Производство деталей из металлических порошков

Для производства порошка могут применяться самые различные технологии, но их объединяют следующие моменты:

1. Экономичность. В качестве сырья могут использоваться отходы металлургической промышленности. Примером назовем окалину, которая сегодня нигде не применяется. Кроме этого, могут применять и другие отходы.
2. Высокая точность геометрических форм. Изделия, получаемые при применении рассматриваемой технологии порошковой металлургии, обладают точными геометрическими формами, последующая механическая обработка не требуется. Этот момент определяет относительно небольшое количество отходов.
3. Высокая износостойкость поверхности. За счет мелкозернистой структуры получаемые изделия обладают повышенной твердостью и прочностью.
4. Невысокая сложность технологий порошковой металлургии.

Рассматривая наиболее распространенные технологии порошковой металлургии отметим, что они делятся на две основные группы:

1. Физико-механические методы заключаются в измельчении сырья, за счет чего размер частиц становится небольшим. Подобного рода процессы производства характеризуются комбинированием различной нагрузки, которая оказывает воздействие на сырье.
2. Химико-металлургические методы используются для изменения фазового состояния применяемого сырья. Примером подобного производства можно назвать восстановление солей и окислов, а также других соединений металлов.

Кроме этого, выделим следующие особенности производства порошка:

1. Шаровой способ предусматривает переработку металлических обрезков в шаровой мельнице. За счет тщательного дробления получается мелкозернистый порошок.
2. Вихревой способ заключается в применении специальной мельницы, которая создает сильный воздушный поток. Столкновение крупных частиц становится причиной получения мелкого порошка.
3. Применение дробилок. Нагрузка, которая создается при падении груза большой массы, приводит к измельчению материала. Ударная нагрузка воздействует с определенной периодичностью, за счет чего и происходит дробление состава.
4. Распыление сырья в жидком виде под воздействием сжатого воздуха. После получения хрупкого состава, металл пропускается через специальное оборудование, которое перемалывает его для получения порошка.
5. Электролиз – процесс восстановления металла из жидкого состава под воздействием электрического тока. За счет повышения показателя хрупкости сырье может быстро перемалываться в специальных дробилках. Данный метод обработки позволяет получить зерно дендритной формы.

Некоторые из приведенных выше технологий порошковой металлургии получили большое распространение в промышленности по причине высокой производительности и эффективности, другие сегодня практически не применяются из-за повышения стоимости получаемого сырья.

ИСТОРИЯ ПОРОШКОВОЙ МЕТАЛЛУРГИИ

Процессы и технологии, имевшие “характеристики” порошковой металлургии (РМ), были известны в далеком прошлом.

Например, 3000 лет до н.э. в Египте в качестве материала при производстве инструментов применялось порошковое железо. 2500 лет до н.э. технология порошковой металлургии использовалась в Персии и 1200 лет до н.э. использовали технологию РM для обработки платины.

Начало 19-го века принесло с собой значительное применение технологии PM в коммерческой сфере. Это включало в себя введение платиновых монет в царской России. Технический расцвет, а также применение новых методов производства в начале 20-го века привели к производству вольфрамовых нитей в лампочках T.A. Эдисона.

Период Второй мировой войны в основном принес массовое производство деталей машин из порошковой стали, пропитанной парафином. Таким образом, экономическое преимущество технологии PM в серийном производстве было особенно очевидным. После Второй мировой войны, в начале 1950-х годов, в РМ преобладали медные порошки. Увеличенное производство компонентов, таких как коробки передач и распределительные валы в автомобильной промышленности, сделало медные порошки преобладающим материалом этого процесса. Конец Второй мировой войны характеризовался развитие технологий РМ, особенно в аэрокосмической и атомной промышленности. Значительное увеличение продукции и качества спеченных деталей пришло на 60-е года 20-го века. В 1970-х годах ассортимент продукции расширился, а в 1980-х произошел коммерческий бум изделий, полученных путем прессования и литья под давлением из металлических порошков.

В настоящее время крупнейшим потребителем РM деталей является автомобильная промышленность, которая использует около 70% от общего количества производства. Потребление деталей PM в европейском и японском автомобиле в среднем составляет около 10 кг / автомобиль, в американском автомобиле — около 20 кг / автомобиль. К ним относятся, например, шестерёнчатые колеса, зубчатый шкив, распределительный вал, шестерня коленчатого вала, детали клапана, компоненты масляного насоса, сердечник муфты синхронизатора, компоненты амортизатора, колеса насоса гидроусилителя руля, замки тормозной системы, компоненты электросистемы и многие другие.

(Источник: Бидульский Р. — Бидульская Ж.: Технология порошковой металлургии, стр. 1-8.)

Основные преимущества технологии DMT

Использование доступных на рынке металлических порошков

Технология DMT использует множество металлических порошков, коммерчески доступных на рынке, в то время как в SLM очень часто используются дорогие металлические порошки рекомендованные изготовителем 3D принтера.

Применение технологии DMT позволяет изготавливать изделия, которые невозможно произвести с помощью SLM

Производство деталей из композитных материалов, используя две или несколько систем подачи разнородных порошков

Нанесение жаропрочных и износостойких покрытий любой толщины

Изготовление многослойных металлических структур

Ремонт и восстановление штамповой или другой технологической оснастки

Модификация металлических деталей

Полное сплавление материала и превосходные механические свойства

Технология DMT позволяет полностью расплавлять металлические порошки в процессе построения без технологических отходов.

Быстрое охлаждение области расплава и низкая вероятность образования газовых пор обеспечивают получение изделий с плотностью близкой к 100% и упорядоченной микроструктурой.

Механические свойства металлических изделий, изготовленных с помощью DMT зачастую выше, чем у тех же деталей, полученных традиционными способами обработки металлов.

Система автоматического интуитивного воссоздания поверхности заготовки

Машина интуитивно достраивает отсутствующие конструктивные элементы детали в процессе восстановления поврежденных участков поверхности любой сложности без помощи 3D CAD/CAM.

Отсутствие ограничений по габаритным размерам изготавливаемых деталей.

Лазерное выращивание

Лазерные технологии для печати металлом на сегодняшний день являются наиболее быстро развивающимся методом аддитивного производства. Как упоминалось выше, их можно разделить на две группы: селективное лазерное плавление и прямое лазерное выращивание.

Селективное лазерное плавление (SLS) – технология изготовления сложных по форме и структуре изделий из металлических порошков. Сначала формируется равномерный слой порошка на подложке, а затем происходит плавление порошка при помощи мощного лазерного излучения.

Данная технология 3D-печати металлом способна с успехом заменить классические производственные процессы. К примеру, на пермском моторном заводе «Авиадвигатель» (входит в ОДК) технологию селективного лазерного спекания впервые применили еще в 2010 году для изготовления литых деталей из титановых, никелевых, кобальт-хромовых порошков.

«Сейчас конструкторы разрабатывают детали, геометрию которых традиционными методами – точением или литьем – выполнить крайне сложно или вообще технически невозможно,– а на «выращивание» одной детали, к примеру, завихрителя, кронштейна, гребенки, уходит от 6 до 40 часов», – комментирует начальник отдела разработки перспективных технологий ремонта завода «Авиадвигатель» Александр Ермолаев.

Второй вид лазерной технологии аддитивного производства настолько новый, что пока не имеет устоявшегося названия: «прямое лазерное выращивание» (DMLS) или «гетерофазная лазерная порошковая металлургия». Суть его заключается в том, что металлический порошок подается через специальное сопло непосредственно в ту же область, куда подводится лазерный луч, образуя локальную ванну жидкого расплава. Этот процесс можно образно сравнить с работой струйного принтера для бумаги.

Технология дает возможность подачи нескольких видов металлических порошков в зону выращивания. Таким образом можно создавать изделия с градиентными свойствами, например, одна часть детали может быть коррозионностойкой, а другая – жаростойкой.

Прямое лазерное выращивание позволяет значительно увеличить производительность производства. Например, корпус камеры сгорания для небольшого газотурбинного двигателя можно вырастить с нуля за три часа. Для сравнения – при использовании традиционных технологий на это уходит около двух недель. При этом результаты конструирования видны моментально, и вносить в них изменения можно сразу же. Благодаря этому в десятки раз ускоряется процесс проектирования и создания новой техники.

Данная технология уже нашла свое применение в различных наукоемких отраслях промышленности, в числе которых и двигателестроение. Номенклатура деталей, которые изготавливаются с помощью установки прямого лазерного выращивания, широкая – от гребных винтов до небольших фрагментов современных и перспективных двигателей.

Недавно ОДК ввела в эксплуатацию самую большую в России установку прямого лазерного выращивания из порошковых металлических материалов. Этот 3D-принтер крупногабаритных деталей для промышленных газотурбинных двигателей позволяет производить изделия размером до 2,5 метров в диаметре. К 2021 году на базе ПАО «Кузнецов» данным методом планируется изготавливать более 50 элементов для современных газотурбинных двигателей.

Получение металлических порошков

— Распылением газа. В основном используется для сплавов Fe, Ni и Co. Но также доступно для сплавов Al и Ti. Существуют и другие варианты этой техники, такие как:

— Распыление водою. Для нереакционноспособных материалов образует частицы неправильной формы.

— Плазменное распыление. Высококачественный и чрезвычайно сферический порошок, ограниченный сплавами. Которые могут быть сформованы в проволочное сырье.

— Электродное распыление с индукционным плавлением газа. Подходит для всех сплавов. Но наиболее экономично для реактивных сплавов, таких как Ti. Сырье для прутков вращается и расплавляется индукционной катушкой, прежде чем оно стекает вниз в поток газа для распыления.

— Центробежное распыление. Хороший компромисс между распылением газа и плазменным распылением. Наилучшим образом подходящий для больших размеров партий менее реакционноспособных сплавов с низкой температурой плавления. Однако, он также может производить порошки из суперсплава на основе Ni.

Подготовка к обработке

Решив выполнить патинирование или оксидирование, вы должны не только внимательно изучить вопрос о том, как состарить латунь, бронзу или выполнить чернение меди, но и предусмотреть необходимые меры безопасности. Преимущественное большинство химических составов, которые применяются для осуществления подобных процедур, являются очень токсичными и выделяют пары, представляющие значительную опасность для здоровья человека. Поэтому для хранения таких веществ как в производственных, так и в домашних условиях следует использовать сосуды с хорошо притертыми пробками, которые предотвратят попадание ядовитых паров в окружающий воздух.

Храните химикаты в недоступном для детей месте

Саму процедуру, проводимую для изменения цвета поверхности изделия под воздействием на него химических веществ, следует выполнять в специальном шкафу, к которому подведена вытяжная вентиляция. Следует иметь в виду, что дверцы такого шкафа в процессе выполнения оксидирования или патинирования должны быть слегка приоткрыты, что обеспечит эффективную вытяжку вредных паров из его внутренней части.

Изделия из меди, латуни и бронзы перед патинированием следует тщательно очистить, обезжирить и промыть в теплой воде. После самой процедуры патинирования или оксидирования обработанные предметы также промывают и укладывают в опилки для просушки. Использование опилок является более щадящим методом просушки, так как выполнение такой процедуры при помощи тканевого материала может повредить тонкую пленку сформированной патины, которая еще не закреплена лаком. Кроме того, при помощи ткани после патинирования практически невозможно качественно удалить влагу из углублений на рельефных поверхностях, а опилки ее легко вытянут.

Покрытую лаком поверхность можно отполировать войлочной насадкой

Схема работы

Оформляете заявки по телефону или на сайте

Замер двери специалистом нашей компании

Производство двери с выбранной конфигурацией

Доставка готового изделия заказчику

Установка новой двери нашими специалистами

Прием работы заказчиком

Заказать металлическую дверь
в ООО «Дверные технологии» можно
с 9 00 до 21 00 по телефону:

или круглосуточно on-line:

• Мастер выезжает в удобное Вам время в любой день.
• При себе имеет образцы отделки и альбом-каталог.
• Предоплата всего 30% при оформлении заказа на изготовление металлической двери.

Каталог порошковых красок AMIKA™

ЧТО ТАКОЕ ПОРОШКОВАЯ КРАСКА И КАК ЕЕ НАНОСЯТ НА ИЗДЕЛИЯ?

Порошковая краска – это порошкообразная сухая композиция на основе пленкообразующего вещества, пигментов, наполнителей и целевых добавок. Порошковые краски наносят на термостойкие материалы — металл, керамику, стекло, бетон методом напыления.

В процессе напыления частицы порошковой краски заряжаются электрически (электризация при трении или от внешнего источника), а окрашиваемое изделие имеет противоположный заряд. Таким образом частицы краски оседают и держатся на поверхности.

Полимерное покрытие формируется при дальнейшем нагреве изделия в специальной камере полимеризации. Под воздействием температуры краска на изделии плавится и смачивает поверхность. После охлаждения и отверждения образуется твердая полимерная пленка.

КАКИЕ ПРЕИМУЩЕСТВА ПОРОШКОВЫХ КРАСОК ПЕРЕД ТРАДИЦИОННЫМИ ЛКМ?

• Порошковая краска является готовым к применению продуктом, не требующим предварительного перемешивания, регулирования вязкости, разбавления и т. д.;
• Уменьшаются энергозатраты на производство покрытий в связи с отсутствием растворителей (не требуется энергия на испарение растворителей, снижаются расходы на вентиляцию);
• Получение покрытий, как правило, ограничивается однослойным нанесением, в то время как жидкие краски требуют нанесения нескольких слоев. При этом сокращается производственный цикл и, как следствие, увеличивается производительность процесса;
• Порошковое окрашивание позволяет механизировать и полностью автоматизировать производственные процессы, что позволяет сократить численность персонала и экономить производственные площади;
• Достигается более высокая экономичность за счет рекуперации порошковой краски и минимального образования отходов.
• За последние 50 лет порошковые краски широко внедрялись во все сферы производства!
• Сегодня, благодаря новейшим технологиям и современному оборудованию, порошковые краски применяются при производстве: холодильников, посуды, садового и хирургического инструмента, фурнитуры, садовой, офисной, медицинской, кухонной мебели, пылесосов, стиральных машин, электрических и слесарных инструментов, станков, компьютеров, кондиционеров, лифтов, велосипедов, мотоциклов, автомобилей, киосков, витрин магазинов и музеев, сельхозмашин, стальных трубопроводов, элементов архитектуры и крыши, и многого другого.
• Постоянное совершенствование технологий и оборудования приводит к расширению областей использования порошковых красок и вытеснению привычных ЛКМ.

ГДЕ ИСПОЛЬЗУЕТСЯ ПОРОШКОВАЯ КРАСКА?

Порошково-полимерное покрытие применяется ко всем материалам, которые устойчивы к температурам от 130 до 220 С°. Это металлические, стеклянные, керамические поверхности. Также существуют порошковые ЛКМ для окрашивания панелей МДФ и древесины.

Порошковая краска нашла применение во многих областях промышленности: окраска бытовой техники, офисной мебели, мебельной фурнитуры; в автомобилестроении и в автосервисе для окраски деталей кузова, бамперов, дисков колес; в строительстве для окраски металлокассет, алюминиевого профиля, строительных конструкций, лифтов, строительных лесов, решеток, заборов и т.д.

• Бытовая техника и кухонное оборудование
• Архитектура и строительство
• Элементы интерьера, мебель
• Товары народного потребления
• Автомобилестроение и комплектующие
• Сельское хозяйство и строительство
• Электрическое оборудование

Стойкость полиэфирных порошковых красок к УФ-лучам позволяет изделиям сохранять надолго цвет и глянец. Полимерно-порошковое покрытие надежно защитит металлические предметы от коррозии, преждевременного износа и механических повреждений.

КАК ВЫБРАТЬ ПОРОШКОВУЮ КРАСКУ?

Порошковое покрытие должно на 100 % соответствовать эксплуатационным характеристикам окрашиваемого изделия. Специалисты компании всегда готовы помочь Вам сделать правильный выбор порошковых ЛКМ AMIKA.

Для того, чтобы ускорить процесс, лучше знать заранее общие требования к порошково-полимерному покрытию:

Производим порошковые краски AMIKA 6 видов поверхности: гладкая, шагрень, муар, крокодил, ящерица, шелк

На выбор типа поверхности влияет то, насколько гладкая металлическая подложка для окрашиваемого изделия, т.к. покрытие подчеркнет все ее недостатки. Когда поверхность имеет грубые сварные швы и/или иные дефекты, лучше выбрать структурированный тип поверхности.

Просмотреть каталог цветов RAL CLASSIC Online

Скачать буклет «Порошковые краски AMIKA — видеть перспективу.»

Принцип работы атомайзера:

В вакуумной индукционной плавильной печи, установленной на крыше распылительной колонки, производится плавка необходимых металлов и их композиций. В процессе вакуумной плавки происходит очистка металла от газовых примесей и предохранение его от окисления. По окончании плавки тигель переворачивается и металл попадает в разогреваемый тигель откуда стекает через устье тонкой струей. Затем металл с помощью инертного газа, подаваемого под высоким давлением через форсунку специальной формы, разбивается на мелкодисперсные капли близкие к сферической форме.

Долетая до дна распылительной колонки, жидкие металлические капли кристаллизуются, превращаясь в металлический порошок требуемого фракционного состава. Диаметр сферических металлических частиц можно регулировать с помощью расположения форсунок и давления инертного газа.

Получаемые на предлагаемом оборудовании металлические порошки, обладают всеми необходимыми для 3D печати свойствами. Такими как: высокая сферичность, узкое распределение частиц по размерам, высокая чистота, низкое содержание кислорода, хорошая текучесть, высокая насыпная плотность.