Toz metalurjisi parçalarının şekillendirilme süreci, metal veya alaşım tozlarının önceden belirlenmiş geometrik şekillere ve yeterli ham mukavemete sahip yeşil gövdelere dönüştürülmesinde çok önemli bir adımdır. Kalitesi, sonraki sinterleme etkisini ve bitmiş ürünün performansını doğrudan belirler. Basınca odaklanan bu süreç, gevşek tozun kalıp içinde yüksek-yoğunlukta düzenleme ve şekil sabitleme elde etmesini sağlar, yakın-net{-şekil oluşturma ve seri üretimde avantajlar sunar ve dolayısıyla modern imalatta önemli bir rol oynar.
Toz metalurjisi ile şekillendirmenin temel süreci sıkıştırmayla şekillendirmedir. İlk olarak kalıp boşluğuna sabit miktarda toz eşit şekilde doldurulur. Mekanik veya hidrolik pres kullanılarak presleme yönüne dik sabit bir basınç uygulanarak toz parçacıklarının basınç altında birbirine yaklaşması ve plastik deformasyona veya kırılmaya uğraması, dolayısıyla yoğun bir yeşil gövde oluşması sağlanır. Bu aşamada, tozun parçacık boyutu dağılımı, morfolojik özellikleri ve yağlayıcı içeriği, parçacıklar arasındaki sürtünme direncini ve dolgunun tekdüzeliğini önemli ölçüde etkiler, böylece ham gövde yoğunluğunun ve kalıptan çıkarma performansının tekdüzeliğini belirler. Makul presleme basıncı ve tutma süresi, elastik etkilerden kaynaklanan boyutsal geri esnemeyi azaltabilir ve şeklin korunmasını iyileştirebilir.
Sıkıştırmayla şekillendirmede kalıp tasarımı proses başarısı için çok önemli bir ön koşuldur. Sinterlemeden sonra bitmiş ürünün boyutsal doğruluğunu sağlamak için boşluk boyutları, gevşek yoğunluğu, sıkıştırma oranını ve tozun sinterleme büzülmesini kapsamlı bir şekilde dikkate almalıdır. Kalıp malzemesi yüksek aşınma direncine ve tekrarlanan yüksek-basınç yüklemesinin neden olduğu aşınma ve yorgunluğa dayanacak yeterli dayanıklılığa sahip olmalıdır. Ayrıca, karmaşık yapısal parçalar için, yoğunluk gradyanlarını azaltmak ve ölü bölgeler oluşturmak amacıyla çok-adımlı, çok-yönlü presleme veya birleşik kalıplar kullanılabilir.
Kalıplama kalitesini daha da artırmak ve karmaşık şekil gereksinimlerine uyum sağlamak için endüstri çeşitli özel kalıplama işlemleri geliştirmiştir. İzostatik presleme, toza her yönde eşit basınç uygulamak için sıvı veya gaz ortamı kullanır, bu da büyük veya düzensiz şekilli parçalar için uygun, daha tutarlı yoğunluk dağılımına sahip yeşil bir gövde elde edilmesini sağlar. Enjeksiyon kalıplama, bir macun oluşturmak için tozu bir polimer bağlayıcıyla karıştırır ve daha sonra bu, bir enjeksiyon kalıplama makinesi aracılığıyla kalıp boşluğuna enjekte edilir. Küçük parçaların küçük, karmaşık ve yüksek-hacimli üretimi için uygundur; -net-şekilli yeşil bir gövde elde etmek için bağlayıcı sinterlemeden önce çıkarılabilir. Sıcak presleme, tozun plastisitesini geliştirmek ve sürtünmeyi azaltmak için orta derecede yükseltilmiş bir sıcaklıkta preslemeyi içerir, böylece ham gövdenin yoğunluğunu ve gücünü arttırır ve sonraki sinterleme büzülme dalgalanmalarını azaltır.
Kalıplama işlemi sırasında işlem parametrelerinin kontrol edilmesi de aynı derecede önemlidir. Gerekli basıncın malzeme sistemine ve ürün şekline göre optimize edilmesi gerekir. Aşırı basınç, kalıp aşınmasına ve toz soğuk kaynak yapılmasına yol açabilirken, yetersiz basınç, sinterleme sırasında yetersiz yoğunluğa ve kolay deformasyona neden olur. Presleme hızı toz doldurma ve havalandırma verimliliğini etkiler; Çok hızlı bir hız havayı hapsederek iç gözenekler oluşturabilir, çok yavaş bir hız ise üretim verimliliğini azaltır. Kalıntıların neden olduğu kusurları önlemek için yağlayıcının türü ve miktarı, kalıptan çıkarma kolaylığı ile sinterleme temizliğini dengelemelidir.
Tamamlanan ham gövdenin, sinterleme aşamasına girmeden önce kalıptan çıkarma, inceleme ve bağlamadan (enjeksiyon kalıplama için) geçmesi gerekir. Bu aşamada, yeşil gövde belirli bir dayanıklılığa sahip olmasına rağmen henüz metalurjik bir bağ oluşturmamıştır ve şekil stabilitesi hala ilk kalıplamanın yoğunluğuna ve tek biçimliliğine bağlıdır. Bu nedenle, kalıplama işlemi yalnızca ürünün ana hatlarını belirlemekle kalmaz, aynı zamanda sinterleme yoğunlaşması ve performans gelişiminin temelini de oluşturur.
Genel olarak, toz metalurjisi parçalarına yönelik kalıplama işlemi, şekil, yoğunluk ve performans üzerinde erken-aşamada kontrol elde etmek için öncelikle kalıp optimizasyonu ve çeşitli özel şekillendirme teknolojileri ile birlikte preslemeyi kullanır. Presleme basıncını, bekletme süresini, kalıp yapısını ve yardımcı proses parametrelerini bilimsel olarak ayarlamak ve kontrol etmek, ham ham parçaların kalitesini sağlamanın ve bitmiş ürünlerin tutarlılığını ve güvenilirliğini arttırmanın temel yoludur. Aynı zamanda yüksek-hassas ve yüksek-verimli üretim elde etmek için toz metalurjisinin temel desteğidir.