زینترینگ فلزات

زینترینگ فلزات

زینترینگ فلزات

اصول اولیه زینتر فلزات
تولید فلز پودر می‌تواند در سه مرحله خلاصه شود: آماده سازی پودر، تراکم و زینتر.
در مراحل اولیه تولید ،پودر فلز با ترکیب شیمیایی دلخواه آماده می‌شود. در طول این مرحله، یک روانکار به طور مثال واکس برای کمک به تزریق به قالب پرس به آن افزوده می‌شود. مخلوط پودر در دستگاه پرس، در قالب قرار گرفته و یک بدنه خام شکل می‌گیرد. اگر چه تمام مراحل ساخت قطعه مهم است ولی مرحله زینترینگ از مهم ترین مراحل است. در مرحله زینتر است که روانکارها از ترکیب بدنه خام خارج شده و ذرات پودر به یکدیگر متصل می‌شوند تا ذرات پودر در نهایت خواص متالورژیکی را بدست آورند.

زینترینگ پودر فلزی
زینترینگ فرآیند حرارتی است که ذرات مجاور با یکدیگر پیوند شیمیایی برقرار می‌کنند تا ویژگی نهایی ذرات پودر متراکم شده را افزایش دهد.

حالت‌های مواد در زینترینگ

روانکاری
قبل از اتصال ذرات فلزی، ذرات فلز باید به یکدیگر نزدیک شده و با هم تماس پیدا کنند، روانکار افزوده شده به پودر به تراکم بیشتر پودر کمک می‌کند، اما بعد از پرس شدن، به عنوان یک مانع برای اتصال ذرات عمل می‌کند. اولین گام در زینترینگ،حرات دادن به ترکیب برای خروج روانکار است. در حین حرارت دادن به ترکیب، روانکار شروع به ذوب شدن سپس تبخیر کرده و از داخل قطعه به سطح قطعه حرکت می‌کند. از آنجایی که بیشتر روانکارها هیدروکربنی هستند آن‌ها را می‌توان با رطوبت محیط کوره به راحتی واکنش داد.

CxHy + (x)H2O → (x)CO + (1/2y + x )H2

آب با کربن داخل روانکار واکنش می‌دهد و مونوکسیدکربن و هیدروژن تولید می‌کند که می‌تواند از داخل کوره خارج شود

احیا اکسیژن
اکسیژن در سطح همه‌ی مواد و از جمله سطح فلزات حضور دارد. سطح اکسید شده خود نیز به عنوان یک مانع برای اتصال ذرات فلز عمل کرده بنابراین لایه اکسیدی باید کاهش پیدا کند تا ذرات بتوانند با هم تماس برقرار کنند. این کاهش در نتیجه واکنش بین اتمسفر کوره و اکسیژن موجود در لایه اکسیدی است. اتمسفر کوره‌های زینترینگ معمولا شامل هیدروژن و یا مونوکسید کربن به منظور واکنش با اکسیژن موجود در لایه اکسیدی ذرات فلزی است.

واکنش شیمیایی اکسیداسیون

برای اندازه گیری میزان کاهش پتانسیل اتمسفر کوره به طور معمول از روش dew point استفاده می‌شود. Dew point یا نقطه شبنم میزان درجه حرارت جو است که در آن مقدار رطوبت جذب شده در جو را مشخص می‌کند. دمای اتمسفر اگر کمتر از دمای Dew point باشد نتیجه آن است که رطوبت از کوره خارج شده است. اگر دمای Dew point افزایش پیدا کند پتانسیل اتمسفر کوره کاهش پیدا کرده است.
Dew point تابعی از واکنش شیمیایی پودر است. عناصری که پیوندهای قوی تری با اکسیژن برقرار می‌کنند مانند کروم، نیازمند نیروی محرکه بیشتری برای انجام واکنش هستند. در یک دمای مشخص، در حالت تعادلی نقطه Dew Point نسبت به عناصر دیگر، کمتر خواهد بود.

حالت تعادلی نقطه شبنم

اتصال ذرات
ابتدا ذرات با یکدیگر تماس برقرار می‌کنند، و پیوند آغاز می‌شود. در مرحله اول، پیوند توسط بوجود آمدن یک گردن کوچک در بین ذرات فلز ایجاد می‌شود.
اتصال ذرات

از طریق نفوذ و مکانیزم‌های دیگر انتقال جرم، مواد از ذرات دیگر به مرحله گردنی انتقال پیدا می‌کنند و اجازه رشد در این منطقه از پیوند را می‌دهند که مرحله میانی ایجاد پیوند است.
انتقال جرم تا جایی ادامه پیدا می‌کند که تمام ذرات به یکدیگر نزدیک شده و فاصله بین ذرات را پر می‌کنند و یا تخلخل‌ها از مرز دانه‌ها دور می‌شوند، در واقع مرحله آخر برقراری پیوند ذرات است.
آخرین مرحله در زینترینگ فلزات، خنک کردن کنترل شده ماده است. خنک کردن در اتمسفری اجرا می‌شود که نیازی به انجام واکنش شیمیایی نیست. اتمسفر کوره در این مرحله باید طوری باشد که تنها حرارت را از ماده انتقال دهد و اکسید شدن مجدد سطح ماده را در طول سرد کردن کنترل نماید.

نوشتن یک پیام

Your email address will not be published.

لطفا جای خالی زیر را پرکنید *

پست مرتبط

برش CNC

اگر تعداد زیادی از قطعات مورد نیاز باشد و آنها باید دقیقا برش داده شوند…ادامه مطلب