Performanța și domeniul de aplicare a componentelor din metalurgia pulberilor sunt determinate în mod fundamental de sistemul lor de materiale. Prin practica industrială pe termen lung-, au apărut categorii importante de materiale, reprezentate de fier-, cupru-, oțel inoxidabil-, nichel- și carbură cimentată. Fiecare material are propriile avantaje în designul compoziției, microstructura și proprietățile funcționale, îndeplinind cerințele de rezistență, rezistență la uzură, rezistență la coroziune și proprietăți fizice speciale în diferite condiții de lucru.
Materialele de metalurgie a pulberilor pe bază de fier- sunt cel mai utilizat sistem. De obicei, folosesc pulbere pură de fier sau pulbere de oțel pre-aliat ca matrice, completată cu elemente precum grafit, cupru, nichel și molibden pentru a ajusta proprietățile. Prin presare și sinterizare, pot fi obținute o rezistență și o duritate bune, iar funcțiile de auto-lubrifiere sau de amortizare a vibrațiilor pot fi realizate prin proiectarea structurii porilor. Materialele pe bază de fier-au costuri moderate și tehnologie matură și sunt utilizate pe scară largă în pinioanele motoarelor de automobile, butuci de sincronizare a cutiei de viteze, rotoarele pompelor de ulei și diverse componente de transmisie mecanică, prezentând o rentabilitate excelentă-în cazul sarcinilor medii și în medii normale.
Materialele de metalurgie a pulberilor pe bază de cupru-, pe bază de pulberi de aliaj, cum ar fi bronzul și alama, se caracterizează printr-o conductivitate termică și electrică excelentă și o rezistență bună la coroziune. Aceste materiale sunt utilizate pe scară largă în conectorii electrici, lagărele de alunecare, etanșările și piesele schimbătoarelor de căldură, potrivite în special pentru aplicații care necesită o bună disipare a căldurii și conductivitate electrică. Componentele pe bază de-cupru pot menține un coeficient de frecare scăzut în condiții de ulei-fără sau-de ulei, dar rezistența și rezistența la temperatură-înaltă sunt în general mai mici decât materialele pe bază de fier-și oțel inoxidabil-; prin urmare, este necesară prudență atunci când le selectați pentru medii cu-încărcare ridicată sau cu temperatură-înaltă.
Materialele de metalurgie a pulberilor pe bază de-oțel inoxidabil folosesc elemente precum cromul și nichelul pentru a forma o peliculă de pasivare, care prezintă o rezistență excelentă la coroziune și rezistență la oxidare, menținând în același timp un anumit nivel de rezistență și tenacitate. Aceste materiale sunt utilizate în mod obișnuit în mașinile alimentare, echipamentele chimice, dispozitivele medicale și componentele pentru mediile marine. Prin optimizarea procesului de sinterizare și a raportului de aliaj, densitatea și proprietățile mecanice pot fi îmbunătățite, menținând în același timp rezistența la coroziune, îndeplinind cerințele stricte de igienă, durabilitate și compatibilitate cu medii complexe.
Materialele de metalurgie a pulberilor pe bază de nichel-excelează în-rezistența la temperatură ridicată, rezistența la oxidare și rezistența la fluaj, făcându-le potrivite pentru componentele cheie din motoarele aero-, turbinele cu gaz și echipamentele de tratament termic-înalte. Aceste materiale folosesc de obicei nichelul ca matrice, cu adaos de crom, molibden, wolfram și alte elemente care formează faze de armare, menținând stabilitatea structurală și performanța de lungă durată-la temperaturi mai ridicate. În ciuda costurilor mai mari ale materiilor prime și a unei ferestre de proces de sinterizare mai înguste, acestea oferă avantaje de neînlocuit în condiții de temperatură extrem de ridicată și condiții complexe de stres.
Aliajele dure, pe de altă parte, utilizează ca matrice faze ceramice cu duritate mare-, cum ar fi carbura de tungsten, combinate cu faze de liant metalic, cum ar fi cobaltul. Acestea au duritate, rezistență la uzură și rezistență la compresiune extrem de ridicate și sunt utilizate în mod obișnuit la sculele de tăiere, instrumentele de găurit și căptușeli-rezistente la uzură. Deși duritatea lor este limitată, prin controlul dimensiunii particulelor de pulbere și prin optimizarea procesului de sinterizare, rezistența la impact poate fi îmbunătățită, menținând în același timp claritatea, adaptându-se la cerințele stricte ale diferitelor obiecte de prelucrare.
Pe lângă sistemele principale menționate anterior, materialele pe bază de aluminiu-, titan- și materialele funcționale speciale din metalurgia pulberilor își extind continuu domeniile de aplicare. Materialele pe bază de aluminiu-sunt ușoare și au o conductivitate termică bună, ceea ce le face potrivite pentru componente ușoare din transport și echipamente electronice; Materialele pe bază de titan-combină rezistența specifică ridicată cu o bună biocompatibilitate, arătând o mare promisiune în implanturile aerospațiale și medicale; Materialele magnetice din metalurgia pulberilor pot îndeplini cerințele speciale de performanță magnetică ale motoarelor, senzorilor și altor aplicații.
În general, principalele sisteme de materiale pentru componentele metalurgiei pulberilor acoperă o gamă largă, de la piese structurale obișnuite până la piese speciale de-înaltă performanță. Selectarea acestora ar trebui să ia în considerare factori cum ar fi mediul de service, cerințele mecanice, rezistența la coroziune și eficiența economică. Odată cu progresele în tehnologiile de preparare a pulberii și de formare/sinterizare, designul materialului va deveni mai rafinat și mai funcțional, oferind soluții mai fiabile pentru industria de producție-de vârf și industriile emergente.