Metalurgi Bubuk Dieja: Definisi, Proses, dan Manfaat
Apa Itu Metalurgi Bubuk?
Metalurgi bubuk adalah istilah yang mencakup berbagai cara di mana materi atau komponen dibuat dari serbuk logam. Proses ini dapat menghindari, atau sangat mengurangi, kebutuhan untuk menggunakan proses pengapusan logam, sehingga secara drastis mengurangi kehilangan hasil dalam manufaktur dan sering menghasilkan biaya lebih rendah.
Metalurgi bubuk adalah proses pembentukan logam di mana serbuk logam yang telah ditekan dipanaskan hingga tepat di bawah titik lelehnya. Meskipun proses ini ada selama lebih dari 100 tahun, selama kuartal abad terakhir ini telah banyak diakui sebagai metode yang unggul untuk membuat bagian berkualitas tinggi untuk berbagai aplikasi penting.
Keberhasilan ini disebabkan, di antara lain, oleh keuntungan yang ditawarkan proses ini dibandingkan teknologi pembentukan lain seperti forging dan metal casting, keuntungan dalam penggunaan bahan, kompleksitas bentuk, dan kontrol bentuk di dekat bentuk jaringan. Ini berhubungan dengan keberlanjutan dan menjadikan metalurgi bubuk sebagai teknologi hijau yang diakui.
Proses Metalurgi Bubuk
Teknologi produksi ini umumnya melibatkan semua atau sebagian besar langkah proses berikut:
Produksi Serbuk Logam
Pencampuran dan Pengadukan
Penguatan dan pembentukan serbuk
Sintering padat untuk meningkatkan integritas dan kekuatan
Kadang-kadang, proses ini dilakukan dengan beberapa operasi sekunder seperti sizing, coining, infiltration, hot forging, dll.
1. Produksi serbuk
Hampir semua serbuk besi untuk produksi komponen PM diproduksi menggunakan proses sponge iron atau melalui water atomization. Serbuk logam non-ferrous yang digunakan untuk aplikasi PM lainnya dapat dibuat oleh sejumlah proses.
2. Pencampuran serbuk
Ini sering mencakup penggabungan aditif allo dalam bentuk serbuk elemen atau penggabungan pelumas press.
3. Pembentukan serbuk campuran menjadi padat
Proses konsolidasi dominan melibatkan pemasangan alat tegar yang mencakup cetakan, piston, dan mungkin mandrel atau core rod. Namun, ada beberapa proses konsolidasi lainnya yang digunakan dalam aplikasi spesifik.
4. Sintering padat untuk meningkatkan integritas dan kekuatan
Langkah proses ini melibatkan pemanasan materi, biasanya dalam atmosfer pelindung, ke suhu di bawah titik leleh konstituen utama.
Dalam beberapa kasus, konstituen minor dapat membentuk fase cair pada suhu sintering; kasus semacam ini disebut liquid phase sintering. Mekanisme yang terlibat dalam solid phase dan liquid phase sintering dibahas secara singkat di bagian selanjutnya.
5. Operasi sekunder
Penerapan proses finishing pada bagian yang telah disintering. Dalam metalurgi bubuk, proses semacam ini sering disebut sebagai “operasi sekunder”.
Keuntungan proses metalurgi bubuk
Meminimalkan machining dengan memproduksi bagian dengan dimensi akhir atau dekat akhir
Meminimalkan kehilangan sisa dengan biasanya menggunakan lebih dari 97% bahan baku dalam bagian yang selesai
Mengizinkan berbagai sistem allo
Menghasilkan kualitas permukaan yang baik
Menyediakan bahan yang dapat di-heat-treatment untuk meningkatkan kekuatan atau daya tahan aus
Menyediakan porositas terkontrol untuk pelumuran mandiri atau filtrasi
Memfasilitasi penciptaan bentuk kompleks atau unik yang tidak praktis atau mustahil dengan proses pengolahan logam lain
Cocok untuk produksi komponen volume menengah hingga tinggi
Menyediakan keandalan kinerja jangka panjang dalam aplikasi kritis
FAQs.
Apa yang dimaksud dengan metalurgi bubuk?
Metalurgi bubuk adalah proses pembentukan logam yang dilakukan dengan memanaskan serbuk logam yang telah ditekan hingga tepat di bawah titik lelehnya.
Apa prinsip metalurgi bubuk?
Metalurgi bubuk adalah metode yang sangat berkembang untuk memproduksi komponen net-shaped yang andal dengan mencampur serbuk elemen atau pre-allo bersama, menekan campuran ini di cetakan, dan sintering atau memanaskan bagian yang ditekan dalam atmosfer pemanas yang terkontrol untuk menyatukan partikel.
Di mana metalurgi bubuk digunakan?
Bearing dan berbagai bagian gigi adalah contoh aplikasi Metalurgi Bubuk dalam power tools DIY dan barang putih rumah tangga. Brush carbon metal-graphit juga digunakan secara luas dalam motor listrik dan generator untuk peralatan rumah tangga, mobil, dan power tools.
Apa manfaat metalurgi bubuk?
Keuntungan Proses Metalurgi Bubuk
Meminimalkan machining dengan memproduksi bagian pada, atau dekat dengan, dimensi akhir.
Meminimalkan kehilangan sisa dengan biasanya menggunakan lebih dari 97% bahan baku awal dalam bagian yang selesai.
Mengizinkan berbagai sistem allo yang luas.
Menghasilkan finishing permukaan yang baik.
Serbuk apa yang digunakan dalam metalurgi bubuk?
Serbuk logam yang umum digunakan dalam pembuatan produk:
Serbuk Aluminium.
Serbuk Bismuth.
Serbuk Cadmium Oxide.
Copper Granular.
Serbuk Besi.
Serbuk Manganese.
Serbuk Nickel.
Cupric Oxide Merah dan Hitam.
Apa itu metalurgi bubuk dalam keramik?
Teknik dasar metalurgi bubuk (PM) untuk membuat bagian keramik dan logam melibatkan empat langkah: pembuatan serbuk dari logam atau keramik, pencampuran atau pengadukan, pemencangan atau konsolidasi, dan sintering atau pembakaran. Metode mekanis untuk membuat serbuk dari bahan keramik adalah milling, yang menyempurnakan ukuran serbuk.
Apa tujuan dasar powder pressing?
Powder pressing adalah penguatan serbuk menjadi bentuk geometris. Pressing biasanya dilakukan pada suhu kamar. Ini menciptakan bagian padat yang disebut green compact. Kekuatan bagian yang ditekan ini, yang belum disintering, (green strength), tergantung pada kompatibilitas, pelikat dapat digunakan untuk meningkatkan kompatibilitas.
Bagaimana logam serbuk dibuat?
Bijih logam dihancurkan dan kemudian dicampur dengan bahan lain, biasanya karbon. Setelah campuran selesai, itu dilewatkan melalui furnace untuk menghasilkan reaksi yang menurunkan kadar oksigen dan karbon dalam serbuk. Ini memerlukan bijih dengan keurnian relatif tinggi untuk mendapatkan produk akhir yang diinginkan.
Seberapa kuat logam serbuk?
Powder forged steels dapat memberikan level kekuatan tinggi (UTS sekitar 950 N/mm² as forged dan 2050 N/mm² heat-treated; tensile yield stress sekitar 650 N/mm² as forged dan 1760 N/mm² heat treated) dengan level kelelehan yang lebih tinggi (5-18% Elongation).
Bagaimana metalurgi bubuk berbeda dari casting?
Dalam proses metalurgi bubuk semua logam dalam bentuk serbuk. Dalam casting logam dipanaskan di atas titik lelehnya dan dicor ke dalam cetakan dan dibiarkan mendingin. Bagian kemudian diproses untuk bagian yang akurat.
Apakah metalurgi bubuk termasuk additive manufacturing?
Metalurgi Bubuk/Additive Manufacturing analisis elemen dari serbuk logam dan bagian logam yang diproduksi oleh AM. Sebagian integral dari pengembangan produk industri adalah pembuatan prototipe dan sampel awal, terlepas dari apakah produk adalah baut sederhana atau bagian kompleks pesawat terbang.
Apa kerugian metalurgi bubuk *?
Biaya tooling dan peralatan yang tinggi. Ini terutama keterbatasan ketika volume produksi kecil. Bagian besar atau bentuk kompleks sulit diproduksi oleh proses PM. Bagian memiliki kelelehan dan kekuatan yang lebih rendah dibandingkan yang diproduksi oleh forging.
Apa kerugian metalurgi bubuk?
Keterbatasan metalurgi bubuk:
Biaya tooling umumnya tinggi dan hanya dapat dipertahankan dalam produksi massal.
Biaya bahan baku sangat tinggi.
Properti mekanik bagian berkualitas rendah dibandingkan bagian yang dicor atau diproses.
Dalam beberapa kasus, densitas berbagai bagian produk akhir dapat bervariasi karena kompresi yang tidak merata.
Apa itu grading serbuk dalam metalurgi bubuk?
Soft magnetic Metalurgi Bubuk grades mencakup plain iron, silicon-iron, cobalt-iron, dan soft magnetic composites yang lebih baru dikembangkan, yang didasarkan pada plain iron powder dengan pelikat/insulator yang sesuai untuk memisahkan partikel serbuk besi setelah perawatan penyulingan.
Mengapa sintering dilakukan?
Mengapa Sintering dilakukan dan mengapa itu Penting? Sintering dilakukan untuk memberikan kekuatan dan integritas pada materi serta mengurangi porositas dan meningkatkan konduktivitas listrik, translucency, dan konduktivitas termal.
Apa empat langkah utama dalam metalurgi bubuk?
Langkah pertama dalam proses metalurgi bubuk (PM) secara keseluruhan adalah pembuatan serbuk logam. Ada empat proses utama yang digunakan dalam produksi serbuk: solid-state reduction, atomization, electrolysis, dan chemical.
Apa itu green compact dalam metalurgi bubuk?
Metalurgi Bubuk (PM) berhubungan dengan produk dan proses yang menggunakan bahan baku dalam bentuk serbuk yang ditekan menjadi bentuk dan ukuran yang diperlukan menggunakan cetakan yang sesuai. Serbuk yang ditekan ini disebut „Green Compacts‟.
Bisakah logam serbuk di las?
Resistance Projection Welding. Projection welding sering digunakan untuk memas bagian logam serbuk karena distorsi yang terbatas yang dihasilkan oleh proses ini. Ini mampu memas bagian logam serbuk karbon tinggi dan bagian yang di-case-harden.
Apa nama serbuk logam?
Logam yang dapat ditemukan dalam bentuk serbuk termasuk serbuk aluminium, serbuk nickel, serbuk besi, dan banyak lagi.
Apa karakteristik metalurgi bubuk?
Sifat dasar dari metalurgi bubuk adalah kemampuan untuk menggabungkan bahan dalam bentuk serbuk yang sebaliknya tidak dapat dicampur. Keuntungan unik ini memungkinkan produksi bahan geser di mana serbuk tembaga dan logam lainnya digabungkan dengan pelumas padat, oksida, dan senyawa lainnya.
