Cad is Sintering ann?

Is próiseas cóireála teasa é shintéiriú a nascann cáithníní púdar dlúthaithe isteach i mais soladach trína théamh faoi bhun an leáphointe. Le linn an phróisis seo, tarlaíonn idirleathadh adamhach idir cáithníní cóngaracha, rud a chruthaíonn bannaí metallurgical a athraíonn púdar scaoilte go struchtúr comhtháite le hairíonna meicniúla sainithe. Tá an teicníocht bunúsach do mhiotaleolaíocht púdair agus cumasaíonn sí comhpháirteanna miotail casta a tháirgeadh, lena n-áirítear iad siúd a mhonaraítear trídmúnlú insteallta miotail.

An Fhisic Taobh thiar de Nascáil Cháithníní

Braitheann an próiseas shintéirithe ar idirleathadh adamhach tiomáinte ag laghdú fuinnimh dromchla. Nuair a théitear cáithníní púdair go 0.7-0.9 uair a dteocht leá (i Kelvin), éiríonn adaimh ag dromchlaí na gcáithníní soghluaiste go leor le dul ar imirce i dtreo pointí teagmhála idir cáithníní.

Cruthaíonn an ghluaiseacht adamhach seo muiníl-droichid bheaga d’ábhar a fhoirmíonn an áit a mbíonn teagmháil ag cáithníní. De réir mar a leanann an shintéiriú, fásann na necks seo níos mó, agus de réir a chéile crapadh na spásanna idir cáithníní (ar a dtugtar pores). Ní teas amháin an fórsa tiomána, ach claonadh teirmidinimice an chórais chun achar dromchla iomlán a íoslaghdú.

Idirleathadh dromchlabogann sé adaimh feadh dhromchlaí na gcáithníní go réigiúin mhuiníl.Idirleathadh teorann gráiniompraíonn adaimh trí na comhéadain idir gráinní criostail.Idirleathadh toirtea tharlaíonn tríd an laitís criostail mórchóir, cé go dtarlaíonn sé seo níos moille ná meicníochtaí dromchla.

Ní leánn an t-ábhar le linn shintéiriú ceart. Tá sé riachtanach na teochtaí a choinneáil faoi bhun an leáphointe toisc go gcruthódh leá sreabhadh ábhair neamhrialaithe agus scriosfadh sé cruinneas tríthoiseach. Ina áit sin, déanann meicníochtaí idirleata stáit soladacha an obair, rud a cheadaíonn rialú beacht ar airíonna agus ar thoisí na coda deiridh.

Teocht agus Caidrimh Ama

Bíonn tionchar mór ag teocht shintéirithe ar ráta agus ar thoradh deiridh an phróisis araon. I gcás an chuid is mó de mhiotail, titeann an raon teocht shintéirithe is fearr idir 70% agus 90% de phointe leá iomlán an ábhair.

Go hiondúil déanann cruach dhosmálta sintéir ag 1120-1150 céim, agus teastaíonn 750-900 céim as copar. Sinters púdar cré-umha go héifeachtach ag 780-850 céim , agus tungstain - lena pointe leá an-ard - riachtanais teochtaí níos mó ná 2000 céim . Níl na raonta teochta seo treallach; is ionann iad agus an tairseach ina mbíonn an tsoghluaisteacht adamhach leordhóthanach le haghaidh nascáil éifeachtach gan leá nó fás iomarcach gránach a chur i mbaol.

Tá tábhacht nach mór ag an am ag teocht leis an teocht féin. Coinníonn an chuid is mó de na timthriallta shintéirithe páirteanna ag buaic-teocht ar feadh 20-60 nóiméad. Féadfaidh amanna níos giorra naisc laga a fhágáil idir cáithníní, agus is féidir le hamanna sealbhaithe iomarcacha a bheith ina chúis le fás gráin nach dteastaíonn a dhíghrádaíonn airíonna meicniúla.

Níl an gaol idir teocht agus am líneach. Má ardaítear an teocht shintéirithe faoi 50 céim, d'fhéadfaí an t-am riachtanach a laghdú faoi leath nó níos mó, ach tá teorainneacha ag baint leis an trádáil seo. Is féidir le teochtaí ró-ard a bheith ina chúis le saobhadh tríthoiseach, crapadh iomarcach, nó struchtúir gráin a chuireann feidhmíocht ábhair i mbaol.

[Fíor 1: Teocht-Am-Cairt caidrimh dlúis a thaispeánann na fuinneoga shintéirithe is fearr do mhiotail choiteanna]

Úsáideann foirnéisí shintéirithe nua-aimseartha próifílí teirmeacha sofaisticiúla le céimeanna ar leith: rampa téimh mall chun dáileadh aonfhoirmeach teochta a cheadú, coinneáil ag buaic-teocht le go dtarlódh scaipeadh, agus ráta fuaraithe rialaithe chun turraing teirmeach nó saincheisteanna claochlaithe céime a chosc.

Rialú Atmaisféar i Sintéiriú

Ní "aer" amháin é an t-atmaisféar atá thart timpeall ar na codanna le linn shintéirithe-is timpeallacht rialaithe go cúramach é a chuireann cosc ​​ar ocsaídiú agus ar féidir leis na hocsaídí dromchla atá ann cheana féin a laghdú fiú.

Tarlaíonn an chuid is mó de shintéiriú miotail in atmaisféir laghdaithe atá comhdhéanta de hidrigin, amóinia dícheangailte, nó cumaisc hidrigine nítrigine. Freastalaíonn na hatmaisféar seo ar ilchuspóirí seachas cosc ​​ar ocsaíd. Baineann siad ceanglóirí orgánacha a úsáidtear i dhlúthú púdair amach, cosnaíonn siad i gcoinne caillteanas nó gnóthachan carbóin, agus cruthaíonn siad ceimic dromchla a chothaíonn nascáil.

Tá laghdú mór ar atmaisféir hidrigine ach teastaíonn rialuithe sábháilteachta cúramacha de bharr inadhainteachta. Cuireann amóinia dícheangailte (75% hidrigin, 25% nítrigine) cumhacht laghdaithe den chineál céanna ar fáil le láimhseáil níos éasca. Cuireann folúis shintéiriú deireadh leis an atmaisféar go hiomlán, a úsáidtear go háirithe do mhiotail imoibríocha cosúil le tíotáiniam nó nuair a bhíonn ardíonacht ultra-riachtanach.

Bíonn tionchar ag comhdhéanamh atmaisféar níos mó ná foirmiú ocsaíd amháin. Acmhainn charbóin-ní mór go mbeadh claonadh an atmaisféir chun carbón a chur leis nó a bhaint as cruach-a bheith ag teacht leis an gcion carbóin deiridh atá ag teastáil. Cruthaíonn an iomarca carbóin cairbídí crua, brittle ag teorainneacha gráin. Ró-beag cúiseanna decarburization go lagaíonn an t-ábhar.

Cinneann páirtbhrú ocsaigine, fiú ag codanna-in{-milliún leibhéal, an bhfanann ocsaídí miotail seasmhach nó an laghdaítear go miotal íon. Maidir le copar, cinntíonn leibhéil ocsaigine faoi bhun 10 ppm dromchlaí geala, saor ó ocsaíd tar éis shintéirithe.

Cén fáth a bhfuil Sintéiriú ag obair le haghaidh Mhúnlú Instealladh Miotail?

Táirgeann múnlú insteallta miotail cruthanna casta geoiméadracha trí phúdar miotail a mheascadh le greamaitheoirí polaiméire, an meascán seo a instealladh i múnlaí, ansin an ceanglóra a bhaint agus an cnámharlach miotail atá fágtha a shintéiriú. Athraíonn an chéim shintéirithe an rud a thosaíonn mar "cuid dhonn" leochaileach le porosity 40-60% ina chomhpháirt iomlán dlúth.

Le linn shintéiriú MIM, de ghnáth crapadh páirteanna 15-20% go líneach de réir mar a dhúnann na pores agus méadaíonn an dlús ó thart ar 60% go 95-99% den dlús teoiriciúil. Ligeann an crapadh intuartha seo do dhearthóirí cuntas a thabhairt ar athruithe tríthoiseacha, ag cruthú múnlaí a tháirgeann páirteanna den mhéid ceart tar éis an shintéiriú a chríochnú.

Tá na teochtaí shintéirithe a úsáidtear i MIM ar aon dul le gnáth-mhiotaleolaíocht púdair-sintéir páirteanna MIM cruach dhosmálta ag 1350-1400 céim , níos airde ná páirteanna brúite-agus-páirteanna sintéirithe toisc go dteastaíonn dlús beagnach iomlán ó MIM. Léiríonn an difríocht teochta seo na méideanna cáithníní is míne a úsáidtear i stoc cothaithe MIM, a chuireann le cinéitic shintéirithe ach a éilíonn ionchur teirmeach níos airde.

Cineálacha Próisis Sintéirithe

Éilíonn iarratais éagsúla cur chuige shintéirithe éagsúla. Braitheann an rogha ar airíonna ábhair, ar dhlús deiridh inmhianaithe, ar chéimseata cuid, agus ar chúinsí eacnamaíocha.

Sintéiriú stáit soladach-coinníonn sé gach ábhar faoi bhun a leáphointí le linn an phróisis. Is é seo an cur chuige is coitianta maidir le iarann, cruach dhosmálta, agus go leor miotail struchtúracha eile. Tarlaíonn nascáil go hiomlán trí mheicníochtaí idirleata stáit soladacha gan foirmiú leachta.

shintéiriú chéim leachtachCruthaíonn go hintinneach méid beag de leacht le linn teocht buaic. Cuireann an leacht seo dlús leis an dlús trí bhealaí iompair tapa a sholáthar chun ábhar a athdháileadh. Úsáideann imthacaí cré-umha shintéiriú pas leachta-leánn copar beagán agus fanann an stán soladach, agus líonann an copar leachtach pores go tapa. Úsáideann uirlisí gearrtha chomhdhúile tungstain an cur chuige seo freisin, agus foirmíonn cóbalt céim leachtach a cheanglaíonn grán chomhdhúile tungstain.

Brú{0}}sintéiriú cuidithefeidhm ag fórsa seachtrach le linn teasa. Tá brú te, brú isostatach te (HIP), agus shintéiriú plasma spréach sa chatagóir seo. Cuireann brú dlús leis an dlús agus féadann sé gar-dlús teoiriciúil a bhaint amach. Is minic go mbíonn modhanna brú-chuidithe ag teastáil ó ard-cheirmeacht agus uirlisí gearrtha chun deireadh a chur leis an gcúpla faoin gcéad deiridh den phóiriúlacht a chuireann in aghaidh shintéiriú brú an atmaisféir.

shintéiriú micreathonnúsáideann sé fuinneamh leictreamaighnéadach chun ábhair a théamh ón taobh istigh amach, seachas teas a sheoladh ó dhromchla go croí. Féadfaidh sé seo am próiseála agus tomhaltas fuinnimh a laghdú agus uaireanta ag táirgeadh micreastruchtúir níos míne ná an gnáththéamh.

Tá trádáil-asachtaí ag gach cur chuige. Tá an shintéiriú stáit soladach eacnamaíoch agus infheidhmithe go forleathan ach d'fhéadfadh póiriúlacht iarmharach a fhágáil. Dlúsaíonn shintéiriú céime leachta níos tapúla ach tá gá le rialú cúramach comhdhéanamh. Baintear uasdlús amach as modhanna brú-chuidithe ach cuireann siad costas agus castacht trealaimh leis.

Rath Sintering a Thomhas

Conas a bheidh a fhios againn ar oibrigh an shintéiriú i gceart? Léiríonn roinnt airíonna intomhaiste rath.

DlúsIs é an táscaire is dírí. Is gnách go sroicheann páirteanna glasa (neamhshamhlaithe) 50-70% den dlús teoiriciúil tar éis balcadh. Ba cheart go n-ardódh sintéiriú rathúil é seo go 85-98%, ag brath ar an bpróiseas agus na ceanglais. Ciallaíonn dlús níos airde go ginearálta airíonna meicniúla níos fearr, cé go gcoimeádann roinnt iarratas porosity d'aon ghnó le haghaidh scagacháin nó féin-lubrication.

Crapadhtarlaíonn sé intuartha le linn shintéiriú. Tá crapadh líneach 10-20% tipiciúil, agus sroicheann crapadh toirtmhéadrach 25-40%. Léiríonn crapadh comhsheasmhach rialú próisis maith, agus tugann crapadh athraitheach le fios neamh-éidearthachtaí teochta nó éagsúlachtaí comhdhéanamh.

Airíonna meicniúlachruthú ar bhain an shintéiriú a cuspóir amach. Braitheann neart teanntachta, neart toraidh, fadú agus cruas ar nascadh ceart idircháithníneach a bhaint amach. Faoi-is léir go bhfuil neart agus insínteacht íseal ag páirteanna sinte mar go mbriseann muineál lag go héasca. D’fhéadfadh go mbeadh an iomarca fás grán ag páirteanna sinteáilte, rud a laghdaíonn neart freisin.

Scrúdú micreastruchtúrnochtann cáilíocht nascáil ag an leibhéal micreascópach. Léiríonn ábhair atá sinteáilte go maith teorainneacha gráinne leanúnacha a thrasnaíonn comhéadain na gcáithníní roimhe seo, le pores beaga cruinn. Fágann shintéiriú lag teorainneacha cáithníní infheicthe agus porosity neamhrialta, idirnasctha.

Cruinneas toisícúrsaí maidir le comhpháirteanna beachtas. Coinníonn dea-rialú shintéirithe lamháltais toisí laistigh de ±0.3-0.5% d’fhormhór na n-ábhar. Éilíonn lamháltais níos déine rialú próisis níos sofaisticiúla nó oibríochtaí sizing iar-sintéirithe.

Lochtanna Coitianta agus A gCiseanna

Cuidíonn sé le fadhbanna a chosc sula dtarlaíonn siad a thuiscint cad a théann mícheart.

Dlúsú neamhiomlánfágann porosity iomarcach agus airíonna meicniúla lag. Eascraíonn sé seo de ghnáth as teocht shintéirithe neamhleor, am neamhleor ag teocht, nó dromchlaí púdar éillithe a chuireann in aghaidh nascáil. Uaireanta bhí an dlús glas ró-íseal chun tús a chur leis-nuair a thosaíonn tú faoi bhun 50% de dhlús, bíonn sé thar a bheith deacair 95% a bhaint amach.

SaobhadhTarlaíonn sé nuair a dhlúthaíonn páirteanna le linn shintéirithe mar gheall ar théamh neamhionann, éifeachtaí domhantarraingthe ar struchtúir laga, nó crapadh difreálach idir codanna tiubh agus tanaí. Íoslaghdaítear an riosca saobhadh trí pháirteanna a thacú i gceart le linn shintéiriú agus le dearadh páirteanna siméadracha a úsáid.

Ocsaídiú dromchlacruthaíonn sé dromchlaí mídhaite, éillithe go ceimiceach nuair a theipeann ar rialú atmaisféar. Is féidir le fiú nochtadh gairid d'aer ag teocht shintéirithe sraitheanna ocsaíde a chruthú a chuireann cosc ​​ar nascáil chuí agus a dhíghrádaíonn airíonna dromchla.

Fás gráina tharlaíonn nuair a bhíonn teochtaí coinneála ró-ard nó uaireanta ró-fhada. Laghdaíonn gráinní ró-mhór neart agus déine. Tá raon barrmhaithe gráin ag gach ábhar a chothromaíonn airíonna-tá ró-mhín ina chúis le laige ó limistéar teorann an ró-ghráin, cailleann ró-gharbh éifeacht neartú na dteorainneacha gráin.

blisteringcruthaíonn sé boilgeoga dromchla nuair a mhéadaíonn gáis atá gafa laistigh de pháirteanna le linn téimh. Is minic a eascraíonn sé seo as baint neamhiomlán an ceanglóra sula dtosaíonn an shintéiriú, nó as ionsú hidrigine le linn próiseála a scaoileann go foréigneach nuair a ardaíonn an teocht.

Ceisteanna Coitianta

An féidir le shintéiriú páirteanna lán-dlúth a dhéanamh gan porosity?

Go hiondúil baintear amach dlús 92-98% de dhlús shintéiriú brú atmaisféarach traidisiúnta, rud a fhágann 2- póiriúlacht iarmharach. Chun an cúpla faoin gcéad deiridh sin a fháil, teastaíonn shintéiriú céime leachta le comhdhéanamh optamaithe go cúramach, nó modhanna brú-chuidithe cosúil le brú isostatach te. Braitheann roinnt feidhmchlár go hiarbhír as imthacaí póiriúlacht rialaithe-féin-bhealaithe ar phóiriúlacht 15-25% chun ola a shealbhú.

Conas a chuirtear teocht shintéirithe i gcomparáid leis an teocht leá?

Ritheann teochtaí shintéirithe ag 0.7-0.9 uair an pointe leá iomlán (arna thomhas i Kelvin). I gcás iarann ​​​​le leáphointe de 1538 céim (1811K), tarlaíonn shintéiriú timpeall 1100-1150 céim . Coinníonn sé seo an t-ábhar soladach ar feadh an phróisis agus ag an am céanna soláthraíonn sé go leor fuinneamh teirmeach le haghaidh idirleathadh adamhach. Má tá tú ró-ghar do theocht leá, tá baol ann go gcaillfear rialú tríthoiseach agus go gcruthófar céimeanna leachtacha neamh-inmhianaithe.

Cad a chinneann cé mhéad a chrapadh páirteanna le linn shintéirithe?

Is é an dlús glas tosaigh an príomhfhachtóir-ciallaíonn dlús tosaigh níos ísle níos mó crapadh de réir mar a dhúnann na pores. Tá tábhacht ag baint le méid na gcáithníní freisin; tá níos mó dlús tiomána achar dromchla ag púdair níos míne, rud a fhágann go dtiocfaidh crapadh níos mó. Bíonn tionchar ag an timthriall shintéirithe féin (teocht, am, atmaisféar) ar an gcaoi a dtarlaíonn dlúthdhlúthú iomlán. Laghdaíonn an chuid is mó de na codanna púdar brúite 8-12% go líneach, agus crapadh páirteanna múnlaithe insteallta miotail 15-20% mar gheall ar a ndlús glas níos ísle.

Cén fáth a bhfuil atmaisféir shintéirithe éagsúla ag teastáil ó mhiotail éagsúla?

Tá imoibríocht uathúil ceimiceach agus cobhsaíocht ocsaíd ag gach miotail. Ocsaídíonn copar go héasca agus teastaíonn atmaisféar nó folús a laghdú go láidir. Tá cróimiam i cruach dhosmálta a fhoirmíonn ocsaídí cobhsaí a éilíonn coinníollacha laghdaithe ionsaitheach. Gabhann tungstain le atmaisféir hidrigine a ghreamódh go leor cruach. Caithfidh an t-atmaisféar ocsaídiú a chosc le linn téimh agus gan fadhbanna eile a chruthú cosúil le bailiú carbóin iomarcach nó éilliú ceimiceach a dhíghrádaíonn airíonna.

Leanann an próiseas shintéirithe ag forbairt le teicneolaíochtaí nua. Úsáideann déantúsaíocht bhreiseáin anois shintéiriú léasair roghnach chun páirteanna ciseal de réir ciseal a thógáil, ag cur shintéiriú logánta i bhfeidhm ar cháithníní púdar nasctha. Cuireann shintéiriú le cúnamh allamuigh sruth leictreach i bhfeidhm go díreach trí dhlúthchodanna púdair, rud a laghdaíonn go mór an t-am próiseála. Comhroinneann na dul chun cinn seo bunphrionsabail le gnáth- shintéiriú-tiomáineann téamh rialaithe an idirleathadh adamhach a nascann cáithníní le hábhair innealtóireachta úsáideacha.

Sonraíonn dearthóirí páirteanna go rialta anois comhpháirteanna sintéaraithe le haghaidh feidhmchlár a mbíonn páirteanna teilgthe nó meaisínithe go príomha orthu tráth. Mar gheall ar an gcumas cruthanna casta a chruthú le hairíonna ábhar den scoth, in éineacht le buntáistí costais i méideanna táirgeachta meánacha agus ard, níl an shintéiriú fíor-riachtanach do mhonarú nua-aimseartha. Cabhraíonn sé le hinnealtóirí dearadh páirteanna a bharrfheabhsú agus paraiméadair phróiseála oiriúnacha a roghnú dá bhfeidhmchláir shonracha a thuiscint bunghnéithe an phróisis.