذاب رساني
شكل دهي گرم	بالا بودن خواص مكانيكي، توليد قطعات بزرگ و پيچيده، سرعت توليد بالا، سهولت جريان ماده	ترشحات فلزي و ضايعات، كنترل ضعيف ابعادي، ناخالصيهاي غير فلزي و نقائص فني،سايش سريع ابزارها
ماشين كاري	كاربرد براي رقيب به اتفاق كليه انواع مواد و شكلها، قابليت استفاده براياندازههاي متفاوت، دقت بالا، كوتاه بودن زمان مرده، عدم نياز به ابزار شكل دهي،قابليت توليد در حجم كم	ضايعات زياد، بهره وري كم، غير يكنواختي خواص، هزينه زياد، نيروي انساني زياد

كشورهاي عمده توليد كننده و مصرف كننده قطعات متالورژی پودر

• صنعت خودرو
  به عنوان يكي از مهمترين بازار قطعات ساخته شده متالورژی پودر زنجيره عظيم تأمين كنندگان و قطعه سازها و زير مجموعه سازيهاي خودرو با داشتن توان طراحي مهندسي ، قطعات و زير مجموعه هاي خودرو را توليد مي كنند و به عنوان صنايع واسطه عمل مي كنند .

  اين حلقه هاي واسطه صنعت خودرو به عنوان صنايع پيشين صنعت خودرو تلقي مي شوند و تا صنعت خودرو و يا به بيان ديگر صنعت مونتاژ خودرو به وجود نيامده باشد و به اندازه اقتصادي مناسب نرسيده باشد ، نمي توان به صنعت قطعه سازي روي آورد .

  اصولا بزرگترين كمپاني هاي توليد خودرو ، مهمترين مصرف كنندگان قطعات خودرو و از جمله قطعات ساخته شده به شيوه متالورژی پودر خواهند بود .

• قطعات مورد استفاده در ماشين آلات صنعتي
  كشورهاي عمده توليدكننده ماشين آلات صنعتي عبارتند از : كشورهاي اروپايي بخصوص اتحاديه اروپا، آمريكا ، چين ، روسيه ، هندوستان و ژاپن .
• قطعات مورد استفاده در لوازم خانگي
  صنعت لوازم خانگي يكي از رشته هاي شتاب دهنده توسعه صنعتي است. صنعتي متنوع با كاربردهاي گوناگون كه به صورت گسترده علاوه بر استفاده وسيع خانگي و تأمين كننده نياز ضروري و غير قابل اجتناب خانواده ها، در بخشهاي اداري و تجاري كاربرد دارد و سهم بسيار وسيعي از بازار را بهخود اختصاص داده است.

  صنعتي كه براي صنايع فولاد، پتروشيمي، مس و… ارزش افزوده ايجاد ميكند. در اين بخش و جهت اطلاع از آينده اين صنعت ، آخرين اطلاعات مرتبط تشريح مي گردد .

• كشورهاي عمده توليد و مصرف كننده كننده انواع ماشين هاي اداري عبارتند از :آلمان ، آمريكا ، ايتاليا ، چين ، ژاپن و فرانسه .

معرفي برخي از شركت هاي فعال در صنعت متالورژی پودر ایران

1. شركت متالورژی پودر خراسان
2. گروه متالورژی پودر آريا
3. متالورژی پودر ماد صنعت

تشريح تكنولوژي توليد متالورژي صنعتي

متالورژي صنعتي ، شامل كار بر روي فلزات و مواد و تهيه محصول نهايي ميباشد. در اين گرايش همچنين خواص و مشخصات فيزيكي ، ساختاري و مكانيكي مواد نيزبررسي ميشوند.

منظور از كار كردن روي فلزات ، روشهاي مختلف توليد مصنوعات فلزي استكه مهمترين شيوه هاي توليد عبارتند از:متالورژی پودر،شكل دادن،جوشكاري و ماشينكاري. انتخاب نوع روش توليد عمدتا به مسائل اقتصادي ، خواص فلزات ، زمان توليد ، اندازه ، شكل و تعداد قطعات مورد نياز بستگي دارد.

به عنوان مثال ، فلزاتي كه خاصيت پلاستيك كمي دارند يا قطعاتي كه داراي اشكال پيچيده هستند، به روش ريخته گري شكل داده ميشوند. به منظور آگاهي بيشتر از نحوه انتخاب روش توليد و شناخت مسائل فوق ،روشهاي توليد مذكور به اختصار تشريح ميگردند:

• ريخته گري

  ريخته گري عبارت از شكل دادن فلزات و آلياژها از طريق ذوب ،ريختن مذاب در محفظه اي به نامقالب ، سرد كردن و انجماد آن مطابق شكل محفظه قالب ميباشد.
  براي ريخته گري ، از فولاد و چدنها (فلزات آهني) ، برنزها ، برنج ها ، آلياژهاي آلومينيم و منيزيم و آلياژهاي منيزيم و روي (فلزات غير آهني) به عنوان مهمترين فلزات ريخته گري استفاده ميشود.

  معمولا روشهاي ريخته گري را به نام ماده سازنده قالب اسم گذاري ميكنند، مانند ريخته گري در ماسه كه جنس قالب آن ، ماسه است. مهمترين روشهاي ريخته گري عبارتند از: ريخته گري در قالب هاي موقت شامل ريخته گري در ماسه و در قالبهاي پوسته اي ، ريخته گري در قالبهاي دائمي شامل ريخته گري در قالبهاي فلزي به روش گريز ازمركز .

• شكل دادن

  در فرآيند شكل دادن ، روشهاي مختلفي براي تهيه محصول به صورت شكلنهايي بكار برده ميشوند. اين روشها شامل نورد ، آهنگري ، اكستروژن ، كشيدن ، پرسكاري ، چرخشي ، چرخشي برشي ، انفجاري ، الكترومغناطيسي ، الكترو هيدروليكي وغيره ميباشند كه برخي از مهمترين اين روش ها در زير بررسي ميگردند.

• نورد كاري (غلتك كاري)

  قسمت اعظم فولادي كه در كارخانه هاي فولادسازي به صورت شمش تهيه ميگردد، توسط دستگاههاي نورد به ورق ، تيرآهن ، تسمه هاي فولادي ، ريل ، انواع پروفيل ، لوله و سيم تبديل ميشود.

  دستگاه نورد بطورساده وابتدايي از دو غلتك استوانه اي كه روي هم قرار گرفته اند، تشكيل شده است. استوانه هاي مذكور بوسيله موتورها در جهت عكس يكديگر حركت دوراني نموده ، بدين ترتيب اگر شمش بين آنهاهدايت گردد، استوانه ها آن را گرفته و از شكاف بين خود عبور ميدهند.

  در اثراين عمل ، جسم پهن و طويل ميشود. با انجام اين عمل به دفعات و نزديكتر كردن استوانه ها به يكديگر ، سيم پهن تر، نازكتر و طويلترخواهد شد. محصولات نورد شامل ميل گرد، ميل چهار و گوش ، تسمه باريك ، تيرآهن ، ناوداني ، ريل ، ورق و صفحه هاي فولادي با ضخامت هاي متفاوت ، لوله هاي بدون درز و با درز و با مقاطع دايرهاي ،بيضي و چندضلعي ميباشند.

• آهنگري (پتك كاري)

  عمليات آهنگري توسط ضربه چكش يادستگاه پرس انجام ميپذيرد.اين روش،شامل كار برروي فلز توسط چكش كاري يا پرسكاري تا حصول شكل نهايي با قالب يا بدون قالب است.

  چكش كاري به دو روش دستي و ماشيني قابل انجام است كه امروزه اكثرا چكش هاي ماشيني بكار گرفته ميشوند. اين چكش ها با بخار يا هواي فشرده كار ميكنند و با
  اعمال ضربه هاي سنگين ، چكشكاري قطعات را انجام ميدهند.

  براي ساخت قطعاتي چون محور كشتي ها ، ميللنگ ها ، لوله هاي توپ ،ديگ هاي بخار و غيره توسط پرسكاري تهيه ميگردند. امروزه براي خم كردن و شكل داد نورق در صنايع كشتي سازي و ماشين سازي نيز از پرس استفاده ميشود.

• اكستروژن (حديده كاري)

  اكستروژن ، فرآيندي است كه بوسيله آن ميتوان قطعات و اشكالي را توليد نمودكه تقريبا با هرروش ساخت ديگري غير ممكن ميباشد. در اين روش ، فلز را تحت تاثير نيروي زياد وارد قالبي نموده ، به شكل مورد نظر (نظير لوله، سيم و مقاطع مخصوص) بيرون مي آورند.

  آلومينيوم،سرب،روي،قلع و برخي از فولادها از جمله موادي هستند كه تحت فرآيند اكستروژن قرار ميگيرند.

• كشيدن

  كشيدن ، عبارت است از امتداد دادن و كشيدن ورق براي توليد اشكال با سطوح مختلف. دراين روش، ورق فلزي حداقل در يك جهت فشرده ميشود.

  اين فرآيند ميتواند به صورت كشيدن قطعه از درون قالب (بر خلاف روش اكستروژن) انجام پذيرد و قطعاتي نظير لوله هاي بدون درز ، قطعات سقف اتومبيل ، پوكه هاي فشنگ ، ظروف حلبي و ماهيتابه ها به اين روش تهيه ميشوند.

• جوشكاري

  
  بطور كلي ، جوشكاري عمل اتصالات دادن قطعات فلزي به يكديگر توسط گرم كردن محل هاي تماس تا حالت ذوب يا خميري است كه اتم هاي هر دو قطعه فلز در منطقه جوش در هم نفوذ كرده ، پس از سرد شدن اتصال محكم ايجاد مي نمايند براي ايجاد حالت ذوب يا خميري ، انرژي هاي الكتريكي و شيميايي به عنوان منابع حرارت بكاربرده ميشوند.

• ماشينكاري

  فرآيند ماشينكاري عبارت از شكل دادن مواد توسط تراوش و برش ميباشد. اين عمل بوسيله ابزارها و ماشينهاي تراوش و برش انجام ميگيرد. مقدار قشري كه از قطعه اوليه برداشته ميشود تا قطعه صيقلي و نهايي ايجاد گردد، اصطلاحا تراوش خور مي نامند. به منظور رعايت مسائل اقتصادي ، مقدار تراوش خور بايدحداقل باشد تا مصرف فلز و هزينه هاي تراشكاري كاهش يابد.

در برشكاري (قيچيكاري) نيز براي برش و جدا كردن فلز از دو نيروي متقابل استفاده ميشود. ايننيروها ، توسط دو تيغه (با فاصله از يكديگر) اعمال ميشوند كه با نيروي كافي موجباز هم گسيختگي و شكسته شدن فلز ميگردند.

در ماشينكاري قطعات ، بر حسب نوع كار ازماشينهاي تراوش ، فرز ، مته صفحه تراش ، كله زني ، سنگ زني ، تيز كاري و سوراخكن استفاده ميشود كه معمولا اين قطعات ، خود محصول فرآيندهاي ريخته گري ، آهنگري ، نورد و غيره ميباشند.

ماشينكاري فلز با وسايل تخليه الكتريكي پر فركانس نيز فرآيند نسبتا جديد است كه به ميزان وسيعي بكار گرفته ميشود. اين روش ، براي ماشينكاري اشكال پيچيده و بريدن مقاطع نازك از نيمه هاديها و آلياژهاي وسايل فضايي بكار ميرود.

كليه عملياتي كه در ساخت قطعات به روش متالورژی پودر نياز است انجام گيرد را ميتوان در دو گروه اصلي كلاسه بندي كرد :

• پروسه هاي اوليه : شامل توليد پودر، مخلوط كردن، خشته سازي، پيش زينتر كردن و زينتر.
• پروسه هاي ثانويه : شامل اندازه كردن (تصحيح اندازه)، فشرده سازي، ماشينكاري، آغشته سازي و اشباع روغن، فلز آغشتگي (نفوذ دادن فلز)، آبكاري (پوشش دهي) و عمليات حرارتي و غيره .

فرآيندهاي اوليه در ساخت قطعات به روش متالورژی پودر :

1. توليد پودر رنج بسيار گستردهاي از پودرهاي فلزي داراي محدوده بسيار بزرگي از خواص هستند كه از نظر تجاري توصيه شده اند.

   رايجترين پودرهاي استفاده شده، مواد پايه مس و پايه آهن ميباشند. روشهاي مختلفي جهت توليد پودرها بكار گرفته ميشوند. اين روشها عبارتند از اتميزاسيون ، الكتروليز، خرد كردن و آسياب كردن، ماشينكاري و ساچمه سازي. در اتميزاسيون ، فلز مذاب از يك نازل تحت جرياني از هوا يا آب حركت داده ميشود.

   فلز به ذرات كوچك با شكلهاي مختلف و غيرمنتظم تبديل شده و جامد ميگردد. اندازه نازل ، سرعت جريان فلزات، دما و فشار جريان، اندازه ذرات را كنترل ميكند. اين فرآيند براي توليد پودرهاي فلزات داراي دماي ذوب پائين از قبيل آلومينيوم، روي، قلع و غيره استفاده ميشود.

   پودرهاي فلزي همچنين از احياء سنگ معدن خالص شده يا اكسيدهاي آماده بوسيله تماس با يك گاز در دماي زير نقطه ذوب بدست مي آيد. پودرهاي فلزي را ميتوان بوسيله رسوب دادن الكتروليتي تحت شرايط كنترل شده نيز بدست آورد.

   مواد رسوب داده شده آسياب شده و به ذرات بسيار ريز و به شكل گرد تا اندازه دانه مورد نظر (دلخواه) خرد ميشوند و آنها را آنيل ميكنند تا هيدروژن آن خارج شود و اثرات كار سختي (كار سرد سختي) از بين برود .

   پودرهاي توليد شده به اين روش خالصترين نوع پودر ميباشد اما هزينه آن بسيار بالاميباشد. در خرد كردن و آسياب، فلز به وسيله خرد كردن و جذب از طريق آسيابهاي ضربه اي (ساچم هاي)، خرد كننده ها و غيره به تكه هاي كوچك شكسته ميشود.

   مناسبترين روش براي مواد شكننده اين روش ميباشد. در عمليات ساچمه سازي، فلزمذاب از يك الك به داخل آب عبورداده ميشود(ريخته ميشود) تا ذرات كروي توليد گردد .

2. مخلوط كردن
   مخلوط كردن زماني ضروري ميگردد كه پودرهاي فلزي مختلف جهت مخلوط كردن موجود باشند. فرآيند شامل مخلوط كردن دقيق و كامل اجزاء آلياژي چه خشك و چه مرطوب است. مخلوط كردن رطوبي ، گرد را كاهش داده و خطرانفجار را به حداقل ميرساند.

   روانسازها درطول (درحين) مخلوط كردن افزوده ميشوند تا اصطكاك درحين پرسكاري را كاهش داده و بيرون اندازي قطعه فشرده شده را آسان نمايند. روانسازهاي معمول عبارتند از : گرافيت، اسيد استئاريك و استئارت ليتيم.

3. خشته سازي و فشرده كردن
   تبديل ذرات پودر آزاد به خشته خام با شكل و اندازه دقيق خود يك فرآيند ميباشد كه در سنبه ها و قالبهاي فولادي انجام ميگيرد. در اين فرآيند دو بسته به كار ميرود يكي از بالا و ديگري از پايين پودر. سنبه پاييني به عنوان يك بيرون انداز براي قطعه فشرده شده نيز به كار ميرود.

   سنبه ها و قالبها بايد كاملاً پرداخت شده و لقي براي زنجيره مناسب حداقل انتخاب شود. سنبه ها بايد سخت شوند. فولاد با كربن زياد، فولاد با كرم و واناديم زياد و كاربيد تنگستن مواد اصلي قالب هستند.

   هر دو نوع پرسهاي مكانيكي و هيدروليكي جهت خشته سازي استفاده ميشوند. پرسهاي مكانيكي براي فشارهاي كم و نرخ توليد زياد مناسب هستند و پرسهاي هيدروليكي براي فشارهاي بالاتر استفاده ميشوند. آنها همچنين توليد قطعات با دانسيته يكنواخت را نيز آسان و ممكن مينمايند.

4. پيش زينتر كردن
   پيش زينتر كردن به معني حرارت دادن پودر خشته شده در دماي زير دماي زينتر ميباشد و براي افزايش استحكام خشته خام و زدودن مواد روانساز و چسبهاي روانساز افزوده شده در مرحله مخلوط كردن انجام ميشود.
5. زينتر كردن
   عمل زينتر كردن در كورههاي مداوم بزرگ داراي اتمسفر كنترل شده براي محافظت در برابر اكسيداسيون و ساير واكنشهاي شيميايي انجام ميشود. قطعات در دماي مناسب براي مدت زمان مشخصي نگه داشته ميشوند تا ذرات آنها توسط نيروهاي اتمي خيلي محكم به هم بچسبند (پيوند يابند).

   استحكام قطعات به مقدار مورد نياز افزايش يافته و سختي مورد نياز حاصل ميشود. فاكتورهاي مهمي كه در زينتر كردن نقش اساسي بازي ميكند عبارتند از: دما، زمان، و اتمسفر كوره.

 

فرآيندهاي ثانويه در ساخت قطعات به روش متالورژی پودر :

بسياري از محصولات را مي توان بعد از مرحله زينتر كردن استفاده نمود ولي در مواردي كه تلرانس دقيق و سطح نهايي بهتري مطلوب باشد، فرآيندهاي بيشتري ضروري است. عمليات هاي انجام شده براي اين منظور در زير مي آيد:

• اندازه كردن : شامل قرار دادن قطعه زينتر شده در يك قالب، تصحيح اندازه ها و پرس مجدد آن جهت بدست آوردن ابعاد مورد نياز است.
• فشرده سازي : اين مرحله شبيه مرحله تصحيح اندازه است اما هدف پرس مجدد در اين مرحله، بستن حفره ها و بدست آوردن چگالي مطلوب و مورد نظر مي باشد.
• نفوذ دادن فلز : شامل قرار دادن تكه هاي شكل داده شده از مس يا برنج بر روي قطعه پيش زينتر شده و حرارت دادن مجدد آن است. تكه هاي فلز آغشته شونده ذوب شده توسط خاصيت مويينگي وارد خلل و خرج قطعه مي شوند اين عمل استكام قطعه را بالا مي برد اما شكنندگي قطعه را نيز تا حدي افزايش مي دهد.
• آغشته سازي و اشباع روغن : اين مرحله جهت تأمين خواص خود روانكاري در قطعات زينتر شده انجام مي گيرد. براي اين كار قطعات در يك تانك حاوي ماده روانساز قرار داده مي شوند و در حدود دماي C۫ 95 به مدت 15 تا 20 دقيقه حرارت داده مي شوند و ماده روانساز بنابر خاصيت مويينگي وارد حفره هاي قطعه ميشود.
• پوشش دهي : پوشش دهي قطعات زينتر شده با پوشش دهي ساير قطعات فلزي متفاوت است. اين فرآيند شامل يك مرحله آغشته سازي قطعه با يك رزين پلاستيكي جهت پركردن حفره ها و به دنبال آن آبكاري معمولي همانند ساير فلزات مي باشد.

مطلب مرتبط : طرح تولید آلیاژهای پلی آمید

برخي از كاربردهاي عمومي قطعات پودري فلزات، ياتاقان هاي فلزي متخلخل ساخته شده از آلومينيوم، آهن، برنج و برنز مي باشد كه بعداً با روغن و مواد روانساز اشباع مي شوند. پودر تنگستن جهت تهيه سيم فيلامان براي لامپ هاي الكتريكي استفاده مي شود.

مواد ابزارهاي برشي دما بالا و مقاوم در برابر سايش، كه كاربيدهاي سمانته ناميده مي شوند، با استفاده از پودر كاربيد تنگستن همراه با چسب كبالت توليد مي شوند.

همچنين كاربيد تيتانيم، كاربيد بور و كاربيد تانتاليم براي توليد كاربيدهاي سمانته استفاده مي شوند. پودرهاي مس و گرافيت براي ساخت فرچه ها و برس هاي موتور به كار مي رود.

ساير محصولات معمول استفاده شده عبارتند از : كنتاكت هاي الكتريكي، چرخ هاي سمباده، صفحه كلاچ ها، مفتول هاي جوشكاري، فلزات ورقه اي و پوشش سيم لحيم .

ليست ماشين آلات مورد نياز در صنعت متالورژی پودر

نام ماشين آلات	محل تامين
كوره با دماي 1800 درجه سلسيوس	سازندگان داخلي مانند شركت اكسايتون ، پرتو كوره ، صنايع كوره ايران
انواع ماشين پرس هيدروليك از ظرفيت 200 تن به پايين	سازندگان داخلي مانند ماشين سازي لولايي ، پرس هيدروليك شهاب ، ايران ماشين
انواع ماشين هاي تراش ، دريل ، سنگ مغناطيس و فرز	سازندگان داخلي مانند ماشين سازي تبريز ، تهران ماشين افزار ، فرز سازان
انواع قالب و فيكسچر	سازندگان داخلي
تجهيزات تست و كنترل كيفيت	سازندگان داخلي

جمع بندي و نتيجه گيري

همانطور كه قبلا عنوان گرديد صنعت متالورژی پودر يكي از روشهاي موجود به منظور توليد قطعات است .درميان فناوري هاي گوناگون فلز كاري ، متالورژی پودر از كارايي گسترده تري برخوردار است. يكي از ويژگيهاي مهم اين فرايند قابليت آن براي توليد قطعات پيچيده با كيفيت بالا و با رعايت جنبه هاي اقتصادي است .

در روش متالورژی پودر، يك پودر فلزي با ويژگيهاي شكلي، اندازه اي و انباشته اي معين را انتخاب كرده و آن را به قطعه اي مستحكم، دقيق و با عملكرد بالا تبديل مينمايد .

مراحل كليدي اين روش شامل آميختن (Mixing) پودر فلز، فشردن پودر(Compaction) و سپس ايجاد پيوند و استحكام بين دانههاي پودر به كمك تفت جوشي (Sintering) ميباشد.

مراحل فرايند خودكار، انرژي مصرفي كم و ميزان بهره گيري از مواد اوليه بالا باعث كاهش هزينه تمام شده قطعه ميگردد لذا متالورژی پودر از جنبه هاي بهره وري، مصرف انرژي و مواد اوليه از مزيت هاي بسياري برخوردار است.

به علاوه متالورژی پودر فرايندي قابل انعطاف است كه قابليت توليد گستره وسيعي از مواد، زير ساختارها و ويژگيهاي مورد نظر قابل كنترل را دارا ميباشد.

دلايل استفاده از روش متالورژی پودر نسبت به ساير روشهاي توليد عبارتند از قيمت تمام شده پائين، شكل دهي دقيق، بالا بودن آهنگ توليد و قابل كنترل بودن خواص مورد نظر در قطعه است.

لازم به يادآوري است قطعه سازي به ويژه در زير مجموعه خودرو سازي ، يكي از صنايع مادر و اساسي در هر كشور به شمار مي آيد . اين قطعات خود به عنوان كالاي واسطه اي براي توليد انواع خودرو و خدمات پس از فروش آن مورد استفاده دارند .

از اينرو توسعه آن به مفهوم توسعه صنعت خودروسازي كشور است و لذا مجموعه قطعه سازي را مي توان به عنوان يكي از محورهاي توسعه كشورها تلقي كرد .

در حال حاضر صدها واحد قطعه سازي و بصورت مشخص چندين واحد (صنعت متالورژی پودر) در كشورمان مشغول قطعه سازي براي خودرو مي باشند. خودروهاي صنعتي و كشاورزي ، لوازم خانگي و ماشين هاي اداري از ديگر موارد كاربرد قطعات طرح است و اهميت اين صنايع نيز براي همگان روشن و شفاف مي باشد .

بنابراين در مجموع ملاحظه مي گردد كه قطعات صنعتي از جمله گروه قطعات ساخته شده به شيوه متالورژی پودر به عنوان زير ساخت هاي صنعت كشور به شمار مي آيند و از درجه اهميت بالايي برخوردار مي باشند .

در اين ميان طبعا بايستي جهت افزايش توان رقابت با واحدهاي مشابه و با پيشينه و تجارب طولاني در اين صنعت ، استفاده از تكنولوژي هاي مدرن مد نظر سرمايه گذاران قرار گيرد تا از اين طريق زير ساخت مناسب جهت دستيابي به محصولات استاندارد و با كيفيت بالا و قيمت تمام شده مناسب و معقول ايجاد گردد .