Giới thiệu chi tiết về kim loại bột

I. Các khái niệm cơ bản

II. Các bước cơ bản của quy trình

1. Sản xuất bột
   • Phương pháp: Sắt cơ học (ví dụ: xay quả bóng, nghiền hàm), lắng đọng hơi vật lý (PVD), giảm hóa học (ví dụ: giảm hydro cho bột sắt),Phân tử hóa (phân tử hóa nước/không khí cho bột hợp kim).
   • Các thông số chính: Kích thước hạt bột (cấp độ micron, ảnh hưởng đến mật độ hình thành), độ tinh khiết và hình thái (văn cầu / bất thường, ảnh hưởng đến khả năng chảy).
     [Bức ảnh: Thiết bị phân tử bột sản xuất bột hợp kim hình cầu]
2. Trộn và sửa đổi
   • Trộn bột kim loại với các chất phụ gia không kim loại (ví dụ, carbon, đồng để làm cứng) và chất bôi trơn (ví dụ, kẽm stearate để có thể hình thành).
3. Xây dựng
   • Dầu đúc nén: Áp lực cao (50 ∼ 300 MPa) trong khuôn để tạo ra "các compact xanh", phù hợp với các hình dạng đối xứng đơn giản.
   • Dầu kim loại đúc (MIM): Hỗn hợp chất kết nối bột được tiêm vào khuôn, giải nạp và ngâm cho các bộ phận chính xác phức tạp (ví dụ: bánh răng đồng hồ, thiết bị y tế).
   • Nén bằng cách đồng vị: Áp suất đồng nhất thông qua chất lỏng (bắt lạnh / nóng) cho các vật liệu mật độ cao (ví dụ như các thành phần siêu hợp kim hàng không vũ trụ).
     [Hình ảnh: sơ đồ thiết bị ép bằng cách ép lạnh]
4. Chất xăng
   • Nhiệt hóa trong bầu không khí bảo vệ (argon, hydro) hoặc chân không đến 60 ∼ 80% điểm nóng chảy của kim loại, liên kết các hạt thông qua khuếch tán nguyên tử để cải thiện mật độ và độ bền.
   • Các thông số quan trọng: Nhiệt độ, thời gian giữ và kiểm soát khí quyển.
5. Sau chế biến
   • Sự dày đặc: Nén / tái nghiền; rèn nóng cho các tính chất cơ học.
   • Điều trị bề mặt: Điện áp, sơn, carburizing.
   • Máy gia công: cắt nhỏ (đổ, mài) cho độ chính xác cao.

III. Đặc điểm kỹ thuật

1. Ưu điểm
   • Hiệu quả cao của vật liệu: Hình dạng gần lưới làm giảm chất thải (<5%), giảm chi phí.
   • Sản xuất cấu trúc phức tạp: Hình thành trực tiếp các bộ phận với các lỗ vi mô, vật liệu tổng hợp đa vật liệu hoặc tính chất dốc (ví dụ: vòng bi ngâm ngâm dầu, hộp số).
   • Vật liệu hiệu suất cao:
     • Kim loại lửa (tungsten, molybdenum) và vật liệu tổng hợp (các gia cố gốm kim loại-matrix).
     • Vật liệu xốp (phút, tản nhiệt) và vật liệu chống ma sát (bơm tự bôi trơn).
   • Hiệu quả năng lượng: Sử dụng năng lượng thấp hơn đúc / rèn, lý tưởng cho sản xuất hàng loạt.
2. Những hạn chế
   • Tác động của độ xốp: Các vật liệu ngâm giữ 5~20% độ xốp, đòi hỏi phải xử lý sau để tăng mật độ.
   • Sự phụ thuộc vào nấm mốc: Các khuôn chính xác cao tốn kém và phức tạp, phù hợp với sản xuất quy mô trung bình lớn.
   • Hạn chế kích thước: Việc đúc truyền thống giới hạn kích thước bộ phận (hàng chục cm); các thành phần lớn cần ép bằng cách đồng vị hoặc in 3D.

IV. Các vật liệu và ứng dụng chính

1. Vật liệu chung
   • Sắt/Bài đồng: 70% + các ứng dụng, được sử dụng cho bánh răng, vòng bi và các bộ phận cấu trúc (ví dụ: các thành phần động cơ ô tô).
   • Kim loại lửa: Các hợp kim tungsten, molybdenum cho các bộ phận nhiệt độ cao trong hàng không vũ trụ (cụm vòi tên lửa, tản nhiệt vệ tinh).
   • Đồng hợp kim đặc biệt: Hợp kim titan, siêu hợp kim (Inconel) cho lưỡi máy bay và cấy ghép y tế (vít xương titan).
   • Sản phẩm tổng hợp: kim loại-thạch kim (những lưỡi cưa kim cương), kim loại xốp (như hấp thụ năng lượng, hỗ trợ xúc tác).
2. Các ứng dụng điển hình
   • Ô tô: Ghế van động cơ, bánh xe truyền tải (giảm trọng lượng 30%), thành phần tăng áp.
   • Điện tử: Nỗ lực máy ảnh điện thoại thông minh dựa trên MIM, tản nhiệt 5G (thùng đồng dẫn nhiệt cao), bột từ (động lực).
   • Hàng không vũ trụ: Các đĩa tua-bin siêu hợp kim được ép bằng cách ép bằng cách nóng, các bộ phận cấu trúc titan (giảm trọng lượng).
   • Y tế: Các cấy ghép titan xốp (sự tích hợp tế bào xương), khung nha khoa MIM.
   • Năng lượng mới: Bột điện cực pin lithium (NCM), tấm pin nhiên liệu hai cực (thép không gỉ).
     [Bức ảnh: Các thành phần kim loại bột trong động cơ xe điện]

V. Công nghệ tiên tiến và xu hướng (2025 Outlook)

1. Tích hợp với sản xuất phụ gia
   • In kim loại 3D (SLM/LMD): in trực tiếp các bộ phận phức tạp (ví dụ: máy bay không gian) từ bột, vượt qua giới hạn đúc truyền thống.
   • Binder Jetting in ấn 3D: Hiệu quả về chi phí cho sản xuất hàng loạt các bộ phận nhỏ, rẻ hơn MIM thông thường.
     [Bức ảnh: 3D in thành phần titan không gian thông qua SLM]
2. Các bột nano và hiệu suất cao
   • Bột nanocrystalline(ví dụ, nano-nước đồng, nano-titanium) tăng sức mạnh 50% + cho các công cụ cao cấp và áo giáp.
   • Vật liệu nghiêng: Lớp bột tạo thành cho các bộ phận có khả năng chống mòn bề mặt và độ dẻo dai bên trong.
3. Sản xuất xanh
   • Các chất kết nối dựa trên nước thay thế các dung môi hữu cơ trong MIM để giảm ô nhiễm; hơn 90% tái chế bột phù hợp với các mục tiêu trung tính carbon.
4. Sản xuất thông minh
   • Các lò ngâm tối ưu hóa AI để kiểm soát nhiệt độ thời gian thực; thử nghiệm bột trực tuyến (phân tích kích thước hạt laser, XRD) để kiểm soát chất lượng.

VI. Kết luận