Metalurgia proszkowa
W metalurgii proszkowej elementy metalowe wytwarza się poprzez formowanie i zagęszczanie proszku metalowego, a następnie spiekanie. Proces ten stanowi kluczowy element przemysłowej produkcji seryjnej – zwłaszcza gdy konieczne jest zminimalizowanie obróbki skrawaniem. Formowanie z proszku pozwala ponadto na uzyskanie skomplikowanych geometrii o kształcie zbliżonym do końcowego. W ten sposób zmniejsza się straty materiału i skraca łańcuchy procesowe.
Proces rozpoczyna się od przygotowania określonych proszków metalowych. Decydującymi parametrami materiału są tutaj wielkość cząstek, ich kształt, płynność i czystość. W razie potrzeby proszki można mieszać z dodatkami stopowymi, smarami lub spoiwami. Następnie następuje zagęszczanie w wytłaczarkach, prasach, matrycach lub poprzez prasowanie izostatyczne. Podczas następującego po tym procesu spiekania cząstki są łączone termicznie poniżej ich temperatury topnienia. W ten sposób powstają stałe struktury metalowe o określonej porowatości. Ważnym obszarem zastosowań jest stopowanie mechaniczne. Polega ono na intensywnym mieszaniu i dezagregacji różnych składników proszkowych. W młynach planetarnych lub wysokowydajnych powstają drobne kryształy mieszane i fazy metastabilne. W ten sposób można realizować koncepcje stopów, które nie są dostępne przy użyciu konwencjonalnych procesów topienia.
Stopowanie mechaniczne stawia wysokie wymagania wobec techniki mieszania. Jednorodność mieszanki proszkowej ma decydujące znaczenie dla późniejszego składu chemicznego w skali mikro. Dotyczy to w szczególności sytuacji, gdy stosuje się bardzo małe ilości nanodyspersyjnych dodatków. Dodatki te powinny osadzać się w miarę możliwości całkowicie i równomiernie na powierzchniach cząstek pozostałych składników, nie występując same jako frakcja cząsteczkowa. Wymaga to techniki mieszania, która z jednej strony zapewnia bardzo wysoką jakość mieszania, a z drugiej strony generuje kontrolowany ruch względny na powierzchniach cząstek.
Mieszalniki proszkowe firmy amixon® są stosowane w metalurgii proszkowej do rozwiązywania takich zadań. Umożliwiają one niemal całkowite osadzanie minimalnych ilości nanodyspersyjnych dodatków, nawet w ilościach śladowych, na dostępnych powierzchniach cząstek składników podstawowych. W ten sposób można precyzyjnie regulować właściwości płynięcia, zachowanie podczas prasowania, kinetykę spiekania lub reaktywność powierzchniową, bez niedopuszczalnego uszkadzania struktury ziarna lub sprzyjania segregacji.
Metalurgia proszkowa pokrywa się z innymi technologiami materiałowymi opartymi na proszkach. Na przykład ceramika wysokowydajna jest również wytwarzana z drobnych proszków, mieszana, formowana i spiekana. Również w tym przypadku decydujące znaczenie mają wąskie tolerancje dotyczące rozkładu wielkości cząstek, jakości mieszania i stopnia zagęszczenia. Podobne zasady obowiązują w przypadku węglików spiekanych, cermetów i funkcjonalnych materiałów gradientowych, w których w obrębie jednego elementu łączone są różne profile właściwości.