Metalurgi Bubuk: Definisi, Proses, dan Manfaat
Metalurgi bubuk adalah istilah yang mencakup berbagai macam cara di mana material atau komponen dibuat dari bubuk logam. Proses ini dapat menghindari, atau sangat mengurangi, kebutuhan untuk menggunakan proses penghapusan logam, sehingga secara drastis mengurangi kerugian hasil dalam manufaktur dan sering menghasilkan biaya lebih rendah.
Metalurgi bubuk adalah proses pembentukan logam di mana bubuk logam yang dipadatkan dipanaskan hingga di bawah titik lelehnya. Meskipun proses ini telah ada lebih dari 100 tahun, selama kuartal abad terakhirnya ia telah banyak diakui sebagai metode yang unggul untuk membuat bagian berkualitas tinggi untuk berbagai aplikasi penting.
Keberhasilan ini disebabkan, di antara hal lain, oleh keuntungan yang ditawarkan proses ini dibandingkan teknologi pembentukan lain seperti forging dan metal casting, keuntungan dalam penggunaan material, kompleksitas bentuk, dan kontrol bentuk di dekat bentuk jaringan. Ini pada gilirannya berkontribusi pada keberlanjutan dan menjadikan metalurgi bubuk sebagai teknologi hijau yang diakui.
Teknologi produksi ini umumnya melibatkan semua atau sebagian besar langkah proses berikut:
- Production of Metal Powder
- Mixing and Blending
- Compaction and shaping of the powder
- Sintering of the compact to enhance integrity and strength
Sometimes, this process accomplished with some secondary operations like sizing, coining, infiltration, hot forging, etc.
1. Powder production
Almost all iron powders for the production of PM components are produced either using the sponge iron process or by water atomization. Non-ferrous metal powders used for other PM applications can be made by a number of processes.
2. Mixing of powders
This can often include the incorporation of alloy additives in the form of an elemental powder or the incorporation of a press lubricant.
3. Forming of the mixed powder into a compact
The dominant consolidation process involves the press-fitting of a rigid tool set that includes a die, punches, and possibly mandrels or core rods. However, there are several other consolidation processes that are used in niche applications.
4. Sintering of the compact to enhance integrity and strength
This process step involves heating the material, usually in a protective atmosphere, to a temperature that is below the melting point of the major constituent.
In some cases, a minor constituent can form a liquid phase at sintering temperature; such cases are described as liquid phase sintering. The mechanisms involved in the solid phase and liquid phase sintering are discussed briefly in a later section.
5. Secondary operations
The application of finishing processes to the sintered part. In powder metallurgy, such processes are often referred to as “secondary operations”.
Advantages of the powder metallurgy process
- Minimizes machining by producing parts at or near-final dimensions
- Minimizes scrap losses by typically using more than 97% of the raw material in the finished part
- Allows a variety of alloy systems
- Produces a good surface quality
- Provides materials that can be heat-treated to increase strength or wear resistance
- Provides controlled porosity for self-lubrication or filtration
- Facilitates the creation of complex or unique shapes that would be impractical or impossible with other metalworking processes
- Is suitable for the production of medium to high volume components
- Provides long-term performance reliability in critical applications
FAQs.
Apa yang dimaksud dengan metalurgi bubuk?
Metalurgi bubuk adalah proses pembentukan logam yang dilakukan dengan memanaskan bubuk logam yang dipadatkan hingga di bawah titik lelehnya.
Apa prinsip metalurgi bubuk?
Metalurgi bubuk adalah metode manufaktur yang sangat berkembang untuk membuat komponen net-shaped yang dapat diandalkan dengan mencampur bubuk elemen atau pre-alloy bersama, memadatkan campuran ini dalam cetakan, dan sintering atau memanaskan bagian yang ditekan dalam atmosfer tungku yang terkontrol untuk menyatukan partikel.
Di mana metalurgi bubuk digunakan?
Bearing dan berbagai bagian gear adalah contoh aplikasi Metalurgi Bubuk dalam power tools DIY dan barang putih rumah tangga. Carbon brushes logam-grafit 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
- Minimizes machining by producing parts at, or close to, final dimensions.
- Minimizes scrap losses by typically using more than 97% of the starting raw material in the finished part.
- Permits a wide variety of alloy systems.
- Produces good surface finish.
Bubuk apa yang digunakan dalam metalurgi bubuk?
Bubuk logam yang umum digunakan dalam pembuatan produk:
- Aluminum Powder.
- Bismuth Powder.
- Cadmium Oxide Powder.
- Granular Copper.
- Iron Powder.
- Manganese Powder.
- Nickel Powder.
- Red and Black Cupric Oxide.
Apa itu metalurgi bubuk dalam keramik?
Teknik metalurgi bubuk (PM) dasar untuk memproduksi bagian keramik dan logam melibatkan empat langkah: membuat bubuk dari logam atau keramik, mencampur atau mencampur, menekan atau konsolidasi, dan sintering atau membakar. Metode mekanis untuk membuat bubuk dari bahan keramik adalah milling, yang menyempurnakan ukuran bubuk.
Apa tujuan dasar dari powder pressing?
Powder pressing adalah pemadatan bubuk menjadi bentuk geometris. Pressing biasanya dilakukan pada suhu ruang. Ini menciptakan bagian padat yang disebut green compact. Kekuatan bagian yang ditekan ini, belum disinter (green strength), bergantung pada kompatibilitas, pengikat dapat digunakan untuk meningkatkan kompatibilitas.
Bagaimana logam bubuk dibuat?
Bijih logam dihancurkan lalu dicampur dengan material lain, biasanya karbon. Setelah campuran selesai, ia dilewatkan melalui tungku untuk menciptakan reaksi yang menurunkan level oksigen dan karbon dalam bubuk. Ia membutuhkan bijih dengan kesucian yang relatif tinggi untuk mendapatkan produk akhir yang diinginkan.
Seberapa kuat logam bubuk?
Powder forged steels can deliver high strength levels (UTS up to around 950 N/mm² as forged and 2050 N/mm² heat-treated; tensile yield stress up to around 650 N/mm² as forged and 1760 N/mm² heat treated) with higher levels of ductility (5-18% Elongation).
Bagaimana metalurgi bubuk berbeda dari casting?
Dalam proses metalurgi bubuk semua logam dalam bentuk bubuk. Dalam casting logam dipanaskan di atas titik lelehnya dan dicurahkan ke dalam cetakan dan didinginkan. Bagian kemudian diproses untuk bagian yang akurat.
Apakah metalurgi bubuk adalah additive manufacturing?
Powder Metallurgy/Additive Manufacturing elemental analysis of metal powders and metal parts produced by AM. An integral part of industrial product development is the manufacture of prototypes and initial samples, regardless of whether the product is a simple screw or the complex part of an airplane.
Apa kekurangan metalurgi bubuk *?
Biaya tooling dan peralatan yang tinggi. Ini terutama keterbatasan saat volume produksi kecil. Bagian dengan bentuk besar atau kompleks sulit diproduksi oleh proses PM. Bagian memiliki ductility dan kekuatan yang lebih rendah dibandingkan yang dihasilkan oleh forging.
Apa kekurangan metalurgi bubuk?
Keterbatasan metalurgi bubuk:
- Biaya tooling umumnya dan hanya dapat dipertimbangkan dalam produksi massal.
- Biaya bahan baku sangat tinggi.
- Properti mekanis bagian berkualitas rendah dibandingkan bagian yang dicetak atau diproses.
- Dalam beberapa kasus, densitas berbagai bagian produk akhir dapat bervariasi karena kompresi yang tidak merata.
Apa grading bubuk dalam metalurgi bubuk?
Soft magnetic Powder Metallurgy grades include plain iron, silicon-iron, cobalt-iron, dan soft magnetic composites yang lebih baru, yang didasarkan pada bubuk plain iron dengan penambahan pengikat/insulator yang cocok untuk memisahkan partikel bubuk iron setelah perawatan curing.
Mengapa sintering dilakukan?
Mengapa Sintering dilakukan dan mengapa penting? Sintering dilakukan untuk memberikan kekuatan dan integritas pada material serta mengurangi porosity 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 bubuk logam. Ada empat proses utama yang digunakan dalam produksi bubuk: solid-state reduction, atomization, electrolysis, dan chemical.
Apa green compact dalam metalurgi bubuk?
Metalurgi Bubuk (PM) berhubungan dengan produk dan proses yang menggunakan bahan baku dalam bentuk bubuk yang dipadatkan ke dalam bentuk dan ukuran yang diperlukan menggunakan cetakan yang sesuai. Bubuk yang dipadatkan ini disebut „Green Compacts‟.
Dapatkah logam bubuk di-lasi?
Resistance Projection Welding. Projection welding sering digunakan untuk melasi bagian logam bubuk karena distorsi terbatas yang dihasilkan oleh proses ini. Ia mampu melasi bagian logam bubuk high-carbon dan bagian yang di-case-harden.
Apa nama bubuk logam?
Logam yang dapat ditemukan dalam bentuk bubuk termasuk aluminium powder, nickel powder, iron powder, dan banyak lagi.
Apa karakteristik metalurgi bubuk?
Sifat dasar metalurgi bubuk adalah kemampuan untuk menggabungkan material dalam bentuk bubuk yang sebaliknya tidak dapat dicampur. Keuntungan unik ini memungkinkan produksi material gesekan di mana tembaga dan bubuk logam lain digabungkan dengan pelumas padat, oksida, dan senyawa lain.
