粉末冶金和金属粉末产品的历史未来

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今天,大多数金属粉末产品是通过压实和烧结生产的。但情况并非一直如此——看看古埃及人就知道了。

可以说,我们今天所知道的这一过程只出现在大约一个世纪前。在此之前,金属粉末产品的制造过程更像是锻造。

粉末冶金技术的进步是波浪式的。我们很快就会迎来另一场灾难吗?

让我们先来看看粉末冶金的历史。然后,我们就可以弄清供应商和客户的未来将如何发展。

粉末冶金的历史

一开始

古人使用了许多不同的金属,但他们缺乏一种方法来融化它们中的大多数。

虽然铅和锡的熔点很低,但熔化钨和铂等材料的技术直到19世纪后期才出现th20岁出头th世纪。因此,珠宝、剑和其他金属制品都是通过将粉末锤成固体形状而制成的。

在中美洲和南美洲就有证据证明这一点,早在西班牙人征服美洲之前,当地人制作铂粉和金粉成珠宝。更早的时候,印度工匠用同样的方法制作了一个23英尺高,6吨重的铁柱,“德里柱”。历史学家认为埃及人使用了类似的方法。在欧洲,有记录显示粉末锻造在18世纪的西班牙发生th19世纪在英国和俄国th.俄罗斯甚至使用粉末锻造法生产铂金硬币。

现代粉末烧结技术出现于19世纪末th世纪,以及电力的使用。随着细丝取代了电弧,对耐用钨丝的需求增加了。钨的熔点很高,而且烧结成为公认的生产方法

过去的100年

到了20世纪20年代,制造商开始使用金属粉末来制造切削工具和自润滑轴承。20世纪30年代,粉末金属油泵齿轮的到来烧结磁性材料.十年后,德国工程师又补充道武器组件到越来越多的金属粉末产品。

第二次世界大战后,对汽车的需求急剧增长,烧结金属零件的生产也随之增长。这也是由于高性能材料的可用性和压实技术的改进。

出现了两种相关的粉末金属工艺金属注射成型(MIM)以及从2000年开始的增材制造。传统的粉末金属(PM)加工可以在单轴上压实形状,MIM有相似之处通过注塑成型,可以创建更复杂的几何形状。

金属增材制造(AM),包括3D打印,有两种形式。要么在粉末中加入粘结剂,直到烧结完成,要么在沉积过程中烧结粉末。金属增材制造与传统粉末冶金的主要区别是

  • 较少的工具需求

  • 只适合非常小批量的生产

  • 没有发生压实

MIM和AM有一个整齐的能力形成复杂的形状。它补充了粉末冶金的烧结和压实方面可以做的事情。但绝大多数情况下,这两种方法是有效的浪费

粉末冶金的未来进展

粉末金属工业在现代不断地自我改造。这些进步还在继续:

  • 随着先进材料如软磁复合材料和低合金材料的发展。

  • 采用先进的压实工艺生产零件密度> 7.4g/cc。

  • 通过高温烧结,进一步提高粉末冶金部件的性能,这将允许更大的渗透到新的和现有的行业。

越来越多的新材料正在得到实质性的研究和商业应用。请继续关注!

新的挑战将以排放标准的形式出现,汽车的进一步“电气化”以及让手工工具和草坪及花园行业的客户实现未开发的潜力——仅举几例。粉末金属行业已经能够让客户的产品更便宜,但下一步是提高性能。

该行业的贸易组织MPIF定期发布一份路线图,优先考虑未来的技术挑战。撇开增材制造不谈2017 PM行业路线图粉末冶金发展的主要领域如下:


密度挑战

金属粉末产品中存在小程度的孔隙是正常的。在某些应用中,这是有用的润滑或隔音。在其他国家,它可以限制结构和磁性性能

一些公司在提高人口密度方面进展缓慢。新的和改进的材料是有帮助的,还有改进的润滑剂和工具,以及温压实和高吨位压力机。

很明显,在这一挑战中,一些粉末金属零件供应商比其他供应商走得更远。

高熔点材料

使用粉末金属零件的工业正在寻求更高的强度。PM组件以易碎著称。

实现这一目标的一种方法是结合:

这种合金需要在较高的温度下烧结。超高温烧结不幸的是,另一种能力仍然局限于少数粉末金属部件供应商。

软磁复合材料

我们看到人们对软磁复合材料越来越感兴趣,来自各行各业。

这是因为它们可以形成复杂的3D形状这反过来又有助于减小电机和执行器的尺寸。

启用新的和改进的

人类用金属粉末制造东西已经有很长一段时间了。然而,粉末金属制造业只是在上个世纪才真正出现。在过去的30年里,变化的速度急剧增加——就像PM之外的世界一样。

这促进了从汽车和枪支到电器和医疗设备等行业的发展。是时候让客户和供应商都深入研究下一个问题了波的密度,形状,磁性性能的解决方案.是的,还有成本。

解决方案就在那里!相信先进的粉末冶金可以帮助您开辟一条创新之路。

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