پودر فلز برنز، از مس تصفیه شده آلیاژهای مختلف مس، روی و آلومینیوم تولید شده و ماهیت آن به‌صورت پوسته‌پوسته است. برنز دارای حداقل مقدار سرب و دیگر فلزات مشابه سرب است. روش های تولید پودر برنز متفاوت بوده و به این دلیل که از مس، روی و آلومینیوم خالص به دست می‌آید، کاملاً غیر سمی است، بنابراین به‌سلامت انسان هیچ آسیبی وارد نمی‌کند. برای حفظ ساختار برنز، ضروری است که از ترکیبات باکیفیت بالا استفاده شود.
تأثیر متغیرهای مختلف مانند محتوای فلزات بر روی رنگ پودر برنز متفاوت است. با توجه به متریال گوناگون، سطح آلیاژ مس ممکن است در رنگ‌های مختلفی از قرمز لاتوزولی، طلایی، سفید یا حتی بنفش ظاهر شود. به‌عنوان‌مثال، میزان فلز روی اگر کمتر از 10% باشد، باعث تولید رنگی کم‌رنگ و با 25% محتوای طلایی، رنگی روشن و غنی تولید می‌شود که به طلایی تیره مشهور است.
برای اینکه در مورد روش های تولید پودر برنز بیشتر بدانیم بهتر است در ابتدا توضیح دهیم که چرا از فرایند تولید پودر فلزات باید در متالورژی استفاده کنیم.
اهمیت استفاده از پروسه تولید پودر فلزات در متالورژی
سؤال این است که آیا استفاده از پودر فلزات در متالورژی نسبت به روش‌های سنتی تولید فلزات با فلز مذاب دارای مزایا و برتری‌های خاصی است؟
پاسخ این سؤال مثبت است و دلایل متعددی این برتری را تضمین می‌کند. یکی از دلایل اصلی هزینه کمتر در تولید این قطعات در شرایط خاص است. این فرآیند هزینه تولید را به‌طور قابل‌ملاحظه‌ای کاهش می‌دهد. علاوه بر این، مزایای دیگری نیز برای استفاده از پودر فلزات وجود دارد.
فرایند تولید پودر به‌طور قابل‌توجهی پسماندها را کاهش می‌دهد و این امر باعث می‌شود که این شیوه به‌عنوان یک روش دوستدار محیط‌زیست نیز مورد توجه قرار گیرد.
در انواع سنتی‌تر، معمولاً فلز را ذوب کرده و با استفاده از یک قالب، آن را به شکل موردنظر درمی‌آورید. در این روش‌ها، امکان ظهور ضایعات یا پسماند در فرآیندهای تولید وجود دارد که علاوه بر افزایش هزینه تولید، برای محیط‌زیست نیز مفید نیستند.
پودر برنز چیست
برنز به‌عنوان فلزی ارزشمند، یکی از قدیمی‌ترین آلیاژهای شناخته‌شده بوده که معمولاً همراه با قلع در معادن طبیعی، استخراج می‌شود. این ماده در فرآیند آبکاری مورد استفاده قرار گرفته و برای ایجاد ظاهری زیبا و افزایش مقاومت در برابر خوردگی به کار می‌رود. برنز به‌صورت ورقه‌ای و یا به‌صورت پودری تولید و به کار گرفته می‌شود که در هر کاربری خاص، نقش واحد و منحصربه‌فردی دارد. نام این فلز از واژه‌ی فرانسوی “bronze” گرفته شده که به ریشه‌ی ایتالیایی “bronzo” بازمی‌گردد.
پودر برنز چیست
پودر این فلز نیز به‌عنوان یکی از آلیاژهای معروف مس شناخته می‌شود که تنوع بسیار زیادی در ترکیبات و انواع آن وجود دارد. در حال حاضر، بیش از 80 درصد ترکیبات برنز از مس بوده و عناصر دیگری نظیر منگنز، آلومینیوم، نیکل، فسفر، سیلیکون، آرسنیک یا روی نیز در فرآیند تولید این آلیاژ به کار می‌روند.
برنز خام دارای رنگ نیمه صورتی یا رنگ ماهی سالمون است، اما نمونه‌های خام این ماده به‌صورت کمیاب دیده می‌شوند و بیشتر اوقات حاوی پتینه کاری یا خوردگی در سطح خود هستند. رنگ این فلز نیز از سبز لیمویی تا قهوه‌ای تیره متفاوت است. برنز به‌عنوان یک ماده که معمولاً در مواردی که نیاز به‌سختی و مقاومت بیشتر از مس داریم استفاده می‌گردد.
مشخصات پودر برنز
پودر برنز با خصوصیات منحصربه‌فرد خود از سایر مواد معدنی متمایز می‌شود:
- زمان پخت کوتاه: این ماده در فرآیند پخت به‌سرعت و با زمان کمتری نسبت به مواد دیگر مهیا می‌گردد.
- قابلیت رنگ شدن: این پودر از قابلیت رنگ شدن به شیوه‌های مختلف بهره‌مند است که به تولید محصولات با ظاهر و رنگ‌های گوناگون کمک می‌کند.
- مقاوم در برابر مواد شیمیایی مهاجم: این محصول به‌عنوان یک ماده مقاوم در برابر تأثیرات مواد شیمیایی مهاجم عمل کرده و از تغییرات ناشی از تماس با این مواد جلوگیری می‌کند.
- دارای نقطه ذوب 250 درجه سانتی‌گراد: پودر برنز با نقطه ذوب 250 درجه سانتی‌گراد، در دماهای معمولی کاربردهای وسیعی دارد و ازاین‌جهت در فرآیندهای صنعتی مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد.
- ترکیب بسیار بالا با تمام فلزات و آلیاژها: به دلیل ترکیبات خاص خود، ارتباطات محکم و مؤثری با تمامی فلزات و آلیاژها برقرار کرده که این ویژگی باعث می‌شود که در ترکیبات مختلف صنایع کاربرد داشته باشد.
انتخاب ترکیب مناسب در روش های تولید پودر برنز
در روش های تولید پودر برنز، تولیدکنندگان برای ایجاد مشخصات مکانیکی و مغناطیسی بهتر برای قطعات تولیدی، مراحل متعددی را طی می‌کنند. این مراحل شامل موارد زیر می‌شوند:
در ابتدا باید ترکیبات مختلف را برای تهیه پودر فلز انتخاب کنید. در این زمان، انتخاب‌های متعددی در پیشروی شما وجود دارد. برای اینکه تصمیمی بهینه و با توجه به نیازهای محصول نهایی انجام دهید، مشاوره با متخصص متالورژی بسیار حیاتی است. این کارشناسان می‌توانند با توجه به تجربه و دانش فنی خود، بهترین ترکیب یا مخلوط از پودرهای فلزی را برای شما توصیه کنند.
برخی از فلزات و آلیاژهای پراستفاده در این فرایند شامل آهن و فولادهای مختلف هستند. این فلزات به دلیل خواص مکانیکی، مغناطیسی و همچنین قیمت مناسب آن‌ها، برای تولید قطعات پودر فلزی از آن‌ها استفاده می‌شود. به‌طورکلی، انواع پودرهای فلزی قابل انتخاب برای تولید این قطعات شامل موارد زیر می‌شوند:
- مس: برای قطعاتی که به خواص الکتریکی خوب نیاز دارند، مس یک انتخاب عالی است.
- نیکل: برای تولید قطعات با مقاومت بالا در برابر حرارت و خوردگی، یک انتخاب مناسب است.
- آهن: ازجمله فلزات پرکاربرد در تولید قطعات مختلف، به‌ویژه در صنعت خودروسازی و ساخت ماشین‌آلات.
- کبالت: در تولید قطعات پزشکی و دندان‌پزشکی به دلیل مقاومت بالا در برابر خوردگی و حرارت استفاده می‌شود.
- آلومینیوم: با ویژگی‌های سبکی و استحکام، معمولاً در ساخت قطعاتی که نیاز به وزن کم و مقاومت در برابر خوردگی دارند، کاربرد دارد.
- تیتانیوم: با ویژگی‌های سبکی، مقاومت در برابر حرارت و خاصیت مقاومت به اکسیداسیون، تیتانیوم در صنایع هوافضا و پزشکی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
همچنین، بسته به نیازهای خاص محصول نهایی، می‌توان از مخلوط‌های مختلف از این فلزات در فرآیند تولید استفاده کرد.
روش های ترکیب برای تولید پودر برنز
انواع روش های تولید پودر برنز
پس از انتخاب پودر فلز مناسب و مخلوط کردن آن‌ها با توجه به توصیه متخصص متالورژی، امکان تولید قطعات پودر فلزی را دارید.
در کل، چهار روش اصلی برای ساخت پودر فلز ازجمله برنز وجود دارد. با توجه به فاکتورهای مختلف، خصوصاً با در نظر گرفتن نوع فلز یا فلزات موردنظر و نوع قطعه موردنیاز می‌توانید هر یک از این روش‌ها را برای تولید انتخاب کنید.
احیای حالت جامد یا تقلیل حالت حجمی
در روش احیای حالت جامد، ابتدا کانی فلز خرد شده و سپس با ماده‌ای دیگر مخلوط می‌شود. معمولاً کربن به‌عنوان ماده ثانویه به کار می‌رود. این دو ماده پس از مخلوط شدن، در کوره قرار گرفته تا واکنشی صورت بگیرد که سطح اکسیژن و کربن را در ترکیب به میزان قابل‌توجهی کاهش دهد و یک کیک اسفنجی از آهن به وجود آید.
سپس این اسفنج خرد شده و از صافی عبور کرده تا مواد غیرفلزی آن جدا گردد. در این مرحله، مواد باقی‌مانده هنوز دارای حالت اسفنجی هستند که این ویژگی مطلوب باعث می‌شود که مواد به‌خوبی قابل کمپرس شدن باشند.
روش احیای حالت جامد یک پروسه‌ی سنتی و قدیمی است که ممکن است به سه روز زمان نیاز داشته باشد تا کانی آهن به‌طور کامل به آهن تبدیل شود. باید توجه داشت که در این روش نیاز به استفاده از کانی فلز با خلوص نسبتاً بالا وجود دارد تا در محصول نهایی، کیفیت قابل قبولی حاصل گردد.
ریز سازی یا آتمیزه کردن از روش های تولید پودر برنز
این پروسه، از تکه و خرده زیره‌های فلزاتی که با حرارت ذوب می‌شوند، شروع می‌شود. هنگامی‌که فلزات ذوب شدند، در معرض جریان آب یا بخار قرار می‌گیرند. این عمل باعث جدا شدن آن‌ها از یکدیگر می‌شود. هدف اصلی از این عمل، خرد و ریز کردن فلزات به قطعات کوچک و تبدیل آن‌ها به حالت جامد با سرعت بالا است، قبل از اینکه فلزات مذاب دوباره به یکدیگر یا به سطوح دیگر بچسبند.
این تکنیک از روش های تولید پودر برنز، بازده بالایی در تولید پودر فلز داشته و می‌تواند برای همه انواع فلزات ذوب شده، استفاده شود. معمول‌ترین انواع پودر فلز که به این روش و با استفاده از فلز مذاب تولید می‌شوند، عبارت‌اند از:
- آهن
- برنز
- مس
- برنج
- روی
- کادمیوم
- آلومینیوم
- آلیاژهای فولادی
پروسه شیمیایی
پروسه‌هایی هم هستند که با استفاده از روش‌های شیمیایی می‌توانند منجر به تولید پودر فلزات شوند. سه روش عمده شیمیایی تولید پودر فلز عبارت‌اند از:
- کاهش اکسید: در این روش، اکسیدهای فلزات با مواد کاهنده مانند هیدروژن یا گازهای دیگر از محیط خارج می‌شوند. این فرآیند به تولید پودرهای فلزی با خلوص بالا منجر می‌گردد.
- تجزیه گرمایی: فرآیند تجزیه گرمایی یکی از روش‌های شیمیایی تولید پودر فلزات است که به‌وسیله گرما و تأثیر شیمیایی اجزای ترکیبات فلزات جدا می‌شوند. این روش معمولاً در فرایندهای کربونیل به کار می‌رود.
- رسوب با استفاده از محلول: از محلول حاوی ترکیبات فلزات برای تولید پودرهای فلزی در این فرایند استفاده می‌شود. این روش به دلیل ویژگی‌های خاص خود در مواردی که نیاز به خلوص بالا و توزیع مناسب اندازه ذرات فلزات است، مورد استفاده قرار می‌گیرد.
- آتمیزه کردن یا خرد سازی گریز از مرکز: یکی از روش‌های مورد استفاده برای خرد سازی یا آتمیزه کردن فلزات، استفاده از سانتریفیوژ است. در این فرآیند، عملیات خرد سازی فلزات در مخزن‌های مشبک انجام می‌شود و با استفاده از سانتریفیوژ، فلز مایع به اندازه‌های خاصی تبدیل می‌گردد. این روش امکان تنظیم سرعت ماشین را به‌راحتی فراهم کرده تا بتوان به نتیجه مطلوب در خرد سازی یا آتمیزه کردن فلزات دست یافت.
مزیت پودرهای آتمیزه در این است که سرعت ماشین و شرایط فرآیند به‌سادگی قابل تغییر هستند که این امکان را به کاربر می‌دهد تا به نتایج دقیق‌تر و مطلوب‌تری در تولید فلزات خرد شده، برسد.
پروسه شیمایی در تولید پودر برنز
الکترولیز یکی دیگر از روش های تولید پودر برنز
الکترولیز یکی از روش‌های تولید پودر برنز است. البته باید در نظر داشت که این پروسه نیاز به شرایط خاصی برای افزایش بازدهی دارد که شامل موارد زیر است:
- تنظیم شرایط: تنظیم شرایط الکترولیز ازجمله دما، جریان الکتریکی و ولتاژ به‌منظور افزایش بازده و کنترل فرآیند صورت می‌گیرد.
- تنظیم صحیح چگالی: تنظیم دقیق چگالی الکترولیت نیز برای کنترل صحیح جریان الکتریکی و پیشبرد فرایند الکترولیز، امری حیاتی است.
- انتخاب الکترولیت: انتخاب محلول الکترولیتی که شامل یون‌های مربوط به فلزات مورد نظر است. در اینجا، شامل یون‌هایی از عناصری مانند مس هستند.
- تنظیم صحیح ترکیبات و غلظت الکترولیت: تنظیم دقیق ترکیبات و غلظت الکترولیت در محلول الکترولیتی بسیار حیاتی است تا پروسه به‌خوبی پیش رود.
- جداسازی پودر: پس از الکترولیز، پودر برنز که بر روی الکترود ایجاد شده است، جدا می‌گردد. این پودر ممکن است تحت فرآیندهای دیگر مانند خشک کردن یا فشرده‌سازی بیشتر تهیه شود.
- الکترود گذاری :(Electrodeposition) در این مرحله، الکترودها (کاتد و آند) در محلول الکترولیت فرو می‌روند. یون‌های مربوط به فلز از محلول جذب شده و به‌عنوان پودر یا لایه روی الکترود (کاتد) تشکیل می‌شوند.
تا زمانی که این شرایط مطلوب فراهم باشند، پروسه تولید پودر فلز با الکترولیز به‌خوبی انجام می‌گیرد. باید توجه داشت که الکترولیز نسبت به سایر روش‌های تولید پودر هزینه بالاتری دارد و اغلب برای ارائه پودر فلزات با ارزش بیشتر و در مواقعی که رسانایی بالایی مورد نیاز باشد، به کار می‌رود.
کاربردهای پودر برنز
پودر برنز یکی از پرکاربردترین انواع پودرهای فلزی است که از طریق فرآیند اتم زدایی آب یا تهویه هوا تولید می‌شود. همچنین می‌توان این پودر برنز دندریتیک (پودرهای ویژه) را از طریق اتصال پراکنده انتشار، می‌توان مورفولوژی‌های نامنظم، کروی و دندریتیک را به دست آورد. خصوصیات و کاربردها با توجه به شکل، اندازه، سطح ذرات و سطح ترکیبات آن‌ها تفاوت داشته و با انتخاب دقیق درجه، پودر برنز در بازارها و فن‌آوری‌های مختلف کاربردهای متنوعی پیدا می‌کنند. پودرهای برنز کروی با اندازه ذرات از کمتر از 45 میکرون تا بیش از 1 میلی‌متر، با شکل کروی مناسب، محتوای اکسیژن کم، سرب و کنترل عالی توزیع اندازه ذرات در دسترس‌اند. همچنین امکان ایجاد کنترل‌های ویژه در فرآیند وجود دارد تا بتوان بالاترین استانداردهای کیفیت مورد نیاز صنعت “یاتاقان‌های فلزی” را داشت و نقص سطحی پس از پخت را به حداقل رساند.
کاربردهای پودر برنز چیست
پودر برنز یکی از مواد فلزی پرکاربرد است که در صنعت‌های مختلف انواع کاربردهای متنوعی دارد:
- کاربرد در صنایع چاپ
- استفاده در مجسمه‌سازی
- کاربرد در صنایع شیمیایی
- استفاده در رنگ‌های برنزی
- تولید پرکننده‌های پلاستیکی
- تولید فیلترهای برنزی و قطعات برنزی
- استفاده در پوشش‌های کاغذی
- استفاده در صنعت خودروسازی
- استفاده در صنایع متالورژی پودر
- تولید بوش‌های خود روغن‌کار و بی‌متال
- تولید قطعات برنزی با کاربرد در انواع صنایع
- استفاده در فرآیندهای جوشکاری برنزی و لحیم‌کاری
- استفاده در صنایع تولید لنت ترمز و صفحه کلاچ به‌عنوان مواد سایشی
تهیه پودر برنز از شرکت‌های معتبر
به یاد داشته باشید که اهمیت تأمین محصولات باکیفیت از مراکز معتبر و شناخته شده، بسیار حیاتی است. به همین دلیل، پیشنهاد ما این است که به شرکت فرآورده‌های متالورژی پودری سهند مراجعه کنید. این مجموعه تخصصی، با روش های تولید پودر برنز کاملاً استاندارد و با بهره‌گیری از تجهیزات و تکنولوژی‌های روز دنیا، محصولات خود را تولید می‌کند. این امر به معنای اطمینان از کیفیت و اثربخشی بالای محصولات آنان است.
این مرکز حرفه‌ای، با بهره‌گیری از تجهیزات پیشرفته مانند کوره ذوب القایی، کوره ذوب دوار و تجهیزات خشک‌کن پودر و با بهره‌مندی از واحد‌های تولید قطعه (پرس‌کاری)، واحد سینترینگ (تف جوشی) و قالب‌سازی، خدمات بی‌نظیری را به شرکت‌های مختلف در سراسر ایران ارائه کرده است. همچنین با ارائه محصولات متالورژی پودری باکیفیت، توانسته است بازارهای داخلی را به‌طور قابل‌توجهی از وابستگی به محصولات مشابه خارجی خود، مستقل کند.
تلاش برای بومی‌سازی صنایع کشور، کاهش وابستگی به واردات و مقابله با خروج ارز و مبارزه با تحریم‌های ناعادلانه که بر صنایع ایران تحمیل شده‌اند، از اهداف اساسی این مجموعه است. داخلی سازی تکنولوژی و اطمینان از تأمین مواد اولیه مورد نیاز برای صنایع کشور، به‌عنوان اقداماتی استراتژیک و کلان در جهت تقویت اقتصاد داخلی و افزایش استقلال اقتصادی از نکات مورد توجه این شرکت می‌باشند.
