ابعادی بالا در محصولات متالورژی پودر مطلوب نبوده و لذا چگالی مورد نیاز جهت حصول خواص مکانیکی مطلوب ...

بنا به دلایل ذکر شده افزایش روز افزون تقاضا برای محصولات متالورژی پودر سبب شده است که صنایع تولید قطعات P/M در شمال آمریکا که شامل شرکت های تولید قطعات معمولی متالورژی پودر و  شرکت های تولید محصولات خاص P/M نظیر سوپر آلیاژها، تولیدات متخلخل، مواد اصطکاکی، ابزارهای برش کاربید تنگستنی و فولادهای ابزار می باشند، فروشی در حدود ۵ بلیون دلار در سال داشته باشند. جدول ۱-۱ میزان رشد محموله های این صنایع را بعد از سال ۱۹۹۶ نشان می دهد [۱].
جدول ۱-۱- میزان رشد محموله های صنایع تولید قطعات P/M در شمال آمریکا [۱].
همانطور که مشهود است در طول سالهای ۱۹۹۲ تا ۱۹۹۴ بازار قطعات تولید شده توسط صنایع تولید قطعات P/M در شمال آمریکا، بزرگترین بازار از نوع خود در دنیا بوده و نرخ رشد ۶/۱۸ درصدی را نشان می دهد [۱].
1-4- متالورژی پودر در صنعت خودروسازی
صنایع خودرو سازی در طی ۷۰ سال گذشته، بیشترین میزان مصرف قطعات متالورژی پودر را به خود اختصاص داده اند. به عنوان نمونه همان طور که در شکل ۱-۳ نیز نشان داده شده است، می توان اشاره کرد که در اتومبیلهای سواری معمولی در ایالات متحده آمریکا بیش از ۴۳ پوند از قطعات P/M مورد استفاده قرار گرفته است و انتظار می رود در چند سال آینده این میزان با افزایش چشمگیری روبرو    شود [۱۰].
شکل ۱-۳- میزان مصرف قطعات P/M در خودروهای آمریکایی [۱۰].
تکنولوژی متالورژی پودر این امکان را به وجود آورده است تا قطعات اتومبیل از جنس فولادهای        تف جوشی شده،‌ با هزینه تمام شده کمتر، حجم تولیدی زیاد، استفاده بهینه از مواد، صرف کمترین انرژی ممکن برای تولید و دقت ابعادی بسیار زیاد تولید گردند.
با وجود تخلخل ذاتی در قطعات متالورژی پودر، این قطعات نسبت به قطعات مشابه ریخته گری یا آهنگری شده سبک تر می باشند و نهایتا منجر به کاهش وزن اتومبیل خواهند گردید [۱۱]. در کنار سوختهای جایگزین به جای سوختهای فسیلی یکی از اهداف سازندگان خودرو کاهش مصرف اتومبیل ها تا حد سه لیتر برای صدکیلومتر است که برای رسیدن به این هدف کاهش وزن اتومبیل ها به موازات توسعه سیستم موتور و انتقال قدرت ضروری است. با بهره گرفتن از قطعات متالورژی پودر (قطعات فولادی تف جوشی شده) در کنار مواد سبکی مانند تیتانیم، منیزیم، آلومینیوم و پلاستیک های پیشرفته می توان وزن خودروها را کاهش داده و در نهایت باعث کاهش مصرف سوخت خودروها گردید. با بهره گرفتن ازتکنولوژی متالورژی پودر، می­توان به دانسیته های متفاوتی بسته به نیازهای کاربردی قطعات دست یافت. بعلاوه، با بهینه‌سازی شرایط تف جوشی، می توان بیشترین نسبت استحکام به وزن را در قطعات متالورژی پودر بدست آورد. تمامی این فاکتورها، گویای این حقیقت هستند که تکنولوژی فولادهای   تف جوشی شده نقش بسیار مهمی در کاهش وزن اتومبیل­ها دارد [۱۲].
قطعات P/M در داخل خودرو دارای دو کاربرد اساسی هستند:

• کاربردهای موتوری شامل قطعاتی نظیر: پولی ها و چرخ دنده های میل بادامک، میل لنگ، میل اسبک و . شکل۱-۴.

                                          شکل ۱-۴- قطعات P/Mمورد کاربرد در موتور خودروها [۱۲].

• کاربردهای انتقال قدرت شامل قطعاتی نظیر: میل دنده های موجود در گیربکس های دستی شکل۱-۵، [۱۲].

شکل ۱-۵- قطعات P/M مورد استفاده در موارد مربوط به انتقال قدرت [۱۲].

مطلب دیگر :

تحقیق درباره زنجیره تامین، سیستم های اطلاعات، سیستم های اطلاعاتی

از جمله قطعات دیگر مصرفی در خودرو که به روش متالورژی پودر تولید می شوند عبارتند از:
پیستونهای کمک فنر، هادی میله کمک فنر، قرقره دندانه دار، چرخ دنده های حلزونی کوچک، میله اتصال پمپ انژکتور موتور دیزل، تکیه گاه اهرم کنترل انتقال قدرت در اتومبیل سواری، حلقه سنکرو نایز کننده در کامیون، نگهدارنده آئینه داخل اتومبیل، چرخ همزمان کننده، چرخ دنده های پمپ اتومبیل، مجموعه چرخ دنده، شاتون خودرو و.[۱۳].

شکل ۱-۶- قفل کننده مخروطی کامیون شرکت اسکانیا که با تکنیکهای متالورژی پودر و آهنگری [۴]تولید شده [۱۳].   شکل ۱–۷- یوکهای انژکتور[۵] کامیون ولو تولید شده به روش فورج (سمت چپ) و متالورژی پودر (سمت راست) [۱۳].

بنابراین صنایع خودروسازی ایران نیز با توجه به گسترش و نقش روز افزون محصولات پودری تمایل بسیاری برای جایگزینی رنج وسیعی از قطعات مصرفی خودرو های سواری داخلی که به روش های معمول ریخته گری و یا شکل دهی تولید می شوند را، با محصولات مشابه P/M دارا هستند.
1-5- روش های ساخت قطعات متالورژی پودر
روش های ساخت قطعات متالورژی پودر را می توان به دو گروه اصلی تقسیم کرد؛

• روش های معمولی (پرس+ تف جوشی)
• روش های حصول حداکثر چگالی

1-5-1- فرایند های معمول (پرس+ تف جوشی)
این فرایند مطابق با گام های نشان داده شده در شکل ۱-۸ انجام می شود [۱].
شکل ۱-۸- فرایند معمول (پرس+تف جوشی) [۱].
در این روش پودر به گونه ای انتخاب می شود تا بتواند محدودیت ها و قید های فرایند و همچنین نیازهای قطعه نهایی را برطرف سازد. برای مثال: در روش فشردن سرد از پودرهایی با شکل غیر یکنواخت استفاده می شود تا از حصول استحکام کافی و یکنواختی ساختاری در محصول پرس شده اطمینان حاصل شود. از آنجایی که پودر توسط ابزارهای شکل دهنده سخت و با بهره گرفتن از یک حرکت فشاری عمودی فشرده می شود، لذا شکل و ابعاد محصول با قید هایی نظیر گنجایش پرس، تراکم پذیری پودر و سطح چگالی مورد نیاز برای محصول نهایی محدود می شود. برای بسیاری از محصولات متالورژی پودر این محدودیت ها شامل؛ ابعاد قطعه (مساحت سطح متراکم شده) حداکثر cm² 160، ضخامت قطعه حداکثر mm75 و وزن قطعه حداکثر Kg 2/2 می باشد [۱].
دو روش معمول فشردن پودر در فرایندهای معمول (پرس + تف جوشی) به کار می رود:

• فشردن سرد در داخل قالب های صلب
• فشردن گرم