32
5/2/2009 ١ ١ ) ( Powder Metallurgy ٢ (Powder Metallurgy) .١ .٢ .٣ (Conventional Pressing and Sintering) . . (PM) .

Powder Metal

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Powder MetalPowder Metallurgy

Citation preview

Page 1: Powder Metal

5/2/2009

١

١

���� ������)�� ��� ���(

Powder Metallurgy

����� ���� ������ ���� ������ ���� ����� ������٢

���� ������(Powder Metallurgy)

.١������ ��� � � �����

.٢���� ��� � ���

.٣ � ��� �� ��� � �� �!�(Conventional Pressing and Sintering)

.�!"#� �� ��� � �� �!� �� $� �

.� �� � �%� &'� () �*� � �+ �(PM)

.��� � �%� &'� �� �,+!- (.,/�

Page 2: Powder Metal

5/2/2009

٢

����� ���� ������ ���� ������ ���� ����� ������٣

���� ������

� �� � �%� &'�(P/M) ���� ��� � 0+ ���� (�12 ��� �+!3 ���#+!�

��+ 4�� 4�!�� /�5

����� ���� ������ ���� ������ ���� ����� ������٤

���� ������(P/M)

•632 �32� 3 �#��#+!� ��7� �'�#� �!8, :�$;� � �

�� �$��.

•4=# 3 ��"� � 3 �� ��� �>

•�1?7 @�A �$B3 )3 ��3 (W, Mo)

•C�>+� �� @�A D�� ��� �� (Zr)

•��� �+!3 �� �$�� �$B3 ��� ��3.

•(�12 6���'�

•(E$5!� F$�+!� � ���

•G#��7 �3 HI% ��� ��12 P/M �+!3 ��!3�>

�0���� � ��+.

•�2� ���3+ @ �.

•6���� 632 �!'�> (Controllable porosity)

•4���*� 40+�7+ 0+ ��� � GK > �+!3 ��>� � �+�+�

L 7 �� � � ���12 �3 D0� kg MN. !'�$3 (�12

�70� ���, kg O �7�+�.

Page 3: Powder Metal

5/2/2009

٣

����� ���� ������ ���� ������ ���� ����� ������٥

��� ��� ���� ������ ���

�PM �� �7+ � (�12 +� 3 �$& � 4 E7+ �3 6 � �#�7 # G#��7 �3 6 � �#�7 �$& �

��> �> 0$7 �+!3 �� �$�� ���3 +� PQ, �� ��> # C> �� ��

���#+!� PM 4�� �$B3 ��> �� �� ��R ���, SH% �� � T#0UV �3 � �*�

6#�E� �� � �

�(�12 PM +� �� D+ � �+!3 ��� (�12 ���� 3 �*1� W��� 0+ 6����

��#+ �!>

��&X�: !'�$�, ��72�# ZE�+ 0+ TU�� (oil-impregnated bearings) �

4�7��!K

����� ���� ������ ���� ������ ���� ����� ������٦

����� ���� ����� � !�PM

�(+��� [� �> ��� �7V 3 ����� !"#� �+ �� ��+ 3 �%� &'� �� � 6 �

�� ��3#

��'�� � T'B"�� �+!3 ��\�) ]!3 ��3� (incandescent lamp bulbs)

3 PM �'�� �� �7 �

�(E$>!� �%$&V [� � ��'�!� (cermets) �'�� 4�� 3 PM 3 ����� !"#�

632 �$& � ��'B$7

�PM 0+ !.7 �!'�> ���3+ �3 �3 � 3 !'�$3 ���#+!� �'�#� �!8 �32� �� ��>

������ ��� PM +� �� D+ � �+!3 �$& � ���'2+ �>� � � �7

Page 4: Powder Metal

5/2/2009

����� ���� ������ ���� ������ ���� ����� ������٧

" #� $ � �$%&�

���#� �)3 �+�3+ ()V � (+�$���

���� � ���� ��7+!8

�(/ �� � ; � �� 4!$�A �0� � �#�3; ��� � ����

��B� (degradation) �� � - D�0, !1� ]+!',+ �+!3 (+��� [�

��#�'#���*� �� ���� ��12 +!#0 ��� � ���� ��7 ��7+ � T$,

�� �!� �3 �7�V �� ^&2 D#!; �_!` +�$� ���>

�(+!$$a� �� �&"K �� !�+!� ��12 [ ��3 �+!3 ���� � 4�$b$�

T �� ��+ 6 �� T#!�V ��3

����� ���� ������ ���� ������ ���� ����� ������٨

�� '�(�� ���� ����PM

�TV �%$&V (+��� %�� T#!'�$3 ,��'B c $�$� &V � �) �

� (+��� !"#�PM d� 6�� ,6 $7 , ��� (+��� �(refractory metals)

��'B T'B"�� � D�E$& � ��7�

� �� � �%� &'� �!��2 �� ^�U+ T'B"�� �$3�> ��7� ���� ��$3�>

�� 4�+� �+!2 �7 �

Page 5: Powder Metal

5/2/2009

����� ���� ������ ���� ������ ���� ����� ������٩

�7 �7 �� � �%� &'� 3 4�� �'�� � ��� (�12 0+ �#

c!+ ���!8 �72 � �+!3 G# @V e� ���� �'�� 4�� 3

P/M . T#+ ��12 0+ %$&V f7!3 �'�� �� � �, T#+ ��12

T#�"#; ��12 �+ �+� �B5 �� � � 3 gI% ��!h �# ;

�+!3 ��h+ D2�# ���� �� � ��� �!� 6$E� �+ �� � �i/k �i/l 0� � � �+!7% !'$&.

.

����� ���� ������ ���� ������ ���� ����� ������١٠

���� ������ �� )�*� ����

��� � �$& �

� T'�$�V # D�!> m ���(Blending or Mixing)

� �� � �3 ���3 c+ 2(Powder Consolidation)

� �� ���(Sintering)

� ��+�!�(Finishing)

Page 6: Powder Metal

5/2/2009

����� ���� ������ ���� ������ ���� ����� ������١١

���� ������ �+�

��� �&, ��>, D8�70� ��� � ���� D� �#�'>!� ��'B$7 �> (�12 PM

+� �$& � �� ���>

�! ���� +� �� D+ � �3 6 � �� � �� ���V

��� e�� ��h+ �> ��� n� � �7V (� �3 ���� �'�� �� � �

.١C7��+ @+Q� Atomization

.٢�#$�$� Chemical

.٣�'$&�!' &+ Electrolytic

�4�/�3, ����� � $7 � 4"�8 �+!3 C> 40+�7+ �� � 4��'�+ �� �7 �

����� ���� ������ ���� ������ ���� ����� ������١٢

@+Q� C7��+ �����(Atomization Methods)

Page 7: Powder Metal

5/2/2009

٧

����� ���� ������ ���� ������ ���� ����� ������١٣

TV 6$7 3!>'�� �#��� 3 4�� �'�� TV �� �(iron pentacarbonyl) ,

�7+� 40+�7+ 4���*� ���, 0+ 3.0 R 0.25 D�! $�)oI �oON p�#+ �! $�(

�+!3 TV �� �PM

����� ���� ������ ���� ������ ���� ����� ������١٤

)�%,�� ������(Engineering Powders)

�� +� �� � G# 4�A ��; G# (� �3 D+ � �!> q#!�� �#� �$B3 �+

���'B � $�+!� � (+��� !3 6�'�� ������ ��� �

������� ��� � ���� (����:

�(+�A r#0 � � 40+�7+

����+� �'�� � (+�A 6 �

�s1� �,B�

Page 8: Powder Metal

5/2/2009

٨

����� ���� ������ ���� ������ ���� ����� ������١٥

����� -./��

Size of powders 0.1 um – 1 mm

����� ���� ������ ���� ������ ���� ����� ������١٦

'0�%1� -��2 '0�%1� ����

�!'�$3 ����� � ��� 0+ �#� &+ (screens) 3 40+�7+ � E� (mesh) q�'��

4��'�+ �� ���>

���� � E� (Mesh count) R �3 �+��� ��+� � �� ! p�#+ �& - G&+ 4��+ ��+�

���� � E� OII �3 T#+ ���� ��+ �> OII t+� � �� ! p�#+ �1� � ;� ��+�

���� � E� !�)3= 40+�7+ 4�A !' K >

Page 9: Powder Metal

5/2/2009

٩

����� ���� ������ ���� ������ ���� ����� ������١٧

'�2 3�� 456*� ���� 7 �8 $ ��

�L 1h+ T$3 v(+�A �$�32 D#!; D�V �� � � w>+!� �!#Q� DV +� !xy'� �� �0�

�G# �B� f#+� �+!3 L 1h+ T$3 4�A �#�+0 D�$��V (angle of repose)

��+, T#+ v�#�+0 �#�+0 �+ ��+ �> n� � 4� � �+ 0+ �� � �'2� 0+ G# q$2 G#�3

�'�#� �� �7 � 6 � �� �!$8

�#�+0 D�$��V G# 4� � �� �

�> 0+ G# q$2 G#�3 �'�#�

�� � �. �#+�0 !'8��3

D�7 4��� L 1h+ T$3

4�A �+ !�)3 �� ��3.

����� ���� ������ ���� ������ ���� ����� ������١٨

-�%���

�40+�7+ (+�A !' K > z� �` L 1h+ !'�$3 � �#+�0 �!���� D�7

�� ���

���� � ��!> T#!'�> L 1h+ T$3 4�A �+ +� �7�+�

�3 P+!*7+ 6 � 0+ �&, ��!> L 1h+ T$3 (+�A 6$� �3 C#+��+

+�$� �� ��>

�D#!; !'7�V (+�A 3 L 1h+ T$3 4�A �+ !'�$#� nE�!� ��+

��+!3 C> L 1h+ T$3 4�A �+ � D�V D�!> D#!; c"�

�� �!� ^�U+ � 7+�� (lubricant) �3 �� � 4����+ �� � �

Page 10: Powder Metal

5/2/2009

١٠

����� ���� ������ ���� ������ ���� ����� ������١٩

-��2 )�9� ����#� (Particle Density Measures)

� ��2+� �&"K(True density) R 4�� ��2+� w�, �&"K

��7 � @�A !� � c!; G# �3 �� � !8+ 4�� �&"K

�4� � �&"K �+(Bulk density) R �+0V �&, �� �� � �&"K) D��3

�8�!��(

�4� � �&"K (+�A T$3 Q��� 6$&�3 ��+ ��2+� �&"K 0+ !'�> �+

����� ���� ������ ���� ������ ���� ����� ������٢٠

�:��; " �< (Packing Factor)

^#!_ w5+!� = �EB7 �&"K 4� � �+ �3 �&"K ��2+�

�!#�?� � ��� �+!3 ��� � �+0V (loose powders) T$3 0.5 � 0.7

�� ��3

�!8+ �#�� � 3 40+�7+ � q�'�� !_, ���3 ��� � !' K > �� �}� T$3

��� � !'8��3 ; �'�!8 � �� ��$'7 ^#!_ w>+!� �!�)3 ���3 �� �#V

�w>+!� +� �� D+ � 3 D�7+0!& �� � �> ^E� �B�7 !' #��7 �7V �� ��!8 C#+��+ �+�

���� �&�`+ c"� D�!�� w>+!� �� � +� 0+ ~#!- �#+�V03

(rearrangement) � !$$a� 6 � (+�A C#+��+ �� ��

Page 11: Powder Metal

5/2/2009

١١

����� ���� ������ ���� ������ ���� ����� ������٢١

�/�/; (Porosity)

Q��� w�, �EB7)�&� �}� (4� � w�, �3 �� � ��

��� �� !.7 0+:

6���� + w>+!� ^#!_ =o

� 4�$b$� (+�A 0+ ��!3 6�+� �� �'B3 Q��� � ;� D �+ 3 Z _ � T#+

�� � �

� ~$2� �&��� � � 4�+� �+!2 )3 6���� �� ���+� Q��� w�, !8+

� 3 �+ �

����� ���� ������ ���� ������ ���� ����� ������٢٢

)&6� ������ $ )��=(Chemistry and Surface Films)

��?E- !#0 �'�� �� 0+ � # �3 ���� ��� � �� ���3 �7 �

� ��$�3(Elemental)R ��+ 4�� 6$ �� W&� ��� 0+

� %$&V C$�(Pre-alloyed) R ��+ %$&V G# 4�A !

��$B>+ 6�� !#Q\7 �+ �*1� ����$� , $�$� , 4�$EBK �&V �+ �

s1� �3 ,�� �3 -� � ��3

���> D 72 G# D+ �` �3 , �'�+�!3 6 � ���V!� 0+ 6E2 �#3 ���$� T#+

�7 �

Page 12: Powder Metal

5/2/2009

١٢

����� ���� ������ ���� ������ ���� ����� ������٢٣

>��#� )=�?(; $ ��5���(Conventional Press and Sinter)

��3 0+ �$& � �� � ���� 6,+!� PM � ��� (�E` ��+ 0+:

.١m ��� D�!> � T"� �0� �� � (Blending and mixing of

powders)

.٢D�!�� (Compaction) R �� �!� �3 6 � @ �1�

.٣�� ��� (Sintering) R ���!8 � ��� !#0 �1?7 @�A � ^E�

D�$EBK (+�A �� �&, ��; � c *'�+ ��12 ��!8

�4�/�3, �+!3 � E�3 �2� ���3+, C#+��+ �&"K � 6#)� !"#� ($��`

�# 7x c�7+ �� �!$8

����� ���� ������ ���� ������ ���� ����� ������٢٤

�& ��� �� � �%� &'� �$& � 6,+!�) :o (D�!> m ��� ,)O (D�!�� , �)i (�� ���

Page 13: Powder Metal

5/2/2009

١٣

����� ���� ������ ���� ������ ���� ����� ������٢٥

����� �0� 39�� $ 7��: @��/�

�+!3 f#'7 �$?� � �$�V �� D�!�� � �� ���, �� � �$&�+ �#3 T"� � �

�m ��� D�!> (Blending) R �#�� � 3 ��$� DB # � z)�',+ 40+�7+ (+�A

q�'�� 3 w ����� (intermingled) �� �7 �

�40+�7+ (+�A q�'�� ^�U+ �+!3 C> 6���� 3 w m ��� �� �7 �

�T'�$�V (Mixing) R �#�� � 3 ��$� q�'�� 3 w ^$>!� �� �7 �

����� ���� ������ ���� ������ ���� ����� ������٢٦

(a)�+��� �7+ '�+ (Rotating drum)

(b)�+��� ��!-�� m�!�� (Rotating double cone)

(c)�b$� D�� (Screw mixer)

(d)�a$� D�� �+ (Blade mixer)

��� D+ � �+!3 � E�3 (���� D#!; �� � � 7+�� �3 m ��� ��_+ �!>

�� 7+�� L 1h+ T$3 �� � � � 1� �+�3+ +� C> �� ��

��#���#3 (binders) ��7� d>+� (wax) # �!�$�� G$'�/� �!� �+!3 � E�3 c *'�+

�E� (green strength) ��_+ �� �7 �

��+ � ���5 �� ��� (Sintering aids) �+!3 @'� D�+� �3 �"K D�� c"� ���!8

��_+ �� �7 �

����� �0� 39�� $ 7��: @��/�

Page 14: Powder Metal

5/2/2009

١�

����� ���� ������ ���� ������ ���� ����� ������٢٧

���� 7����

825 ton mechanical press

���`+ ��� )3 �3 �� � �+!3 c!� D�+� DV

�3 6 � c0)

�e�� D�!�� �'��� �� �!� ��+ �> ��

DV ��b7� 63?� w �� � � ; � �� G#

^&2 +� �*� ��� �+!2 �� ���

�(��12 �> ��3 0+ �� �!� G# ��12

��7 (green compact) 4�$�7

�� � �, ���> ��7 �3 T#+ ���� ��+ �>

0 � ���V!� 6�> c�7+ 4��7 ��+

�c *'�+ ��7 (green strength) ��12 ��3 0+ �� �!� �+!3 �#�3;

(handling) DV �B$�> �+ �$B3

!'�> 0+ c *'�+ ��3 0+ �� ��� ��+

����� ���� ������ ���� ������ ���� ����� ������٢٨

�� )A,� ��5���PM

�� �!� �� PM: )o( !� D�!> 4!�, ^&2 3 �� � n� � �#Qa�

4���> �>� �, )O( �$�2 � �$&�+ �

)i( �#�7 ��b7� �#)3 � ��$#�

T$, �� �!�, )M( D�!$3 T'�+�7+

��12.

Page 15: Powder Metal

5/2/2009

١�

����� ���� ������ ���� ������ ���� ����� ������٢٩

B�1 )�9� $ C5&��(Green Strength & Density)

•��7 c *'�+, c *'�+ ���#

�� � Z 7 �3 �� ��� 0+ 6E2 ��12

��+� �"'B3 D�!�� ��� �

•��7 �&"K ��3 ��+ � # �#3

c *'�+ � �&"K 3 ���12 �

�� ���3 ��+ � #

����� ���� ������ ���� ������ ���� ����� ������٣٠

4�!�� T$, �&�`+ ��� !x+ �0�

Page 16: Powder Metal

5/2/2009

١�

����� ���� ������ ���� ������ ���� ����� ������٣١

7����(Compaction)

��� � ��,!� ��

����� ���� ������ ���� ������ ���� ����� ������٣٢

Page 17: Powder Metal

5/2/2009

١٧

����� ���� ������ ���� ������ ���� ����� ������٣٣

7���� ��=$�

%D�$ E1�

•�$%&� F�G•�+��,5 ��H )�9�

I��J $� B��(double-acting press) E1� $� �

•���� F�G

•�+��,5 K 0�; )�9� �;

����� ���� ������ ���� ������ ���� ����� ������٣٤

'���� I�� -#6L �0� ���

3/4 original volume

or 11/3*original

density

1/2 original

volume or

2*original density

zE#!?� �&"K ��#+ �+!3 4��'�+ p7� ��K 0+ ��+ � #

�� � �

Page 18: Powder Metal

5/2/2009

١٨

����� ���� ������ ���� ������ ���� ����� ������٣٥

"�L ��5���(Die pressing)

����� ���� ������ ���� ������ ���� ����� ������٣٦

��� 7���� �� 456*�

���� �$%&� %D�$ '%,,: ��G E1� M � ��5��� )��0� . � '��� � 456*�)� �(�/� 7���� %,:.

� '��: ��� -%�� ���(tapers off) )� ���O; E1� 0� �$� )�9� $ %� .

�)� ��G �� ��O� �� I: E1� $� $ �$,= IP(&� M�: �5�� 7��: �: I� %,,:)� %,,:.

Page 19: Powder Metal

5/2/2009

١٩

����� ���� ������ ���� ������ ���� ����� ������٣٧

)=�?(;(Sintering)

��'�� � c *'�+ C#+��+ ��$'7 �� � ���� (+�A D�7EBK �+!3 ���+!, ($��`

� T$3 z) ���H� % ��I% ��� @�A �1?7)~�1� �$?� (�� c�7+ �!$8

� C> �� ��� �+!3 �$&�+ C7+� ��!$7 �> ��+ 4�� �'�!#Q� D+!"��=� T$3

�� �*1� �%!7+ ��3

��� �E?7+ �K� ��12 �� ��� c"� Q��� 40+�7+ C> 6$&�3 � �

����� ���� ������ ���� ������ ���� ����� ������٣٨

)=�?(; �D���

�-#6L ; 0.7~0.9 I6O1 Q$2 -���D '���

)� ��=.

�>.;� )5�15� �� �R� '���� 7%= �� I� >.;�

���� ��S� ��5&� � %T; )� %,:.

Page 20: Powder Metal

5/2/2009

٢٠

����� ���� ������ ���� ������ ���� ����� ������٣٩

(a) � �� ��� �� ���+!, ($��` � ��� 6 $�(b) �'� $� 4� > G# G$��� r1?� s1�

�� ���.

4� > � �� ��� 6 $�(Sintering Cycle and Furnace)

����� ���� ������ ���� ������ ���� ����� ������٤٠

�+���� -���G(Finishing Operation)

Page 21: Powder Metal

5/2/2009

٢١

����� ���� ������ ���� ������ ���� ����� ������٤١

7��: '0�%1� $ 7��: >9�(Densification and sizing)

($��` �# 7x �> �+!3 C#+��+ �&"K, � E�3 �2�, # c�7+ 6 � D�+� ��_+ ��12

e ��� 4�� +!;+ �� �7 �

��� �!� ���� (Repressing)R �� �!� ��12 �� ��� 4�� �� G# ^&2

�'B3 �+!3 C#+��+ �&"K � � E�3 [+ �

�40+�7+ D�!> (Sizing) R �� �!� G# ��12 �� ��� 4�� �+!3 � E�3 �2� ���3+

�� � �70 (Coining) R ($��` �� �!� ��� G# ��12 �� ��� 4�� �+!3 ��#+

($��; ��� s1� DV

��� �$��R DV �'�� 0+ (���� ���� +� ��#+ �� ��> �> 3 �� �!� 632

�3$'�� ��7 ��3, ��7� 4�0� , ���+� � �E7;, � !"#� ($��;

����� ���� ������ ���� ������ ���� ����� ������٤٢

�� � �� 7(Powder Rolling)

Page 22: Powder Metal

5/2/2009

٢٢

����� ���� ������ ���� ������ ���� ����� ������٤٣

UT=� 2�(1 $ �0�(Impregnation and Infiltration)

�T� ��+A � �!�3 !�*�� ����� G# 6���� ���VPM �� ��3

� ��+ �; � 632 0 � 4�� �� ��� z/�> ��12 G# 6����)lN%RM%.(

��� �'�+� �"7 T$#� z+��` �8 �&"K �72�# �+!3 +� �7��� 6���� � � � ,

!'�$� ,�#�7 ��, �!�3 ���!' &+ � �� h r7+ �.

��� +� 6���� Q��� �!'�� �� �}� D�!> !� 3 [� () �*� ��#+ �+!3 D+ �

��U�� 3 ,4!�3 �� � (+��� # !�$�� �+� �+!2 ��+�!3

��'�� ��:

.١ZE�+ �0�(Impregnation)

.٢ A �7(Infiltration)

����� ���� ������ ���� ������ ���� ����� ������٤٤

UT=� �0�(Impregnation)

T#+ �/1h+ ��"� � 3 �� ��� �> TU�� # �&$� !"#� �3 Q��� G#

��12 �� ��� 4�� PM A �7 4�+� � �

�() �*� � ��� ����E` 0+ ��72�# ZE�+ 0+ TU��, 4�7��!K �

�+�;+ �3��

��!3�> !"#� ��"� ��+ �> (�12 3 ���#0� �!�$�� ZE�+ �7 �

T#+ ��#0� �3 6 � r#� �� �}� Q��� t �� 4�!> � d\� ��;

�� �7 � � ��12 �+ w *� ���� (pressure tight part) ��#+

��#�7

Page 23: Powder Metal

5/2/2009

٢٣

����� ���� ������ ���� ������ ���� ����� ������٤٥

2�(1(Infiltration)

��$��` �> �� DV Q��� ��12 PM 3 G# ��� @+Q� !� �� � �

��1?7 @�A ��� !� 4���> �#3 !#0 �1?7 @�A ��12 PM ��3

�6�'�� !3 (�+!, D�+� ��� !� 4���> �� ��� 3 ��; �� ��� 4��

�� ��3 � #� - !x+ �"�$# � !� 4���> +� 6�+�3 Q��� �� 3

��'�� 6h, z'EB7 !$U 6���'� 4� 3 � ��12 A �7 4�+� 4�� �&"K

��+ � # !� � �$7 �"�!?K (toughness) � c *'�+ �!�)3 ��+�

����� ���� ������ ���� ������ ���� ����� ������٤٦

V+ %, ��� : C�� 7����(Hot compaction)

�6,+!� �� �!� � �� ��� �'��� !� 4��'�+ T#!� T� ���V 6 � D�+� �� �%� &'�

�� � ��+

�3 ^$>!� c+ 2 �� (consolidation) � �� ��� �� D+ � �##+�� ���3 ���V

���� )3 �� ��� �� ��� ��`+ �� � � � (+�A +� ��> w 4���V � �� ��� +� @'� ���3

����� T#�3 �7�+!2

��� �!� c!8 (Hot pressing)

��� ��� �2!; �+ (Spark sintering)

��� �!� G$�'�+��#+ c!8 HIP (Hot isostatic pressing)

��� 7 � D%�!'B>+ c!8

��� � c!8 c!��$� �� � (powder preform)

��#) ��+Q8 ���� (Spray deposition)

Page 24: Powder Metal

5/2/2009

٢�

����� ���� ������ ���� ������ ���� ����� ������٤٧

)=�?(; $ ��5��� ��, �9 8

� (�12 ���V!� �+!3 ��_+ �����PM 0+ ����E`:

�G$�'�+��#+ �� �!�

�c!8 �� �!�R �� ��� � �� �!� ^$>!�

����� ���� ������ ���� ������ ���� ����� ������٤٨

���� )O ��; ���9T�L(Powder Injection Molding)

�G# ��#+!� �$& � �> ��12 �+ G#��7 �3 6 � �#�7 ��#+ �� ��>

��� \.�U 3 G# ���#3 �!�$�� �'�$�V �� � � � �- ��� 3 �;�& n� '� 6$ �� ��

�4�� �#Qa� (feedstock) D���3 4!�, �'B3 G# ^&2 ~#��� �� � � � G# ��12 ��7 +� 6$ �� ��

���$��` ���+!, �3 c7 ^BK �#+�0 ) debinding( ���#3 +� 0+ ��12+�; �� ��>

���12 ^BK �#+�0 4�� �� ��� �� � � � ��12 6�> +� 6$ �� ��

�(���� ��$�> PIM

���#� ��� T$#�

��8�$b$� 6 �

���B7+!�� �'B3

��$�32 ��`+ �3 �+ � q�'��

�[+ � �#�7 @ �

Page 25: Powder Metal

5/2/2009

٢�

����� ���� ������ ���� ������ ���� ����� ������٤٩

�� � �?#��� �!$"E&2 ��!3�>

�� ��� () �*�

� cemented carbide wearcomponents,

� computer disk drivemagnets,

� stainless steel watch cases,� tungsten heat sink,� niobium rocket nozzles,� heavy alloy projectiles and

radiation shields,� zirconia for steel casting,

alumina and silica forcasting cores,

� titanium golf clubs andeyeglasses ..

����� ���� ������ ���� ������ ���� ����� ������٥٠

-!�.&� $ ����PM

� �+!3 c� �+ �PM �#� �+!3 +!#0 �7!'7+!8 ��>��� ���#+!� !"#� 0+

��+ 0$7 ��_+ �%!7+ �3 �� � 6 � �3 ��� D�!>

� z'�$'7PM ��+� +� �!3�> 0+ �h� q$- �� �32� �$�32 ���

���7!'E��� �� � �%� &'� �+!3 ��) �*� � �+ � �K

Page 26: Powder Metal

5/2/2009

٢�

����� ���� ������ ���� ������ ���� ����� ������٥١

����PM X ���,� ������(Elemental Powders)

X Y�+ ��� ����

���+� �$�+ )3 [ �� �7V �� �> �#�!3�>

�f#+� ��$�3 ��� �:

�TV

�c $�$� &V

�d�

��� +� ��$�3 ��� � �> ��� �#%$&V � ��$�V (+��� !"#� �� � 3 D+ �

��+ �+ �� �'��� ����� 3 �7V D�!> ����

��X� :�+�3+ ��) �

����� ���� ������ ���� ������ ���� ����� ������٥٢

����PM X Z�� ������ ���[(Pre-Alloyed Powders)

���[ Z�� ����:

��+ 4�� 6$ �� @ �1� �#$�$� ^$>!� 0+ �%$&V 4�A !

�C$� ��� � c �!� %$&V:

� :70�_ ��) �(Stainless steels)

�[� �B� �%$&V

� !3��� �) �(High speed steel)

Page 27: Powder Metal

5/2/2009

٢٧

����� ���� ������ ���� ������ ���� ����� ������٥٣

-!�.&�PM

�4�7��!K (gears), �72�# (bearings), t!K !$�70 (sprockets),

�'B3 (fasteners), ()��+ � #!' &+ (electrical contacts), ��+�3+

��!3 (cutting tools), � !"#� (�12 T$�� ()V

��#�� PM: (�12 +� �� D+ � G#��7 �3 6 � �#�7 # �3 6 � �#�7 ���

��'2� 4�7��!K � �72�# �� %+!$� )3 �$& � �� �7 � �+!3 PM 4�#+ ��&V:

����� �� �� ��3 q#!�� �� � �

��3 6���� �� ��12 0$7 ��+ � D+ ��3 �7��� �+!3 � 7+�� 6�` ��>

����� ���� ������ ���� ������ ���� ����� ������٥٤

-#6L U�,;

Page 28: Powder Metal

5/2/2009

٢٨

����� ���� ������ ���� ������ ���� ����� ������٥٥

� '%= I+� 3S9,; ) ,=$� \�! I=�PM :]^^ ��� �� �G�_]^^ ���9�1� I8��

e�� 63?� �� w$�(creep) ��+ c�?� , !$�E� T'B"�� G#��7 !# �� �� GK > � 1� �> �$�> �; ���'B 4��.

����� ���� ������ ���� ������ ���� ����� ������٥٦

IOTJ �S�� -#6L �%,�PM

��'B3 �3 D+�$� �8�$b$� �� �!� �'���, D $�+��� r#�h �� � ���

(MPIF) ��K �/> 0+ �,+!- � (�12 �%� &'� �� � q#!��

�� ��>

��$�� ��+ +!#0 ��!3 0+ ��'#���*� � ; � ��� 6 � 632 �3$'��

3 ���V!� PM �'��� +� D�7 �� ��

Page 29: Powder Metal

5/2/2009

٢٩

����� ���� ������ ���� ������ ���� ����� ������٥٧

(a) �/> I��� � L07 4�� �> 0+ G# ��; �!� �� �7 �, (b) �/>

II��� � 4�� �&� !'�$�_ �> 0$7 �3 �� �!� 0+ �� P!- �7�+�, (c) �/>III

�� s1� 0+ ���_, �> 0+ �� P!- �� �!� �� �7 �, � (d) �/> IV � 1�

�78��K 0+ ���_ �> 0+ �� P!- �� �!� 4�� � ��&!'�> +��� �+!3 ! s1�

��`+ �� � �.

(�12 �/> ��KPM

����� ���� ������ ���� ������ ���� ����� ������٥٨

-#6L ���� )D��J ����T���PM X I

��+!3 �$& � ���'2+ 0$7 �3 �$?� ��)3 � ��#� (+�$��� � �+�3+ ()V [� +�

�$; � ��>

�62+�, �+��� oIIII �,+� ����$� �� � �

�PM �� �$�32 ��� ���12 3 D+�$� 6���� �!'�> 4�� �3 ��'�

������� � NI% !#Q\7 �+ ��+

�PM +� �� D+ � �+!3 ��� ���12 3 (+��� � �%$&V !$U � ��� �� � 4��'�+

�+!2 �+�R ��+ � �> ��� �7V 3 ����� !"#� !8+ !$U T �� ��E7 �+ �� ��+

Page 30: Powder Metal

5/2/2009

٣٠

����� ���� ������ ���� ������ ���� ����� ������٥٩

-#6L ���� )D��J ����T���PM X II

���3 +� ^&2 0+ T'�+�7+ D�!$3 40;+ �#3 ��12 ����

�4�+ #� �#3 ��12 ��� �K!8 ��3 �'�+� � �` �3 G#��7 # �� �` �

��+ 0�� �$7

� ��!3!#0 � ��+� � ��7� �,+!- ��$8=#� 0+ �#3(undercuts) ��

4�+ #� �!> @�';+ ��12 �

� T'�+�7+ D�!$3 �� �'&�� +!#0 �70�� �� �` ���+� � � ��!3!#0

�7�+�7

��� �� �` ���+� � �'�+� 4!#+� 0+ !$U ��1?� s1� 6 � ��7+ �

� � ��#+ ��; � 632 ��+ �� � �#+ D��3 ���3

����� ���� ������ ���� ������ ���� ����� ������٦٠

�� �#3 �> ��12 (����PM � � @�';+ :(a) � ���> ���+� �(b) ���!3!#0

�� T �� !$U +� ��12 T'�+�7+ D�!$3 +!#0 ���> ���>

���> ���!3!#0 � ��+� �

Page 31: Powder Metal

5/2/2009

٣١

����� ���� ������ ���� ������ ���� ����� ������٦١

-#6L ���� )D��J ����T���PM X III

���7 +� p$� 4�0� 3 D+ �PM ���

��!> �� �$�� ��12 ��� �#3 +� �7V

� ��(chamfers) �� �� 8 ��`�� �PM �7!#Q\7 �+

� �'�� �� ��/ �� ���3 ��� �$B3 #+�0 �'2� �+(rigidity) � ; 3 p7�

�� �#V

� 62+�, �#3 �7�!$3 �+ #� � t+� � G# # ��+� � T$3 4�+ #� ���_

1.5 mm (0.060 in) ��3

� t+� � �+!3 �����$� !12 T#!'�>1.5 mm (0.060 in) �� ��3

����� ���� ������ ���� ������ ���� ����� ������٦٢

�� � ��`�� �� 8 632 ��#+ ��'B �+ T$7+ 2 [� +� �#3 �#`� �!>: (a) 0+ �#+�0 ��� ��+�� �

�!>, (b) �#+�0 !'8��3 �+!3 �'�� p7� �$*;�+ �7�+�, (c) Z�� ���+� @ �1� ��+, (d) 0+ Z��

�;�� 6�> @�';+ �$�> +!#0 �E& p7� 4��� � ��+, (e) 6 �� 3 ^$>!� Z�� � �� 6, �� � �.

�� 8 ��`�� � ��

Page 32: Powder Metal

5/2/2009

٣٢

����� ���� ������ ���� ������ ���� ����� ������٦٣

���� ������ I*`+ :" #� $ ���

��#�7 6 �

�L�7+ �#� ���

�6���'� (�12

� !"#� 3 ��� 632 �> �#%$&V

��'B$7 ��#+!� )�'�� 6X� �

T'B"��(

�G$�+!� (E$>!�R ���

� q#!� ��B7+!��)mm l/�(

�D $�� �+ �$�32 ,)3 �$& � t!7

� [+ � 3 (�12 0+ ��$�� q$-

:�$\�� ,d$-�a� ,C#� �3 ���?�

�(+�$��� � ^&2 �)3 ��$2

��� � �)3 ��$2

�4!$�A � ��+��"7 �+ �� �� � �0�

��+

�^&2 ���� �� �#���*�

��&"K �� (+!$$a�

�!'�$#� � $7 � c *'�+

� �1$*� �B#0 �,E�)���7+ ,

�EU(