Việc áp dụng công nghệ luyện kim bột chế tạo các chi tiết máy từ bột sắt và hợp kim đ−ợc tiến hành theo 2 h−ớng:
- Tạo bột sắt và hợp kim của nó ặ Nghiền trộn phối liệu tạo hỗn hợp bột sắt với các bột hợp kim hoá khác ặ ép tạo phôi chi tiết ặThiêu kết vật ép ặ ép nóng tinh chỉnh ặ Gia công hoá - nhiệt (nếu cần) ặKiểm tra bao gói sản phẩm. - Tạo bột sắt và hợp kim của nó ặ Nghiền trộn phối liệu tạo hỗn hợp bột sắt với các bột hợp kim hoá khác ặ ép đồng thời thiêu kết tạo chi tiết máy ặ Gia công hoá - nhiệt (nếu cần) ặ Kiểm tra bao gói sản phẩm.
Sau đây là các yêu cầu chính của một số công đoạn trong quy trình công nghệ luyện kim bột (theo h−ớng thứ 1).
a. Ph−ơng pháp tạo bột kim loại, hợp kim:
Yêu cầu chung của vật liệu bột trong chế tạo chi tiết máy:
- Mật độ t−ơng đối cao để giảm chiều cao khuôn ép và tăng độ chảy của bột (môi tr−ờng không liên tục) đảm bảo điền đầy khuôn tạo hình dáng sản phẩm. - Có tính chịu ép cao để tăng độ bền của phôi ép tạo hình ở trạng thái nguội. - Có thành phần hoá học thích hợp và ổn định để đảm bảo thiêu kết tốt đạt các tính chất cơ hoá cuối cùng cần thiết đề ra.
Hiện nay có 2 ph−ơng pháp tạo vật liệu bột kim loại là hoàn nguyên trực tiếp bằng Manhêtíc và phun sắt hoặc tjhép hợp kim chảy lỏng. Các ph−ơng pháp khác nh− điện phân, cácbonil … th−ờng chỉ dùng cho một số tr−ơng hợp đặc biệt.
ở n−ớc ta bột sắt, bột hợp kim th−ờng đ−ợc nhập từ n−ớc ngoài. b. ép tạo hình chi tiết máy:
Ph−ơng pháp đơn giản và hiệu qủa nhất để tạo thành hình chi tiết trong luyện kim bột là ép nguội định hình rồi mới thiêu kết. Công nghệ này đ−ợc ứng dụng rộng rãi và th−ơng xuyên vì dễ thiết kế chế tạo khuôn mẫu, thiết bị ép đơn giản, nh−ng chất l−ợng sản phẩm không cao. Nguyên nhan chính là mật độ chi tiết sau khi ép định hình đạt đ−ợc t−ơng đối thấp so với lý thuyết và các ph−ơng pháp tiên tiến khác. Hạn chế khác của ph−ơng pháp này là cần có lực ép hỗn hợp kim loại bột tr−ớc thiêu kết đủ lớn, đảm bảo đạt đ−ợc mật độ tối thiểu của chi tiết đã đ−ợc định hình. Để cải thiện sản phẩm sau thiêu kết phải qua gia công biến dạng dẻo (cán, ép ) và gia công hoá - nhiệt.
Để khắc phục hạn chế của công nghệ trên ng−ời ta sử dụng ph−ơng pháp ép nóng vật liệu, ép nóng đẳng tĩnh.
c. Thiêu kết chi tiết sau ép định hình:
Cùng với chất l−ợng phôi ép, quy trình thiêu kết ảnh h−ởng rất lớn và quyết định đến chất l−ợng sản phẩm luyện kim bột cuối cùng. Quá trình thiêu kết vật liệu bột sau ép định hình phổ biến là nung ở nhiệt độ đ−ợc tính gần bằng 75 -:- 85% nhiệt độ nóng chảy của vật liệu đó. Tuỳ theo dạng sản phẩm cần có một số thông số kỹ thuật nằm trong các miền giá trị nào đó đảm bảo vật liệu hỗn hợp bột có sự thiêu kết nh−ng tránh đ−ợc các hiện t−ợng gây phế phẩm nh−: cong vênh, nứt, thất thoát nguyên tố hợp kim hoá…
Hiện nay trên thế giới ng−ời ta đann nghiên cứu các công nghệ thiêu kết có hàm l−ợng khoa học kỹ thuật cao nh− : thiêu kết bột kim loại ở pha bán lỏng hoặc pha lỏng hoàn toàn; thiêu kết d−ới áp lực; thiêu kết d−ới áp lực trong môi tr−ờng chân không.