Qu'est-ce que la métallurgie des poudres. Matériaux de métallurgie des poudres

Les compositions en poudre peuvent être produites à partir de métaux et de divers alliages. Ils peuvent être utilisés de diverses manières pour protéger les pièces et les pièces. La métallurgie des poudres est un domaine en développement actif qui présente un grand nombre de fonctionnalités. Cette direction de la métallurgie est apparue il y a plus de cent ans.

Préparation de poudres

Diverses technologies peuvent être utilisées pour produire de la poudre, mais elles sont unies par les points suivants :

1. Économique. Les déchets de l'industrie métallurgique peuvent être utilisés comme matières premières. Un exemple est l’échelle, qui n’est utilisée nulle part aujourd’hui. De plus, d’autres déchets peuvent être utilisés.
2. Haute précision des formes géométriques. Les produits obtenus à l'aide de la technologie de métallurgie des poudres considérée ont des formes géométriques précises, aucun traitement mécanique ultérieur n'est nécessaire. Ce moment détermine une quantité relativement faible de déchets.
3. Haute résistance à l'usure de la surface. En raison de la structure à grains fins, les produits obtenus ont une dureté et une résistance accrues.
4. Faible complexité des technologies de métallurgie des poudres.

Considérant les technologies de métallurgie des poudres les plus courantes, on note qu'elles sont divisées en deux groupes principaux :

1. Les méthodes physico-mécaniques impliquent le broyage des matières premières, ce qui réduit la taille des particules. Les processus de production de ce type se caractérisent par la combinaison de diverses charges qui affectent les matières premières.
2. Des méthodes chimico-métallurgiques sont utilisées pour modifier l'état de phase des matières premières utilisées. Un exemple d’une telle production est la réduction des sels et des oxydes, ainsi que d’autres composés métalliques.

De plus, nous soulignons les caractéristiques suivantes de la production de poudre :

1. La méthode à boulets consiste à traiter des déchets métalliques dans un broyeur à boulets. Grâce à un broyage soigneux, une poudre à grains fins est obtenue.
2. La méthode vortex implique l’utilisation d’un broyeur spécial qui crée un fort flux d’air. La collision de grosses particules provoque la production d’une poudre fine.
3. Application de concasseurs. La charge créée lorsqu'une charge importante tombe entraîne l'écrasement du matériau. La charge de choc agit avec une certaine fréquence, à cause de laquelle la composition est écrasée.
4. Pulvérisation de matières premières sous forme liquide sous l'influence de l'air comprimé. Après avoir obtenu une composition fragile, le métal passe dans un équipement spécial qui le broie pour obtenir une poudre.
5. L'électrolyse est le processus de récupération du métal d'une composition liquide sous l'influence d'un courant électrique. En raison de leur fragilité accrue, les matières premières peuvent être rapidement broyées dans des broyeurs spéciaux. Cette méthode de traitement permet d'obtenir des grains dendritiques.

Certaines des technologies de métallurgie des poudres ci-dessus se sont répandues dans l'industrie en raison de leur productivité et de leur efficacité élevées, tandis que d'autres ne sont pratiquement pas utilisées aujourd'hui en raison du coût accru des matières premières qui en résultent.

Compactage

La métallurgie des poudres implique également un procédé basé sur la production de produits semi-finis sous forme de barres et de bandes. Après pressage, vous pouvez obtenir un produit presque prêt à l'emploi.

Les caractéristiques du processus de compactage comprennent les points suivants :

1. Une substance en vrac est utilisée comme matière première lors de la réalisation du procédé considéré.
2. Après compactage, la poudre en vrac devient un matériau compact à structure poreuse. La résistance du produit obtenu est acquise au cours d'autres processus de transformation.

Considérant le processus de pressage des poudres, on note l'utilisation des technologies suivantes :

1. roulant;
2. coulée en barbotine;
3. pressage isostatique en appliquant une pression avec un gaz ou un liquide ;
4. appuyer sur un ou deux côtés lors de l'utilisation de matrices métalliques spéciales ;
5. méthode d'injection.

Afin d'accélérer le processus de compactage, le produit en poudre est exposé à des températures élevées. Dans la plupart des cas, la distance entre les particules individuelles est réduite par l'exposition à une pression élevée. Les poudres fabriquées à partir de métaux mous ont une grande résistance.

Frittage

La dernière étape de la métallurgie des poudres implique une exposition à des températures élevées. Presque toutes les méthodes de métallurgie des poudres impliquent une exposition à des températures élevées. Le frittage est réalisé pour atteindre les objectifs suivants :

1. augmenter la densité du produit;
2. pour conférer certaines propriétés physiques et mécaniques.

Pour l'exposition thermique, un équipement spécial est installé. L'environnement protecteur est généralement représenté par des gaz inertes, par exemple l'hydrogène. Le processus de frittage peut également être réalisé sous vide pour augmenter l’efficacité de la technologie utilisée.

La méthode de chauffage par induction est également très populaire. Cela implique l'utilisation de fours à induction, fabriqués ou fabriqués à la main. Il existe en vente des équipements pouvant combiner plusieurs procédés technologiques : le frittage et le pressage.

Application des produits de métallurgie des poudres

La métallurgie des poudres est utilisée dans l'aviation, l'électrotechnique, la radiotechnique et dans de nombreuses autres industries. Cela est dû au fait que la technologie de production utilisée permet de produire des pièces de formes complexes. De plus, les technologies modernes de métallurgie des poudres permettent d'obtenir des pièces qui présentent :

1. Haute résistance. La structure dense détermine une résistance accrue.
2. Durabilité. Les produits résultants peuvent durer longtemps dans des conditions de fonctionnement difficiles.
3. Résistance à l'usure. Si vous avez besoin d'une surface qui ne s'use pas sous l'effet de contraintes mécaniques, vous devez alors envisager la technologie de moulage en poudre.
4. Plasticité. Il est également possible d'obtenir des pièces à ductilité accrue.

En outre, la diffusion de cette technologie peut être associée au faible coût des produits obtenus.

Avantages et inconvénients
La méthode de fabrication de produits à partir de poudres est devenue assez répandue en raison du grand nombre d'avantages :

1. faible coût des produits obtenus;
2. la capacité de produire de grandes pièces avec des surfaces complexes ;
3. de hautes qualités physiques et mécaniques.

La méthode métallurgique des poudres se caractérise par plusieurs inconvénients :

1. La structure résultante a une résistance relativement faible.
2. La structure se caractérise par une densité plus faible.
3. Les technologies considérées impliquent l'utilisation d'équipements spécialisés.
4. Si la technologie de production n'est pas respectée, les pièces sont de mauvaise qualité.

Aujourd'hui, la métallurgie des poudres est activement utilisée dans une grande variété d'industries. De plus, des développements sont en cours visant à améliorer la qualité des produits obtenus.

En conclusion, nous notons que lorsque de petites particules de divers métaux et alliages sont combinées, on obtient des matériaux dotés de propriétés de performance particulières.

La métallurgie des poudres est une méthode de production de produits métalliques qui consiste à presser des granulés de poudres métalliques puis à les fritter. Cette production permet de fabriquer des produits avec une grande précision des dimensions géométriques, c'est donc une alternative aux autres technologies de mise en forme des produits, comme la coulée ou l'emboutissage. De plus, grâce à la métallurgie des poudres, il est possible de produire des alliages ou des produits finis dotés de propriétés qui ne peuvent être obtenues par d'autres procédés de production. Par exemple, grâce à la métallurgie des poudres, il est possible d'obtenir des alliages de composants qui ne se dissolvent pas les uns dans les autres à l'état fondu. Grâce à cette technologie, il est possible de produire des alliages durs de tungstène, de tantale et de cobalt, assez difficiles à obtenir par d'autres méthodes. La métallurgie des poudres permet de produire des produits de configurations complexes ou des produits dotés de propriétés élevées ou spécifiées de conductivité thermique et électrique.

Les principaux avantages de la métallurgie des poudres :

1. La capacité de créer des alliages de matériaux difficiles à fusionner ou des alliages difficiles à créer par d'autres moyens
2. Faisabilité économique de l'utilisation de la métallurgie des poudres. Avec cette méthode de production, par rapport au moulage et au tournage, beaucoup moins de déchets sont générés.
3. Haute précision des dimensions géométriques grâce à l'utilisation d'équipements de haute précision lors du pressage
4. Grâce à la métallurgie des poudres, il est possible d'obtenir des alliages avec une gamme de propriétés mécaniques plus élevée par rapport à la coulée.
5. Performances de processus élevées
6. Large gamme de propriétés obtenues, et surtout réglables

Les produits de la métallurgie des poudres sont utilisés dans tous les domaines technologiques : construction mécanique, fabrication d'instruments, industries minières et de raffinage du pétrole.

Technologie de la métallurgie des poudres

Le processus technologique de fabrication de produits utilisant la métallurgie des poudres se réduit aux étapes suivantes :

1. Obtention de matières premières - poudres d'un certain degré de dispersion de granulés
2. Moulage de poudres dans des moules sous pression. Des méthodes chaudes et froides peuvent être utilisées pour le moulage
3. Frittage de matériaux en poudre dans des fours thermiques. Lors de l'exécution du processus, des environnements de protection et de vide de différentes pressions sont généralement utilisés

Inconvénients de la métallurgie des poudres

Aujourd'hui, le niveau de développement des équipements technologiques a atteint des sommets énormes, ce qui a éliminé presque tous les obstacles à la production de pièces par métallurgie des poudres. Il y a plusieurs années, des problèmes sont survenus lors de la fabrication de produits et d'ébauches de grandes dimensions à partir de poudres. Mais ce problème a été résolu grâce à l’utilisation d’isostats modernes. Et aujourd’hui, hormis le coût élevé des matières premières, la métallurgie des poudres ne présente aucun inconvénient.

La métallurgie des poudres est une branche scientifique et technique qui combine diverses méthodes de production de poudres à base de métaux et de leurs alliages, de composés de type métallique, de produits finis et semi-finis à partir de ceux-ci, ainsi que de leurs mélanges avec des poudres non métalliques. sans utilisation de technologie de fusion par rapport aux composants de base.

L'humanité est engagée depuis longtemps dans la production d'une variété de poudres et de mélanges métalliques grâce à la réduction des oxydes métalliques. Par exemple, trois mille ans avant la naissance du Christ, l’or en poudre était activement utilisé pour décorer toutes sortes de surfaces. Les artisans de l’Égypte ancienne et de Babylone utilisaient certaines techniques de métallurgie des poudres pour fabriquer des outils en fer.

Le début de la période moderne de développement de cette industrie a été posé par le scientifique national P.G. Sobolevsky, qui, en collaboration avec V.V. Lyubarsky. dans les années vingt du XIXe siècle, il développa une méthode spéciale pour la fabrication de divers produits à base de poudre de platine. Après cela, le développement accéléré de la métallurgie des poudres a commencé, car elle permettait de créer des produits dotés de propriétés véritablement exclusives qui ne pouvaient être obtenues par d'autres moyens. Cela inclut par exemple les roulements poreux ou les dispositifs de filtration. En outre, des matériaux ont commencé à apparaître dont la structure est précisée, ainsi que des matériaux contenant des métaux avec des oxydes, des métaux avec des polymères, etc.

En métallurgie des poudres, l'ensemble du volume des opérations technologiques effectuées peut être divisé dans les groupes suivants :

Obtention de poudres de métaux communs et mélange de celles-ci, conduisant à la formation de ;
presser des poudres ou des mélanges fabriqués à partir de celles-ci, formant des flans ;
frittage.

Reçu

Les poudres utilisées dans cette branche de la métallurgie comprennent des particules dont la taille peut varier de 1/100 à 500 microns. Pour les obtenir, des méthodes mécaniques et physico-chimiques sont utilisées. La première catégorie comprend le broyage de métaux ou de composés analogues à des métaux à l'état solide, ainsi que la dispersion de métaux et d'alliages à l'état liquide. Pour broyer les matériaux solides, on utilise des broyeurs équipés de corps broyeurs, de pièces tournantes ou fonctionnant selon le principe de l'impact. La nature du matériau source détermine la forme des particules obtenues par concassage : s'il est cassant, alors les particules sont fragmentées, si elles sont plastiques, elles sont écailleuses. La déformation plastique, caractéristique des poudres broyées, entraîne un reformatage de leurs propriétés inhérentes et une modification structurelle.

L'atomisation (également appelée dispersion) des métaux et alliages de consistance liquide est réalisée à l'aide d'un jet de liquide ou de gaz utilisant des buses de formes diverses. Les propriétés des substances en poudre atomisées sont influencées par un certain nombre de facteurs, notamment la tension superficielle de la masse fondue, la vitesse à laquelle l'atomisation est effectuée, les nuances de la géométrie de la buse, etc.

La pulvérisation à l'eau est souvent réalisée dans un environnement d'azote ou d'argon. De cette manière, on obtient du fer, du nickel et d'autres poudres. Si la masse fondue est pulvérisée à cause du gaz sous une pression importante, les particules du produit final auront des tailles différentes en fonction de la pression, de la section transversale du flux de métal sortant, des nuances de la structure de la buse et des propriétés naturelles. de l'alliage.

Le gaz d'atomisation peut être simplement de l'air, de l'azote ou de l'argon, ainsi que de la vapeur d'eau. Il existe d'autres méthodes de pulvérisation de métal, notamment au plasma, ainsi qu'une méthode de pulvérisation d'un jet de métal dans l'eau. Ces méthodes sont principalement utilisées dans la production de poudres d'argent, d'étain et d'aluminium.

Les méthodes de nature physico-chimique utilisées dans la production de poudres métalliques comprennent la réduction des oxydes métalliques en les exposant au carbone, à l'hydrogène ou à des gaz contenant des hydrocarbures. Il existe également des méthodes métallothermiques : réduction d'oxydes, halogénures et autres composés métalliques en les exposant à d'autres métaux ; division des métaux carbonyles et des composés organométalliques ; électrolyse de sels fondus et de solutions aqueuses. Pour obtenir des poudres de composés de type métallique, en plus des méthodes ci-dessus, ils ont recours à leur synthèse à partir de substances simples.

Pressage (compactage)

Cette opération est nécessaire pour obtenir des produits semi-finis sous forme de tiges, de tuyaux, de bandes ou d'ébauches individuelles dont la forme est proche des produits finaux. Après avoir subi le processus de compactage, la poudre en vrac est transformée en un matériau compact à structure poreuse dont la résistance lui permet de conserver sa forme donnée lors des opérations ultérieures.

Les méthodes de compression de base sont :

Pressage sur une ou deux faces dans des matrices métalliques spéciales ;
pressage isostatique dû à la pression du gaz ou du liquide ;
pressage de type embout buccal ;
roulant;
coulée en barbotine;
pressage à grande vitesse, y compris explosif ;
formation par injection.

Il est possible d'effectuer le compactage aussi bien à température ambiante que dans des environnements à haute température.

Lors du pressage, la poudre est compactée du fait que ses particules sont déplacées les unes par rapport aux autres puis déformées ou détruites. L'utilisation d'une pression suffisamment élevée lors du travail avec des poudres métalliques ductiles permet d'obtenir un compactage principalement dû à la déformation plastique, et lors du travail avec des métaux fragiles et leurs composés - en raison de la destruction et du broyage des particules. Les poudres obtenues à partir de métaux ductiles se caractérisent par une résistance plus élevée et pour conférer les caractéristiques de résistance nécessaires aux poudres de métaux fragiles, des composants liquides liants spéciaux sont en outre utilisés.

Dans la production de masse, le plus demandé est le pressage de poudres dans des matrices rigides (moules) en métal, pour lesquelles sont utilisées des machines de compression, rotatives et autres presses à principe de fonctionnement mécanique ou hydraulique.

Le compactage par laminage implique la formation d'ébauches en mode continu dans des laminoirs équipés de rouleaux. La poudre est versée elle-même dans les rouleaux ou alimentée de force. Le laminage permet d'obtenir des tôles, profilés et bandes de structure poreuse.

La technologie de pressage isostatique consiste à placer de la poudre ou des pièces poreuses dans une coque spéciale, après quoi le matériau est comprimé de tous les côtés. Enfin, le shell est décompressé. Le pressage isostatique, selon le type de fluide de travail utilisé, est divisé en hydrostatique et gazostatique. La première option est réalisée dans la plupart des cas à température ambiante, tandis que la seconde nécessite des températures élevées. Grâce au pressage isostatique, il est possible d'obtenir des produits de forme complexe et présentant une densité extrêmement uniforme dans tout le volume.

Le pressage de l'embout buccal doit son nom au fait qu'avec cette méthode, de la poudre mélangée à un plastifiant est pressée à travers un trou dans l'embout buccal. De plus, dans ce cas, des poudres difficiles à presser à base de métaux fragiles peuvent être utilisées comme base. Le résultat d'un tel traitement est la production de pièces longues avec une composition et une densité uniformes.

La coulée en barbotine est une méthode de métallurgie des poudres qui implique la fabrication de produits à partir de ce qu'on appelle des barbotines - des suspensions de poudre concentrées et homogènes, caractérisées par une stabilité d'agrégation et de sédimentation élevée et une bonne fluidité.

On distingue les types de bordereaux suivants :

Coulée dans des moules de structure poreuse, dans lesquels les particules de poudre sont entraînées par le liquide dans les pores, où elles se déposent ensuite ;
coulée à chaud, qui consiste à chauffer un mélange de poudre avec un liant solide à une température à laquelle cette substance acquiert une consistance visqueuse. Dans cet état, ce mélange est coulé dans des moules, après quoi il est refroidi jusqu'à durcissement ;
formation par la méthode électrophorétique, dans laquelle le produit est formé en raison de la croissance progressive d'une couche de particules de barbotine, qui changent d'emplacement sous l'influence d'un champ électrique, se déplacent vers le moule d'électrode et s'y déposent.

L’essence du pressage à grande vitesse est de déformer la poudre à grande vitesse. Peut être explosif, à impulsion magnétique, hydrodynamique, etc.

Frittage

L’opération finale de fabrication de produits utilisant la métallurgie des poudres est le frittage. Il s'agit de préparer des pièces dans des conditions où la température n'atteint pas la valeur nécessaire pour faire fondre au moins un des composants.

Cette procédure est nécessaire pour augmenter la densité du produit et lui conférer certaines propriétés mécaniques et physico-chimiques. Au début du frittage, les particules glissent les unes par rapport aux autres, des contacts se forment entre elles et les centres des particules se rapprochent. A ce moment, les particules ont encore une individualité, mais la densité augmente le plus rapidement possible. Après cela, le corps reste simultanément dans la phase de matière et dans la phase de vide, et se termine par un compactage dû à la minimisation du nombre et de la taille des pores.

Pour le frittage, dans la plupart des cas, on utilise un milieu protecteur, généralement représenté par des gaz inertes, un milieu réducteur, qui est de l'hydrogène ou des gaz contenant des hydrocarbures, ou le vide. Les produits sont chauffés dans des fours électriques ou à induction ou par passage direct de courant.

Il est possible de combiner le frittage et le pressage en un seul procédé : frittage réalisé sous pression, pressage à chaud.

Matériaux et produits

Les technologies utilisées en métallurgie des poudres permettent de fabriquer des matériaux spécifiques classés comme poudre. Leur classification se fait en fonction de leurs propriétés, qualités et caractéristiques inhérentes.

Les matériaux de type poudre de la catégorie structurelle sont utilisés pour la production de toutes sortes de pièces pour appareils et machines dotées de divers mécanismes. Ils ont une résistance mécanique accrue et sont assez économiques.
L'utilisation de matériaux en poudre pour la production de filtres est due au fait qu'ils peuvent être dotés de propriétés améliorées par rapport à d'autres matériaux poreux. En particulier, ils se caractérisent par une capacité de nettoyage élevée tout en conservant une perméabilité suffisante, une résistance aux températures élevées, une excellente résistance, une excellente conductivité thermique et une faible susceptibilité à l'usure abrasive.

Grâce aux méthodes utilisées dans la métallurgie des poudres, il est possible d'obtenir des produits filtrants ayant une porosité, un niveau de perméabilité et un degré de purification variables ou réglables. Les filtres, ainsi que les roulements à structure poreuse, sont inclus dans la liste des principaux types de produits poreux fabriqués à partir de matériaux en poudre.

Les matériaux tribotechniques peuvent être soit antifriction, soit friction. Les premiers se caractérisent par la présence d’une matrice solide, à l’intérieur de laquelle se trouve une charge au corps mou. Les méthodes de métallurgie des poudres permettent de produire des produits antifriction qui ont un coefficient de frottement faible et stable, se distinguent par un rodage de haute qualité, présentent peu d'usure et résistent à la prise. De tels produits sont classés comme autolubrifiants car le lubrifiant est placé dans leurs pores.

Les matériaux antifriction conviennent à la production de divers éléments volumétriques et font également un excellent travail en tant que revêtements appliqués sur des substrats. L'un des exemples les plus frappants de produits fabriqués à partir de matériaux de cette classe sont les paliers lisses.

Des matériaux de friction de type poudre sont utilisés dans les unités utilisées pour transmettre l'énergie cinétique. Ces matériaux se caractérisent par une résistance élevée à l'usure, d'excellentes caractéristiques de résistance, ils conduisent bien la chaleur et sont faciles à roder. En règle générale, la composition de ces matériaux comprend des composants de nature métallique et non métallique. Les premiers confèrent aux produits finis une conductivité thermique et des propriétés de rodage élevées, tandis que les seconds sont nécessaires pour augmenter le coefficient de frottement et minimiser le risque de coincement.

Les produits en poudre de carbure contiennent des carbures réfractaires combinés à des liants plastiques de nature métallique. Ils sont fabriqués par pressage de mélanges de poudres et cuisson en phase liquide. Les matériaux en carbure, caractérisés par des propriétés de résistance, de dureté et une faible usure élevées, peuvent contenir ou non du tungstène. Ces alliages servent de base à la production d’outils utilisés pour la coupe, l’emboutissage, la pression et le forage de roches.

Pour améliorer les propriétés de ces outils, des revêtements de composés réfractaires sont souvent appliqués en plus sur leur surface.

La catégorie des matériaux électriques de type poudre est divisée en plusieurs groupes : de contact, électriquement conducteurs, magnétiques et autres. Les matériaux de contact permettent de créer des contacts pouvant résister jusqu'à plusieurs millions de courts-circuits et de circuits ouverts. Il existe également des options pour les contacts coulissants, utilisés dans la fabrication de moteurs électriques, de générateurs, de potentiomètres, de collecteurs de courant et d'autres appareils.

Les matériaux à haute température produits par métallurgie des poudres sont à base d'alliages de métaux réfractaires (

Métallurgie des poudres je Métallurgie des poudres

un domaine technologique couvrant un ensemble de méthodes de production de poudres métalliques et de composés analogues aux métaux, de produits semi-finis et de produits à base de ceux-ci (ou de leurs mélanges avec des poudres non métalliques) sans faire fondre le composant principal. La technologie PM comprend les opérations suivantes : obtention de poudres métalliques initiales et préparation d'une charge (mélange) à partir de celles-ci avec une composition chimique et des caractéristiques technologiques données ; moulage de poudres ou de mélanges de celles-ci en ébauches de formes et de dimensions spécifiées (principalement par pressage) ; frittage, c'est-à-dire traitement thermique des pièces à une température inférieure au point de fusion de l'ensemble du métal ou de sa partie principale. Après frittage, les produits présentent généralement une certaine porosité (de quelques pour cent à 30-40 %, et dans certains cas jusqu'à 60 %). Afin de réduire la porosité (voire de la supprimer complètement), d'augmenter les propriétés mécaniques et d'affiner des dimensions précises, un traitement supplémentaire sous pression (à froid ou à chaud) des produits frittés est utilisé ; parfois un traitement thermique, thermochimique ou thermomécanique supplémentaire est également utilisé. Dans certaines variantes de la technologie, l'opération de moulage est supprimée : les poudres sont frittées et coulées dans des moules appropriés. Dans certains cas, le pressage et le frittage sont combinés en une seule opération, appelée. pressage à chaud - compression des poudres lorsqu'elles sont chauffées.

Préparation de poudres. Le broyage mécanique des métaux est effectué dans des broyeurs vortex, vibrants et à boulets. Une autre méthode plus avancée d'obtention de poudres est l'atomisation des métaux liquides : ses avantages sont la capacité de nettoyer efficacement la masse fondue de nombreuses impuretés, une productivité élevée et la rentabilité du processus. Il est courant d'obtenir des poudres de fer, de cuivre, de tungstène et de molybdène par réduction à haute température du métal (généralement à partir d'oxydes) avec du carbone ou de l'hydrogène. Des méthodes hydrométallurgiques sont utilisées pour réduire les solutions de composés de ces métaux avec de l'hydrogène. L'électrolyse de solutions aqueuses est le plus souvent utilisée pour obtenir des poudres de cuivre. Il existe d'autres méthodes moins courantes pour préparer des poudres de divers métaux, telles que l'électrolyse des matières fondues et la dissociation thermique des composés volatils (méthode au carbonyle).

Formation de poudres. La principale méthode de formation de poudres métalliques consiste à presser dans des moules en acier trempé sous une pression de 200 à 1 000 Mn/m2(20-100 kgf/mm2) sur presses automatiques à grande vitesse (jusqu'à 20 pressages en 1 min). Les compacts ont une forme, une taille et une densité spécifiées en tenant compte de l'évolution de ces caractéristiques lors du frittage et des opérations ultérieures. L'importance des nouvelles méthodes de formage à froid telles que le pressage isostatique des poudres sous pression uniforme, le laminage et l'extrusion de poudres augmente.

Le frittage est réalisé dans un environnement protecteur (hydrogène ; atmosphère contenant des composés carbonés ; vide ; remblai de protection) à une température d'environ 70-85 % du point de fusion absolu, et pour les alliages multicomposants - légèrement supérieure au point de fusion du composant le plus fusible. L'environnement protecteur doit assurer la réduction des oxydes, empêcher la formation de contaminations indésirables du produit (suie, carbures, nitrures, etc.), empêcher la combustion des composants individuels (par exemple, le carbone dans les alliages durs) et assurer la sécurité du frittage. processus. La conception des fours de frittage doit prévoir non seulement le chauffage, mais également le refroidissement du produit dans un environnement protecteur. Le frittage a pour but d'obtenir des produits finis ayant une densité, une taille et des propriétés données ou des produits semi-finis présentant les caractéristiques nécessaires à un traitement ultérieur. L'usage du pressage à chaud (frittage sous pression), notamment isostatique, se développe.

P. m. présente les avantages suivants qui ont déterminé son développement. 1) La capacité d'obtenir des matériaux difficiles ou impossibles à obtenir par d'autres méthodes. Il s'agit notamment de : certains métaux réfractaires (tungstène, tantale) ; alliages et compositions à base de composés réfractaires (alliages durs à base de carbures de tungstène, titane...) : compositions, etc. pseudo-alliages de métaux qui ne se mélangent pas sous forme fondue, notamment avec une différence significative de températures de fusion (par exemple tungstène - cuivre) ; compositions de métaux et non-métaux (cuivre - graphite, fer - plastique, aluminium - oxyde d'aluminium, etc.) ; matériaux poreux (pour roulements, filtres, joints, échangeurs de chaleur), etc. 2) La possibilité d'obtenir certains matériaux et produits avec des indicateurs techniques et économiques plus élevés. PM vous permet d'économiser du métal et de réduire considérablement le coût de production (par exemple, lors de la fabrication de pièces par moulage et découpe, parfois jusqu'à 60 à 80 % du métal est perdu dans les portes, passe en copeaux, etc.). 3) Lors de l'utilisation de poudres de départ pures, il est possible d'obtenir des matériaux frittés avec une teneur en impuretés plus faible et une adaptation plus précise à la composition donnée qu'avec des alliages coulés conventionnels. 4) Avec la même composition et la même densité, les matériaux frittés, en raison de la particularité de leur structure, ont dans certains cas des propriétés plus élevées que les matériaux fondus, en particulier l'influence défavorable de l'orientation préférée (texture), que l'on retrouve dans un certain nombre des métaux coulés (par exemple le béryllium), est moins affecté en raison des conditions spécifiques de solidification en fusion. Un gros inconvénient de certains alliages coulés (par exemple, les aciers rapides et certains aciers réfractaires) est la forte hétérogénéité de la composition locale provoquée par la ségrégation (Voir ségrégation) lors de la solidification. Les dimensions et la forme des éléments structurels des matériaux frittés sont plus faciles à contrôler et, surtout, il est possible d'obtenir des types de disposition relative et de forme des grains inaccessibles pour le métal fondu. Grâce à ces caractéristiques structurelles, les métaux frittés sont plus résistants à la chaleur, mieux à même de résister aux effets des fluctuations cycliques de température et de contrainte, ainsi qu'au rayonnement nucléaire, ce qui est très important pour les matériaux des nouvelles technologies.

Le PM présente également des inconvénients qui freinent son développement : le coût relativement élevé des poudres métalliques ; la nécessité d'un frittage sous atmosphère protectrice, ce qui augmente également le coût des produits PM ; la difficulté de fabriquer des produits et des pièces de grandes dimensions dans certains cas ; la difficulté d’obtenir des métaux et alliages dans un état compact et non poreux ; la nécessité d'utiliser des poudres de départ pures pour obtenir des métaux purs.

Les inconvénients des métaux industriels et certains de leurs avantages ne peuvent être considérés comme des facteurs permanents : ils dépendent dans une large mesure de l'état et du développement à la fois des métaux industriels eux-mêmes et d'autres branches de l'industrie. À mesure que la technologie se développe, le piédestalisme peut être chassé de certains domaines et, à l’inverse, en conquérir d’autres. P. G. Sobolevsky et V. V. Lyubarsky ont développé pour la première fois des méthodes à base de platine en 1826 pour la production de pièces de platine. La nécessité d’utiliser les PM à cette fin était due à l’impossibilité d’atteindre le point de fusion du platine à cette époque (1 769 °C). Au milieu du 19ème siècle. En raison du développement de la technologie permettant d'obtenir des températures élevées, l'utilisation industrielle des méthodes PM a cessé. P. m. a été relancé au tournant du 20e siècle. comme procédé de production de filaments pour lampes électriques à partir de métaux réfractaires. Cependant, les méthodes développées par la suite d'arc, de faisceau d'électrons, de fusion au plasma et de chauffage par impulsions électriques ont permis d'obtenir des températures auparavant inaccessibles, ce qui a permis de diminuer quelque peu le poids spécifique des particules dans la production de ces métaux. Dans le même temps, les progrès de la technologie haute température ont éliminé les inconvénients des PM qui limitaient leur développement, comme par exemple la difficulté de préparer des poudres de métaux et alliages purs : la méthode de pulvérisation permet d'éliminer les impuretés et les contaminants contenus dans le métal dans les scories avec une exhaustivité et une efficacité suffisantes jusqu'à ce qu'ils soient fondus. Grâce à la création de méthodes de compression complète des poudres à haute température, les difficultés liées à la production de pièces non poreuses de grandes dimensions ont été largement surmontées.

Dans le même temps, un certain nombre des principaux avantages du PM constituent un facteur constant qui conservera probablement son importance avec le développement ultérieur de la technologie.

Lit. : Fedorchenko I.M., Andrievsky R.A., Fondamentaux de la métallurgie des poudres, K., 1961 ; Balshin M. Yu.. Fondements scientifiques de la métallurgie des poudres et de la métallurgie des fibres, M., 1972 ; Kiparisov S.S., Libenson G.A., Métallurgie des poudres, M., 1972.

M. Yu. Balshin.

II Métallurgie des poudres (« Métallurgie des poudres »)

magazine scientifique et technique mensuel, organe de l'Institut des problèmes scientifiques des matériaux de l'Académie des sciences de la RSS d'Ukraine. Publié depuis 1961 à Kyiv. Publie des articles sur la théorie, la technologie et l'histoire de la métallurgie des poudres, sur les composés réfractaires et les matériaux haute température. Tirage (1974) 2,3 mille exemplaires. Réimprimé en anglais à New York.

Grande Encyclopédie soviétique. - M. : Encyclopédie soviétique. 1969-1978 .

Voyez ce qu'est la « métallurgie des poudres » dans d'autres dictionnaires :

La métallurgie des poudres est une technologie permettant de produire des poudres métalliques et de fabriquer des produits à partir de celles-ci (ou leurs compositions avec des poudres non métalliques). En général, le processus technologique de la métallurgie des poudres se compose de quatre principaux... ... Wikipedia

METALLURGIE DES POUDRES, production de poudres métalliques et de produits fabriqués à partir de celles-ci. Les poudres sont pressées selon les formes souhaitées puis chauffées légèrement en dessous de la TEMPÉRATURE DE FUSION. Utiliser des poudres est plus économique que d’utiliser... ... Dictionnaire encyclopédique scientifique et technique

métallurgie des poudres- NPD. Céramiques métalliques Domaine scientifique et technologique couvrant la production de poudres métalliques ainsi que les produits fabriqués à partir de celles-ci ou leurs mélanges avec des poudres non métalliques. [GOST 17359 82] Cermet inadmissible et non recommandé Sujets poudre... ... Guide du traducteur technique

Encyclopédie moderne

Production de poudres métalliques et de produits fabriqués à partir de celles-ci, de leurs mélanges et compositions avec des non-métaux. Les poudres sont produites par broyage mécanique ou atomisation de métaux de départ liquides, réduction à haute température et dissociation thermique... ... Grand dictionnaire encyclopédique

Métallurgie des poudres- METALLURGIE DES POUDRES, production de poudres métalliques et de produits fabriqués à partir de celles-ci, de leurs mélanges et compositions avec des non-métaux, ainsi que de produits à différents degrés de porosité. Les produits sont fabriqués par pressage suivi ou simultané d'opérations thermiques,... ... Dictionnaire encyclopédique illustré

métallurgie des poudres- une section de la science et une branche de l'industrie métallurgique et mécanique, y compris les procédés technologiques d'obtention de poudres de métaux, d'alliages et de composés chimiques, la production de produits semi-finis et finis à partir de ceux-ci... ... Dictionnaire encyclopédique de la métallurgie

Métallurgie des poudres- 1. Métallurgie des poudres NPD. Céramiques métalliques D. Pulvermetallurgie E. Métallurgie des poudres F. Métallurgie des poudres Source : GOST 17359 82 : Métallurgie des poudres. Termes et définitions document original Voir aussi connexes... Dictionnaire-ouvrage de référence des termes de la documentation normative et technique

Domaine scientifique et technologique qui couvre un ensemble de méthodes de production de poudres de métaux, d'alliages et de composés analogues aux métaux, de produits semi-finis et de produits fabriqués à partir de ceux-ci ou de leurs mélanges avec des matériaux non métalliques. poudres sans faire fondre la base. composant. Pratique… … Encyclopédie chimique

Technologie d'obtention de poudres métalliques et de fabrication de produits à partir de celles-ci, ainsi que de compositions de métaux avec des non-métaux. Dans la métallurgie conventionnelle, les produits métalliques sont obtenus en traitant les métaux à l'aide de méthodes telles que la coulée, le forgeage, l'emboutissage et... ... Encyclopédie de Collier

Branche de la science et de la technologie impliquée dans la production de poudres de métaux, d'alliages et de composés sans oxygène, ainsi que de matériaux et produits à base de ceux-ci. La production de composés oxygénés tels que les oxydes est un domaine de production de céramique, bien que... ... Encyclopédie de la technologie

Livres

• Métallurgie des poudres. Ingénierie de surface, nouveaux matériaux composites en poudre. Soudage. Partie 1, Collection d'articles, Cette collection comprend des rapports du Symposium international « Métallurgie des poudres : ingénierie de surface, nouveaux matériaux composites en poudre. Soudage" (10-12 avril 2013),… Catégorie : Littérature technique Série : Recueil des rapports du 8e Symposium international (Minsk, 10-12 avril 2013)Éditeur:

La fabrication de produits réalisée par métallurgie des poudres n'est possible que sur des équipements spécialisés. Leur gamme peut être divisée en produits à usage structurel, antifriction et spécial. Ce dernier est fabriqué à partir de matériaux aux propriétés particulières. Les produits à usage spécial ne peuvent pas être fabriqués par des méthodes alternatives.

La métallurgie des poudres implique la production de produits à partir de poudres métalliques. Ces pièces sont incroyablement précises et ne nécessitent aucun traitement supplémentaire.

Dans le même temps, la technologie de production elle-même n’est pas complexe. Il est basé sur l’ancienne méthode de fabrication de la céramique ; la seule différence réside dans les matières premières utilisées. En raison du fait que cette méthode est économique et simple, elle a rapidement atteint le même niveau de concurrence avec le forgeage, le moulage, l'emboutissage et d'autres méthodes de fabrication de pièces métalliques.

Parallèlement au fait que la production est constamment améliorée et développée, que de nouvelles technologies et de nouveaux matériaux sont maîtrisés, la gamme de produits s'élargit également, qui comprend des produits de métallurgie des poudres.

Si une usine accepte une commande pour la fabrication d'une nouvelle pièce, elle doit alors élaborer un dessin du futur produit sur la base des dessins du client, un dessin de l'équipement et des outils de presse et la documentation d'accompagnement. Si nécessaire, la même usine remplit des fonctions de recherche et d'expérimentation qui assurent le développement et les tests initiaux d'un nouveau produit. Des équipements supplémentaires et des outils de presse sont également fabriqués.

Processus de fabrication des pièces

Les poudres sont différentes. Il convient de noter qu'une variété telle que l'acier en poudre n'est pas la plus dure. Certaines propriétés sont conférées aux poudres en fonction de leur utilisation ultérieure. Le processus lui-même se déroule dans un appareil spécial dans lequel des morceaux de métal, des copeaux et des chutes sont broyés, et les flux d'air créés provoquent le broyage de ces morceaux. Les métaux classés comme fusibles sont pulvérisés sous forme liquide, ce qui permet de diriger le jet de métal sur un disque se déplaçant en cercle. Les gouttelettes de métal gelées se brisent en particules encore plus petites. Ainsi, des poudres sont obtenues dans un bain d’électrolyse ou par réactions chimiques.

La poudre est ensuite versée dans un moule en acier et une haute pression y est appliquée. Ses pièces sont reliées les unes aux autres et la pièce finie est obtenue. Ensuite, le frittage est effectué. Les éléments obtenus sont chauffés dans des fours à haute température. Les particules semblent fusionner et une masse assez dense et homogène se forme. Ainsi, le produit est considéré comme entièrement fini. Parfois, deux processus sont connectés ensemble, ce qui permet de gagner beaucoup de temps. Dans ce cas, la poudre est chauffée à la température souhaitée par le courant et pressée pour lui donner la forme appropriée.

Champ d'application du produit

La métallurgie des poudres offre de nombreuses opportunités pour la production de pièces pour différentes marques de voitures. Cette méthode permet de produire :

• pièces de transmission et de direction;
• composants de ferrures de verrouillage;
• bobines, rotors, boîtiers de pompes ;
• rotors pour moteurs électriques;
• bagues, doublures, roulements ;
• pignons, engrenages, brides et bien plus encore.

De plus, la dureté des pièces en poudre permet d'en fabriquer des outils de coupe, et leur résistance à la chaleur permet de les utiliser dans le système de freinage des avions, des machines agricoles et des voitures. Afin d’obtenir des pièces répondant à diverses caractéristiques, il suffit de mélanger des poudres de plusieurs métaux. De telles pièces sont utilisées dans les turbines à gaz,

La métallurgie des poudres permet la production de composés métalliques qui ne peuvent pas être produits à l'aide de fours de fusion. Son développement est dû au fait que certains métaux ne peuvent pas être traités selon des méthodes standards. Actuellement, les poudres métalliques sont même mélangées à des analogues en plastique, en verre et en minéraux. Cette méthode nous permet d'obtenir des produits encore plus polyvalents dans leurs propriétés.