Zaawansowane technologie wytwarzania komponentów poprzez kucie i spiekanie proszków

• Autorzy: Leshchynsky V.

Warianty tytułu

EN

Advanced powder forging and sintering technologies of components manufacturing

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

W wyniku opracowania nowych, zaawansowanych technologii metalurgii proszków, nowe materiały i kompozyty proszkowe są obecnie szeroko stosowane w wielu dziedzinach techniki, ze względu na ich zdolność do uzyskiwania pożądanych właściwości mechanicznych i innych właściwości fizycznych. W niniejszej pracy przeglądowej przedstawiono analizę obecnego stanu wiedzy i wskazano główne kierunków rozwoju technologii metalurgii proszków. W przemyśle części spiekanych z proszków metali, całkowita wielkość produkcji wzrasta, a ich dominujące aplikacje rozpowszechniają się. W szczególności, analizowane jest ich wykorzystanie do różnych innowacyjnych zastosowań technologicznych opracowanych przez Instytut Obróbki Plastycznej (INOP) i wdrażanych w przemyśle. Omówiono technologie wytwarzania części proszkowych o podwyższonej gęstości, zagęszczania w technologii ,,warm flow”, SPS i PASHS opracowanych przez INOP. W INOP rozwijane są następujące zaawansowane technologie kucia i spiekania części proszkowych: I) technologia kucia części proszkowych o podwyższonej gęstości, II) technologia impregnacji smarami stałymi części proszkowych, III) technologia kształtowania/kucia „warm flow” części proszkowych o złożonym kształcie, IV) technologia usuwania lepiszcza i spiekania części wytworzonych technologią „warm flow”, V) technologia spiekania reakcyjnego stalowych części proszkowych, VI) iskrowe spiekanie plazmowe nowych nansotrukturalnych kompozytów, VII) Technologia syntezy SHS wspomaganej ciśnieniem. Niektóre wyniki badań dotyczące tych technologii przedstawiono w niniejszym artykule.

EN

After the development of an advanced Powder Metallurgy routes, new powder materials and composites are now essential components in many fields of technology, because of their ability to provide desired mechanical and other physical properties. The analysis of current status and choice of main directions of PM technologies development is presented in this review. In the industry of sintered PM components, the total amount of production is being increased and their dominant application is being disseminated. In particular, their use for the various most attractive applications is analysed, and innovative technology options are developed by Metal Forming Institute (INOP) and implemented in industry. Some PM high density forging, warm flow compaction, SPS and PASHS technologies developed by INOP are discussed. Advanced powder forging and sintering technologies developed in INOP are followings: I) powder forging technology of high dense components; II) solid lubrication technologies of PM components; III) warm flow compaction/forging technology of complex shape PM components; IV) debinding-sintering technology of warm formed components; V) reaction sintering technologies of steel based components; VI) spark plasma sintering technology of new nanostructured composites; VII) pressure assisted SHS synthesis technology. Some of the main results of the listed technologies are shown in the paper.

Słowa kluczowe

PL

metalurgia proszków; kucie proszków; spiekanie proszków; spiekanie plazmowe iskrowe; właściwości fizyczne; proszki

EN

powder metallurgy; powder forging; sintering; spark plasma sintering; physical properties; high density powdered material

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Obróbki Plastycznej
• Czasopismo: Obróbka Plastyczna Metali
• Rocznik: 2016
• Tom: T. 27, nr 3
• Strony: 241--262
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Leshchynsky V.

• Instytut Obróbki Plastycznej, ul. Jana Pawła II 14, 61-139 Poznań, Poland

Bibliografia

• [1] Capus J. 2016. „Höganäs PM transmission gear initiative takes another step forward”. Metal Powder Report 71 (1): 45–47.
• [2] Schlieper G. 2016. „GKN Sinter Metals: Global Tier 1 automotive supplier anticipates opportunities for Additive Manufacturing”. Metal Additive Manufacturing V2 (2): 55–63.
• [3] Kimura A., M. Shibata, K. Kondoh, Y. Takeda, M. Katayama, T. Tomiko, H. Takada. 1997. „Reduction mechanism of surface oxide in aluminum alloy powders containing magnesium studied by x-ray photoelectron spectroscopy using synchrotron radiation”. Applied Physics Letters 70 (26): 3615–3619.
• [4] Xie G., O. Ohashi, N. Yamaguchi, M. Song, K. Furuya, T. Noda. 2002. „TEM Observation of Interfaces between Particles in Al–Mg Alloy Powder Compacts Prepared by Pulse Electric Current Sintering”. Materials Transactions 43 (9): 2177–2180.
• [5] Sercombe T.B., G.B. Schaffer. 2006. „On the role of tin in the nitridation of aluminium powder”. Scripta Materialia 55: 323–328.
• [6] Mashhadi M., F. Mearaji, M. Tamizifar. 2014. „The effects of NH4Cl addition and particle size of Al powder in AlN whiskers synthesis by direct nitridation”. International Journal of Refractory Metals and Hard Materials 46: 181–187.
• [7] Veltl George, A. Oppert, F. Petzoldt. 2001. „Warm flow compaction fosters more complex PM parts”. Metal Powder Report 56 (2): 26–28.
• [8] Klein A.N., R.P. Cardoso, H.C. Pavanati, C. Binder, A.M. Maliska, G. Hammes, D. Fusao, A. Seeber, S.F. Brunatto, J.L.R. Muzart. 2013. „DC Plasma Technology Applied to Powder Metallurgy: an Overview”. Plasma Science and Technology 15(1): 70–81.
• [9] Xiao Z., L. Fang, S. Luo, H. Gao. 2008. „Study on complex shape powder metallurgy iron-based parts prepared by warm flow compaction”. Journal of Advanced Manufacturing Systems 7 (2): 261–265.
• [10] Weinert H., V. Leshchynsky. 2007. „New nanostructured self-lubricated materials made by powder metallurgy”. Annales de Chimie: Science des Materiaux 32 (4): 345–357.
• [11] Weinert H. 2013. „Exfoliation based Technology of Large Scale Manufacturing Molybdenum Disulphide Graphene-like Nanoparticle Mixtures”. Archives of Metallurgy and Materials 13 (2): 144–149.
• [12] Zavaliangos A., J. Zhang, M. Krammer, J.R. Groza. 2004. „Temperature evolution during field activated sintering”. Materials Science and Engineering A 379 (1-2): 218–228.
• [13] Omori M. 2000. „Sintering, consolidation, reaction and crystal growth by the spark plasma system (SPS)”. Materials Science and Engineering A 287 (2): 183–188.
• [14] He X., Y. Bai, Y. Li, C. Zhu, X. Kong. 2010. „In situ synthesis and mechanical properties of bulk Ti3SiC2/TiC composites by SHS/PHIP”. Materials Science and Engineering A 527 (18-19):4554–4559.
• [15] Bai Y., X. He, R. Wang, Y. Sun, C. Zhu, S. Wang, G. Chen. 2013. „High temperature physical and mechanical properties of large-scale Ti2AlC bulk synthesized by self-propagating high temperature combustion synthesis with pseudo hot isostatic pressing”. Journal of the European Ceramic Society 33 (13-14): 2435–2445.