Metalurgia pulberilor

Prelucrarea prin agregare cu pulberi este un procedeu de prelucrare dimensionala care in a cunoscut o larga dezvoltare in toate ramurile industriei in ultimul deceniu. Fata de metalurgia clasica (bazata pe topire si turnare) aceasta prelucrare consta in obtinerea si utilizarea pulberilor metalice, ca atare, sau sub forma produselor sinterizate, caracterizata in esenta prin faptul ca:

- se bazeaza pe fenomenele de sudare a particulelor metalice sub influenta presiunii si caldurii;

- evita topirea si turnarea metalelor sau a aliajelor lor;

- aplica o parte din tehnologia clasica de elaborare a produselor ceramice propriu-zise (de tip portelan, materiale refractare etc.);

- permite obtinerea produselor cu configuratie mai putin complexa direct la forma geometrica si dimensiunile finale, fara alte prelucrari ulterioare.

Procesul de prelucrare prin agregare de pulberi este foarte interesant. Astfel se pleaca de la pulberi de metale (sau combinatii metalice ori chiar metaloide) urmand ca acestea sa fie intim amestecate in proportile necesare care corespund compozitiei chimice a aliajului pe care dorim sa il obtinem.Odata terminate aceste doua procese se trece la pasul urmator: amestecul obtinut este presat in in forma dorita in matrite metalice, iar comprimatele de pulberi, astfel obtinute supuse unui tratament termic adecvat, pentru a obtine corpuri relativ compacte cu proprietati fizico-mecanice dorite.

Acest tratament termic, cunoscut sub numele de sinterizare, are o influenta preponderenta asupra proprietatilor corpurilor obtinute si este de fapt operatia esentiala a intregii tehnologii a prelucrarii prin agregare de pulberi realizandu-se intotdeauna la o temperatura inferioara temperaturii de topire a metalului respectiv sau a componentului cel mai putin refractar dintr-un amestec de pulberi intr-o atmosfera neutra sau in vid ceea ce impiedica oxidarea pulberilor metalice.

Pulberea este materialul format din particule (granule) de metale pure, de aliaje de compusi intermetalici, de compusi chimici ai metalelor sau de amestecuri mecanice ale mai multor componenti si ale caror dimensiuni pot varia intre 0,1 1000 um. Marimea granulelor utilizate in agregarea pulberilor pe scara industriala este cuprinsa insa in limite mai restranse variind intre 1 400 um.

Pulberile metalice se caracterizeaza printr-o serie de proprietati fizice si chimice care determina in mare masura proprietatile finale ale produselor obtinute prin agregare de pulberi. Exista urmatoarele proprietati fizice mai importante:

Forma particulelor: se apreciaza pe baza raportului dintre cele trei dimensiuni ale particulelor, distingandu-se trei grupe principale:

- particule fibroase sau aciculare a caror lungime depaseste cu mult celalalte doua dimensiuni (l >=b=~h);

- particule lamelare, plate a caror doua dimensiuni sunt de acelasi ordin de marime si depasesc cu mult pe cea de a treia (l=~b>=h);

- particule echiaxiale (sferoidale, poliedrice) la care toate cele trei dimensiuni sunt aproape egale (l=~b=~h).

Avantajele utilizarii in tehnica a pieselor sinterizate din pulberi metalice

Eficienta economica a metalurgiei pulberilor se manifesta pe mai multe planuri, antrenand pe langa economiile directe sau indirecte de metal sau energie si urmatoarele aspecte:

- imbunatatirea performantelor si parametrilor functionali ai utilajelor pe care

sunt montate piese sinterizate;

- marirea productivitatii unor procese tehnologice care folosesc produse ale

metalurgiei pulberilor;

- reconditionarea produselor masive si complexe;

- recuperarea unor deseuri sub forma de pulberi metalice (oxizi de fier, deseuri de cupru tehnic);

- valorificarea superioara a metalului.

Avantajele tehnice ale metalurgiei pulberilor sunt:

1. Metalurgia pulberilor are menirea sa completeze nomenclatorul produselor

fabricate in industrie;

2. Metalurgia pulberilor ofera, in anumite cazuri, unica solutie rationala, avantajoasa, la elaborarea unor materiale si produse cu proprietati speciale, care nu pot fi obtinute prin procedee tehnologice clasice;

3. Se obtin piese la o calitate superioara, cu un continut minim de metal, cu o

productivitate ridicata;

4. Constituie un pas important in domeniul studiului structurii materialelor metalice;

5. Obtinerea unei serii de metale si aliaje cu o temperatura de topire inalta. In prezent metalurgia pulberilor sta la baza obtinerii urmatoarelor tipuri de materiale: metale si aliaje utilizate in electrotehnica; materiale dure pe baza de carburi metalice, nitruri, siliciuri etc.; materiale sinterizate poroase cu caracteristici autolubrifiante; materiale si aliaje de mare puritate, cu o structura fina si omogena, lipsita de defecte, practic imposibil de obtinut prin topire si turnare; materiale cu compozitie foarte variat