Procesul de formare a pieselor din metalurgia pulberilor este o etapă crucială în transformarea pulberilor de metal sau aliaje în corpuri verzi cu forme geometrice predeterminate și rezistență verde suficientă. Calitatea sa determină direct efectul de sinterizare ulterior și performanța produsului finit. Acest proces, centrat pe presiune, permite pulberii libere să obțină o aranjare cu densitate ridicată și o fixare a formei într-o matriță, oferind avantaje în formarea în formă aproape de-net-și producția în masă și, prin urmare, joacă un rol important în producția modernă.
Procesul de bază al formării metalurgiei pulberilor este formarea prin compresie. În primul rând, o cantitate fixă de pulbere este umplută uniform în cavitatea matriței. O presiune stabilă perpendiculară pe direcția de presare este aplicată folosind o presă mecanică sau hidraulică, determinând ca particulele de pulbere să se apropie una de cealaltă sub presiune și să sufere deformare plastică sau rupere, formând astfel un corp verde dens. În această etapă, distribuția dimensiunii particulelor, caracteristicile morfologice și conținutul de lubrifiant al pulberii afectează în mod semnificativ rezistența la frecare dintre particule și uniformitatea umpluturii, determinând astfel uniformitatea densității corpului verde și performanța de deformare. Presiunea rezonabilă de apăsare și timpul de menținere pot reduce returul dimensional cauzat de efectele secundare elastice și pot îmbunătăți păstrarea formei.
În formarea prin compresie, proiectarea matriței este o condiție esențială pentru succesul procesului. Dimensiunile cavității trebuie să ia în considerare în mod cuprinzător densitatea liberă, raportul de compresie și contracția prin sinterizare a pulberii pentru a asigura acuratețea dimensională a produsului finit după sinterizare. Materialul matriței trebuie să aibă o rezistență ridicată la uzură și o rezistență suficientă pentru a rezista la uzură și oboseală cauzate de încărcările repetate de-presiuni înalte. În plus, pentru piese structurale complexe, pot fi folosite presare în mai multe-etape, multi-direcționale sau matrițe combinate pentru a reduce gradienții de densitate și pentru a forma zone moarte.
Pentru a îmbunătăți și mai mult calitatea turnării și a se adapta la cerințele complexe de formă, industria a dezvoltat diverse procese speciale de turnare. Presarea izostatică folosește medii lichide sau gazoase pentru a aplica o presiune uniformă asupra pulberii în toate direcțiile, rezultând un corp verde cu o distribuție mai consistentă a densității, potrivit pentru piese mari sau cu formă neregulată. Turnarea prin injecție amestecă pulberea cu un liant polimeric pentru a forma o pastă, care este apoi injectată în cavitatea matriței printr-o mașină de turnat prin injecție. Este potrivit pentru producția de piese mici, complicate și de volum mare-; liantul poate fi îndepărtat înainte de sinterizare pentru a obține un corp verde în formă de -net-. Presarea la cald implică presarea la o temperatură moderat ridicată pentru a îmbunătăți plasticitatea pulberii și a reduce frecarea, crescând astfel densitatea și rezistența corpului verde și reducând fluctuațiile ulterioare ale contracției prin sinterizare.
Controlul parametrilor procesului în timpul procesului de turnare este la fel de crucial. Presiunea necesară trebuie optimizată în funcție de sistemul de material și forma produsului. Presiunea excesivă poate duce la uzura matriței și la sudarea la rece a pulberii, în timp ce presiunea insuficientă are ca rezultat o densitate insuficientă și o deformare ușoară în timpul sinterizării. Viteza de presare afectează eficiența de umplere și aerisire cu pulbere; o viteză prea mare poate capta aerul, creând pori interni, în timp ce o viteză prea mică reduce eficiența producției. Tipul și cantitatea de lubrifiant trebuie să echilibreze ușurința demulării și curățenia de sinterizare pentru a evita defectele cauzate de reziduuri.
Corpul verde finalizat trebuie să fie supus demulării, inspecției și delegarii (pentru turnarea prin injecție) înainte de a intra în etapa de sinterizare. În această etapă, deși corpul verde are o anumită rezistență, nu a format încă o legătură metalurgică, iar stabilitatea formei sale depinde încă de densitatea și uniformitatea turnării inițiale. Prin urmare, procesul de turnare nu numai că determină conturul produsului, ci și pune bazele pentru densificarea sinterizării și dezvoltarea performanței.
În general, procesul de turnare pentru piesele din metalurgia pulberilor utilizează în principal presarea, combinată cu optimizarea matriței și diverse tehnologii speciale de formare, pentru a obține controlul-în faza incipientă asupra formei, densității și performanței. Setarea și controlul științific al presiunii de presare, al timpului de menținere, al structurii matriței și al parametrilor procesului auxiliar este modalitatea fundamentală de a asigura calitatea semifabricatelor verzi și de a îmbunătăți consistența și fiabilitatea produselor finite. Este, de asemenea, suportul de bază pentru metalurgia pulberilor pentru a obține o producție de înaltă-precizie și de înaltă-eficiență.