فرآیند شکلدهی قطعات متالورژی پودر، مرحلهای مهم در تبدیل پودرهای فلزی یا آلیاژی به بدنههای سبز رنگ با اشکال هندسی از پیش تعیینشده و استحکام سبز کافی است. کیفیت آن مستقیماً اثر تف جوشی بعدی و عملکرد محصول نهایی را تعیین میکند. این فرآیند، با تمرکز بر فشار، پودر شل را قادر میسازد تا به ترتیب با چگالی بالا و تثبیت شکل در قالب دست یابد، و مزایایی را در شکلدهی نزدیک به-شبکه- و تولید انبوه ارائه میدهد و بنابراین نقش مهمی در تولید مدرن ایفا میکند.
فرآیند اصلی تشکیل متالورژی پودر، شکل دهی فشرده است. ابتدا مقدار ثابتی پودر به طور یکنواخت داخل حفره قالب پر می شود. یک فشار پایدار عمود بر جهت پرس با استفاده از پرس مکانیکی یا هیدرولیک اعمال میشود، که باعث میشود ذرات پودر تحت فشار به یکدیگر نزدیک شده و دچار تغییر شکل پلاستیک یا شکستگی شوند و در نتیجه بدن سبز متراکمی را تشکیل دهند. در این مرحله، توزیع اندازه ذرات، ویژگیهای مورفولوژیکی و محتوای روانکننده پودر به طور قابلتوجهی بر مقاومت اصطکاکی بین ذرات و یکنواختی پر شدن تأثیر میگذارد، بنابراین یکنواختی چگالی بدنه سبز و عملکرد قالبگیری را تعیین میکند. فشار پرس معقول و زمان نگهداری میتواند بازگشت فنری بعدی ناشی از اثرات الاستیک را کاهش دهد و حفظ شکل را بهبود بخشد.
در شکل دهی فشرده، طراحی قالب یک پیش نیاز حیاتی برای موفقیت فرآیند است. ابعاد حفره باید به طور جامع چگالی شل، نسبت تراکم و انقباض زینترینگ پودر را در نظر بگیرد تا از دقت ابعادی محصول نهایی پس از پخت اطمینان حاصل شود. مواد قالب باید دارای مقاومت سایش بالا و استحکام کافی برای مقاومت در برابر سایش و خستگی ناشی از بارگذاری مکرر فشار-بالا باشد. علاوه بر این، برای قطعات ساختاری پیچیده، قالبهای چند مرحلهای، چند جهته یا قالبهای ترکیبی را میتوان برای کاهش شیب چگالی و تشکیل مناطق مرده استفاده کرد.
برای بهبود بیشتر کیفیت قالبگیری و انطباق با الزامات شکل پیچیده، این صنعت فرآیندهای مختلف قالبگیری را توسعه داده است. پرس ایزواستاتیک از رسانه های مایع یا گاز برای اعمال فشار یکنواخت به پودر در همه جهات استفاده می کند و در نتیجه بدنه سبز رنگ با توزیع چگالی منسجم تر، مناسب برای قطعات بزرگ یا نامنظم است. قالبگیری تزریقی پودر را با یک چسب پلیمری مخلوط میکند تا خمیری ایجاد کند که سپس از طریق دستگاه قالبگیری تزریقی به داخل حفره قالب تزریق میشود. برای تولید کوچک، پیچیده و با حجم بالا- قطعات کوچک مناسب است. بایندر را می توان قبل از زینترینگ جدا کرد تا یک بدنه سبز رنگ نزدیک به-شبکه-به دست آید. پرس گرم شامل فشار دادن در دمای نسبتاً بالا برای بهبود شکل پذیری پودر و کاهش اصطکاک است، در نتیجه چگالی و استحکام بدنه سبز را افزایش می دهد و نوسانات انقباض متعاقب آن را کاهش می دهد.
کنترل پارامترهای فرآیند در طول فرآیند قالب گیری به همان اندازه مهم است. فشار مورد نیاز باید بر اساس سیستم مواد و شکل محصول بهینه شود. فشار بیش از حد می تواند منجر به سایش قالب و جوش سرد پودر شود، در حالی که فشار ناکافی منجر به چگالی ناکافی و تغییر شکل آسان در حین پخت می شود. سرعت پرس بر راندمان پر شدن و تهویه پودر تأثیر می گذارد. سرعت بیش از حد می تواند هوا را به دام بیاندازد و منافذ داخلی ایجاد کند، در حالی که سرعت بسیار پایین باعث کاهش راندمان تولید می شود. نوع و مقدار روان کننده باید بین تمیزی قالب گیری و تف جوشی تعادل ایجاد کند تا از عیوب ناشی از باقی مانده جلوگیری شود.
بدنه سبز تکمیل شده باید قبل از ورود به مرحله تف جوشی تحت قالب گیری، بازرسی و جداسازی (برای قالب گیری تزریقی) قرار گیرد. در این مرحله اگرچه بدنه سبز از استحکام خاصی برخوردار است، اما هنوز پیوند متالورژیکی ایجاد نکرده است و پایداری شکل آن همچنان به چگالی و یکنواختی قالب گیری اولیه بستگی دارد. بنابراین، فرآیند قالبگیری نه تنها طرح کلی محصول را تعیین میکند، بلکه پایهای را برای تراکم تف جوشی و توسعه عملکرد ایجاد میکند.
به طور کلی، فرآیند قالبگیری برای قطعات متالورژی پودر عمدتاً از پرس، همراه با بهینهسازی قالب و فنآوریهای مختلف شکلدهی برای دستیابی به کنترل اولیه- روی شکل، چگالی و عملکرد استفاده میکند. تنظیم و کنترل علمی فشار پرس، زمان نگهداری، ساختار قالب و پارامترهای فرآیند کمکی، راه اساسی برای اطمینان از کیفیت رنگهای سبز و بهبود قوام و قابلیت اطمینان محصولات نهایی است. همچنین پشتیبانی اصلی متالورژی پودر برای دستیابی به تولید-دقت و کارایی بالا-است.