Language
Country/Area
No result found
Секрет технологии горячего прессования: как использовать высокое давление и высокую температуру для изменения порошковых материалов?
С развитием науки и техники технология порошковой металлургии играет все более важную роль в современном производстве, особенно при изготовлении твердых и хрупких материалов. Среди них технология горячего прессования изменяет свойства порошковых материалов с помощью уникальных условий высокого давления и высокой температуры, обеспечивая преобразование порошка в твердый материал. В этой статье будут глубоко изучены принципы, процессы и применение технологии горячего прессования, а также рассмотрено направление ее будущего развития.
Технология горячего прессования — это процесс, сочетающий в себе высокое давление и высокую температуру для изменения свойств порошковых материалов.
Основные принципы горячего прессования
Технология горячего прессования — это процесс порошковой металлургии, в котором используется высокое давление и низкая скорость деформации для формирования порошка или компактного порошкового тела путем одновременного приложения тепла и давления, чтобы вызвать процессы спекания и ползучести. Одним из основных применений этой технологии является производство комбинированного алмазно-металлического композиционного режущего инструмента и технической керамики. Процесс уплотнения при горячем прессовании происходит за счет реорганизации частиц и пластического течения в точках контакта частиц, в конечном итоге достигая увеличения плотности материала.
В типичном процессе горячего прессования давление может достигать 50 МПа (7300 фунтов на квадратный дюйм), а температура может повышаться до 2400 °C (4350 °F).
Технология нагрева в процессе горячего прессования
Технология горячего прессования обычно включает три различных метода нагрева: индукционный нагрев, непрямой резистивный нагрев и технологию спекания в полевых условиях (FAST)/прямое горячее прессование.
Индукционный нагрев
В процессе индукционного нагрева форма генерирует тепло в высокочастотном электромагнитном поле. Этот процесс обеспечивает гибкость для получения независимого давления и мощности индукции, подходящей для различных порошковых материалов. Однако к недостаткам этого метода можно отнести необходимость дорогостоящего высокочастотного генератора и хорошую центровку образца и формы для обеспечения равномерного нагрева.
Непрямой резистивный нагрев
В отличие от индукционного нагрева, при непрямом резистивном нагреве форма помещается в нагревательную камеру, состоящую из графитовых нагревательных элементов, и тепло передается на поверхность формы путем конвекции. Хотя температура может достигать высоких, необходимое время нагрева относительно велико и не зависит от теплопроводности формы.
Технология полевого спекания
Технология спекания в полевых условиях — это старая технология спекания, которая в основном проводит тепло посредством тока в форме. Этот метод позволяет эффективно формовать материал даже при коротких циклах спекания и подавляет рост частиц.
Технология прямого горячего прессования позволяет материалу достигать конечной плотности при более низких температурах и давлениях спекания.
Применение технологии горячего прессования
В последние годы технология горячего прессования все чаще используется в таких ключевых проектах, как производство высокопроизводительных керамических компонентов и металлических порошков. Например, при производстве таких материалов, как нитрид бора, дибор титана и нитрид кремния, в полной мере используется проводимость металлических порошков для быстрого нагрева заготовки. Эта технология особенно подходит для применений, требующих высоких скоростей нагрева, и обеспечивает чрезвычайно высокую точность формы, близкую к заданной, часто устраняя необходимость в механически тяжелых операциях при обработке труднообрабатываемых материалов.
В промышленности фрикционных материалов также постепенно увеличивается объем производства прямого горячего прессования, особенно при производстве литых тормозных колодок и сцеплений. По мере совершенствования этих технологий будет реализовано все больше и больше высокопроизводительных приложений, таких как тормозные системы для высокоскоростных железных дорог и мотоциклов и даже для использования в сельскохозяйственной технике и тяжелых грузовиках.
Исследовательские учреждения, такие как университеты и научно-исследовательские институты, используют короткие циклы спекания для ускорения исследовательского процесса, что приводит к множеству инноваций.
Однако с развитием технологий материалов и изменениями в производственных потребностях будущее технологии горячего прессования по-прежнему полно проблем и возможностей. Какие потенциальные инновации и прорывы, по вашему мнению, возникнут при исследовании того, как эта технология сочетается с новыми материалами и их применением?
