كيفية صنع مسحوق الفولاذ المقاوم للصدأ

ولصنع مسحوق الفولاذ المقاوم للصدأ، فإن الطريقة الصناعية الأساسية هي عملية التفتيت التي تنطوي على صهر سبائك الفولاذ المقاوم للصدأ (مثل 316L أو 17-4PH) وتفتيت التيار المنصهر إلى قطرات دقيقة باستخدام نفاثات غاز أو ماء عالية الضغط. تتصلب هذه القطرات بسرعة إلى جزيئات مسحوق، والتي يتم بعد ذلك فرزها لتطبيقات محددة مثل الطباعة ثلاثية الأبعاد أو التصنيع الميكانيكي المتعدد. إلى جانب الانحلال، تشمل الطرق المتخصصة الأخرى عملية القطب الكهربائي الدوار بالبلازما (PREP) للمساحيق الكروية عالية النقاء واختزال الحالة الصلبة للمساحيق الإسفنجية الفعالة من حيث التكلفة.

1. العملية الأساسية للتذرية

في البيئة الصناعية الحالية، يعتبر الانحلال هو التقنية الأكثر شيوعًا ونضجًا لإنتاج مسحوق الفولاذ المقاوم للصدأ عالي الجودة. والسبب في حب الجميع لاستخدامها هو أنها تتمتع بتحكم ممتاز في حجم الجسيمات وشكل المسحوق، وهو ما يمكن أن يلبي احتياجات معظم التصنيع المتطور.

صهر السبائك:

وتتمثل الخطوة الأولى في صهر خردة الفولاذ المقاوم للصدأ عالية الجودة أو المواد الخام البكر في فرن الحث. وعادةً ما تكون أكثر المواد التي أتعامل معها هي هاتان المادتان:

• 316L: بشكل رئيسي بسبب مقاومته للتآكل.
• 17-4 فهرنهايت إذا كان العميل لديه متطلبات صعبة للقوة والصلابة، فهذا بالتأكيد هو الخيار الصحيح.

تكسير نفاثات الضغط العالي:

بعد ذوبان السبيكة، يتدفق المعدن السائل من خلال التنديش (تنديش)، مكونًا تدفقًا متحكمًا فيه من الخيوط. في هذا الوقت، جاء "تسليط الضوء" الحقيقي - مع وجود وسيط عالي الضغط لضرب هذا التدفق المعدني:

• ترذيذ الغاز: يتم استخدام غاز خامل مثل النيتروجين أو الأرجون. يتميز المسحوق الذي يتم إنتاجه بهذه الطريقة بكروية ممتازة وسيولة ممتازة، وهو أمر قياسي في مجال الطباعة ثلاثية الأبعاد.
• ترذيذ الماء: يتم استبدالها بنفث الماء عالي الضغط. هذه الطريقة منخفضة التكلفة، ولكن شكل المسحوق الناتج عادة ما يكون غير منتظم (حتى مع وجود نقاط تشبه الإبرة). لقول الحقيقة، على الرغم من أنها أقل سيولة بقليل، ولكن في قولبة المسحوق التقليدية بالضغط على المسحوق المعدني التقليدي، فإن هذا الشكل غير المنتظم من المرجح أن "يعض" بعضه بعضًا ".

التخثر والتجميع:

تتصلب القطرات المعدنية بسرعة أثناء سقوطها في غرفة التبريد. يحدد معدل التبريد مباشرةً البنية المجهرية للمسحوق، والتي ستظهر اختلافات واضحة في المعالجة الحرارية اللاحقة.

2. طرق الإنتاج الخاصة

على الرغم من هيمنة طريقة الانحلال على السوق، إلا أن بعض الصناعات المحددة لها "نظافة" للنقاء أو الهيكل، ويجب نقل بعض الوسائل الخاصة في هذا الوقت.

طريقة القطب الكهربائي الدوار بالبلازما (PREP):

إذا كان العميل الذي تخدمه عملاقاً في مجال الطيران أو زراعة الأعضاء الطبية، فإن PREP هو الخيار الوحيد إلى حد كبير.

• منطق التشغيل: يتم تحويل مخزون قضيب الفولاذ المقاوم للصدأ إلى قطب كهربائي وتدويره بسرعة عالية أثناء صهر طرفه بمسدس بلازما.
• النتيجة: ستعمل قوة الطرد المركزي على طرد المعدن المنصهر للخارج، مما يشكل جسيمات كروية نظيفة للغاية ومثالية تمامًا. والنقطة الأكثر أهمية هي أن هذا المسحوق لا يحتوي تقريبًا على "مسحوق تابع" (جسيمات صغيرة مرتبطة بالجسيمات الرئيسية) وهو نقي للغاية.

اختزال الحالة الصلبة:

فكر في هذا النهج عندما تكون ميزانية مشروعك ضيقة للغاية وتحتاج إلى أن يكون المسحوق ذا بنية "إسفنجية".

• منطق التشغيل: تتم معالجة أكاسيد الفولاذ المقاوم للصدأ أو قشور الفولاذ المدرفلة بعامل اختزال عند درجات حرارة أقل من درجة الانصهار.
• النتيجة: 1 تم إنتاج مسحوق إسفنجي مسامي. على الرغم من أنه نادرًا ما يستخدم في الأجزاء الهيكلية، إلا أن هذه المسامية تعد ميزة في مواد الاحتكاك وبعض التطبيقات الكيميائية.

3. المعالجة اللاحقة

لا يعني المسحوق أن المهمة قد تمت. بغض النظر عن الطريقة المستخدمة لصنع المسحوق الأصلي، يجب أن يتم فحصه بدقة، وإلا فإنه لا يمكن أن يفي بالمعايير الصناعية.

التحكم في توزيع حجم الجسيمات (PSD):

سوف نستخدم منخل بالموجات فوق الصوتية أو منخل اهتزازي، المسحوق وفقًا لدرجة حجم الجسيمات المقطوعة بدقة.

مستوى الجودة:

هذه الخطوة حاسمة. يحدد اتساق المسحوق بشكل مباشر الكثافة والخصائص الميكانيكية للمنتج النهائي. وغالبًا ما أقول للمشهد إن الغربلة ليست جيدة، والأجزاء الملبدة في الخلف كلها نفايات.

4. التطبيق الرئيسي لمسحوق الفولاذ المقاوم للصدأ

تحدد طريقة الإنتاج مباشرة ما يمكن أن يفعله المسحوق. فيما يلي تطابق بسيط:

• الطباعة ثلاثية الأبعاد (التصنيع المضاف): يجب استخدام المسحوق الهوائي أو مسحوق PREP. السيولة العالية والكثافة السائبة من المؤشرات الثابتة.
• القولبة بالحقن المعدني (MIM): عادةً ما تكون المساحيق الدقيقة جدًا (أقل من 22 ميكرون عادةً) مطلوبة لصنع أجزاء صغيرة ومعقدة ودقيقة في الإلكترونيات أو السيارات.
• تعدين المساحيق التقليدي: المزيد من اختيار المسحوق المرذاذ بالماء أو المسحوق الإسفنجي، ويستخدم بشكل أساسي للضغط وتلبيد الأجزاء الهيكلية التقليدية، وهو المسحوق الرئيسي الفعال من حيث التكلفة.

المؤلف : مارتن

"أنا متخصص في هندسة المواد ولديّ أكثر من 14 عامًا من الخبرة في مجال هندسة المواد في مجال تعدين المساحيق والتصنيع المتقدم. وتكمن خبرتي في الإنتاج الصناعي للسبائك المعدنية عالية الأداء، ولا سيما في تحسين عمليات الانحلال لمساحيق الفولاذ المقاوم للصدأ."