Pulvermetallurgi, teknologi for fremstilling av pulver av metaller, legeringer og visse metallforbindelser (karbider, borider, nitrider, silisider, oksider), samt tilvirkning av artikler ved pressing og sintring av pulver.

Fremstilling av pulver kan foregå ved gassreduksjon av oksider, ved elektrolyse, ved spalting av gassformige metallforbindelser og ved knusing. Viktige egenskaper hos pulveret er partikkelform og -størrelse.

Prosessen for tilvirkning av det ferdige produkt foregår normalt i to trinn: 1) Kompaktering av pulveret ved et trykk på anslagsvis 500 MPa i en stålform med et indre hulrom likt eller nær likt den endelige produktform. 2) Sintring av den nå håndteringsfaste gjenstand under et reduserende gassdekke ved omkring 80 % av pulverets smeltetemperatur (K). I denne fase av prosessen oppstår en atomær eller molekylær forbindelse mellom partiklene, som vokser sammen til et koherent legeme med en styrke nær opp til et støpt eller valset materiale, og en duktilitet som er stor nok til at materialet tåler plastisk bearbeiding. Høyt kompakteringstrykk og tilhørende pressestørrelse begrenser produktvolumet til ca. 3 dm3 eller ca. 20 kg stål, men de fleste pulvermetallurgiske produkter faller under 3 kg.

Det første, industrielt fremstilte, pulvermetallurgiske produkt var wolframfilamenter til elektriske glødelamper. Med sitt høye smeltepunkt på 3387 °C størkner wolfram, utstøpt på normal måte, i en grov struktur som ikke tillater valsing og trekking til tynne tråder. Sintret pulver oppfører seg annerledes, og da kulltrådene ble erstattet med wolframfilamenter i begynnelsen av 1900-tallet, kunne lysutbyttet i lampene, målt i lumen/watt, økes 6–8 ganger. Andre kjente pulvermetallurgiske produkter som ikke kan fremstilles etter tradisjonelle metoder, er selvsmørende glidelagre, permanentmagneter, hardmetaller for sponskjæring og bergboring, og friksjonsmaterialer for bremser og clutch i rullende materiell. Keramiske varmeskjold for romfart er kommet til i de senere år.

Pulvermetallurgisk produksjon er kostbar, og inntil for få tiår siden regnet man at metoden først kom til bruk ved tilvirkning av gjenstander med egenskaper som ikke lot seg frembringe på annen måte. Dette bildet har forandret seg. Ved å slå sammen kompakterings- og sintringsfasen kan prosessen utføres ved lavere trykk. Styrke og duktilitet av det ferdige produkt kan bedres ved å bruke finere pulver, det samme kan oppnås ved plastisk forming etter sintring. Disse tiltakene har vært effektive i den grad har at pulvermetallurgi i dag er i ferd med å erstatte konvensjonell fremstilling av mange produkter. Det gjelder f.eks. superlegeringer av jern-nikkel-krom-kobolt for høytemperaturanvendelser i gassturbiner, atomkraft, fly, romfart og petrokjemi. Videre, gode overflater sammen med ferdig form uten maskinering og uten skrap, gjør at et stigende antall komponenter i biler og annet maskineri nå går veien om pulvermetallurgi. Spesielt gjelder dette produkter av aluminium, som ved siden av lav egenvekt, kan trekke på fordelene ved lavere kompakteringstrykk og sintringstemperatur enn de tyngre metallene.

En original pulvermetallurgisk tilvirkningsprosess, som forløper uten bruk av form og presse, er under utvikling: Produktet bygges opp av tynne pulverlag med tykkelse på noen tidels mm, og hvert lag sintres innbyrdes og til det foregående lag ved laseroppvarming. Innenfor de enkelte lag fordeles pulveret ved en teknikk som også brukes i xerografiske kopieringsmaskiner, bygget på at fargestoffet (toneren) tiltrekkes av elektrisk ladede partier på en selenplate. Sammen med laser og annet maskineri styres ladningsbildet i hvert enkelt pulverlag av et dataprogram basert på 3D snitt-tegninger av det ferdige produkt.

Foreslå endringer i tekst

Foreslå bilder til artikkelen

Kommentarer

Har du spørsmål om artikkelen? Skriv her, så får du svar fra fagansvarlig eller redaktør.

Du må være logget inn for å kommentere.