pulvermetallurgi

Pulvermetallurgi, gren af metallurgien, der beskæftiger sig med fremstilling, presning og sintring af metalpulver til stabile emner. Pulvermetallurgien bliver derved et vigtigt alternativ til andre fremstillingsmetoder som støbning og smedning.

Metalpulvere kan fremstilles ved reduktion af pulveriserede metaloxider ved temperaturer, der ligger under det pågældende metals smeltepunkt. Således produceres fx wolfram- og jernpulvere. Pulvere kan også fremstilles ved forstøvning af smeltet metal, fx kobber eller bronze. Betydelige mængder jernpulver fremstilles tillige elektrolytisk, idet man bruger jernbaneskinner som anode og rustfrit stål som katode.

De færdige pulvere bliver formalet og sigtet, i reglen til kornstørrelser fra 0,01 til 0,15 mm. Da pulvere er reaktionsdygtige, opbevares de uden luftens adgang. Pulverne blandes, og der tilsættes evt. umetalliske pulvere (fosfider, karbider, grafit) samt 1-2% metalstearat, der virker som smøremiddel.

Presningen udføres i et formværktøj ved tryk på 300-700 MPa. Ved små emner anvendes excenterpresser, ved større hydrauliske presser. Når det pressede emne stødes ud af presseværktøjet, er det endnu "grønt", dvs. at det har lav mekanisk styrke og må håndteres med omhu. Det overføres til en sintringsovn, hvor temperaturen er mellem halvdelen og ³/₄ af smeltepunktet i °C for det pågældende metal. Ovnen kan være en rørovn eller en tunnelovn, i reglen med en reducerende atmosfære baseret på brint eller blandingsgasser. Under sintringen sker der først en afbrænding af smøremidlerne og derpå en mikroskopisk diffusion i kornenes kontaktpunkter, således at metallet lukker sig uden at smelte. Samtidig skrumper emnet nogle procent i forhold til presseværktøjets mål. I mange tilfælde iblandes metalpulveret andre pulvere, der skaber lidt smeltet fase. Smeltefasen medvirker til at forøge sintringshastigheden og fjerne porøsiteterne. De færdige emner kan efterbehandles, fx ved boring eller gevindskæring.

Pulvermetallurgien er blevet vidt udbredt og anvendes også i danske virksomheder. Den anvendes på metaller, der har så højt smeltepunkt, at støbning ikke kommer på tale, fx wolfram, samt til fremstilling af hårdmetal, hvor cobaltfasen binder karbidpartiklerne sammen til stærke emner. Processen bruges tillige til fremstilling af metalblandinger, der ikke lader sig legere ved støbning, fx nikkel-sølv og kobber-bly, til porøse emner, der kan anvendes til filtre eller fyldes med olie eller fedt i bøsninger og lejer, og til massevarer af jern, messing og rustfrit stål. Stykvægten er normalt 0,1-2 kg. Forudsætningen er, at emnets form og dimension gør det muligt med en passende seriestørrelse at opnå en billigere fremstillingspris end ved konventionelle metoder.