طرح توجیهی متالوژی پودر مس و روی سال 1402 + word و pdf

امیر حبیبی طرح های توجیهی صنایع فلزی 21 فروردين 1399

Copper powder metallurgy

جهت سفارش مطالعات بازار و طرح توجیهی متالوژی پودر مس و روی سال 1402 با نرم افزار کامفار به صورت فایل word و pdf ، جهت اخذ جواز تاسیس و وام و تسهیلات بانکی ، این مقاله را مطالعه نموده و سپس با ما تماس بگیرید ضمنا میتوانید فایل طرح توجیهی متالوژی پودر مس و روی را که آرشیوی و مربوط به سالهای گذشته میباشد ، صرفا جهت مطالعه از انتهای همین صفحه دریافت نمایید.

این علم ، فرآوری مواد معدنی از کانه های آنها ( جداسازی از سنگ معدن ) ، ذوب ، تصفیه و تولید شمش ، بهبود خواص و تهیه آلیاژها و فن کار بر روی فلزات و شکل دادن آنها را در بر می گیرد .

صنعت متالورژی در جهان از دیرباز به عنوان صنعت مادر شناخته شده ، با پیشرفت های روز افزون تکنولوژی ، نقش آن آشکارتر می گردد .

نکاتی درباره محصول مورد بررسی در طرح توجیهی متالوژی پودر مس و روی

این تعریف که متالورژی که از قدیمی ترین هنرها و یکی از جدیدترین علوم است ، بخوبی تاریخچه طولانی و جالب رشته متالورژی را بیان می کند . از زمانی که بشر فلز را شناخت ، متالورژی را به عنوان یک هنر فرا گرفت .

این علم ، فرآوری مواد معدنی از کانه های آنها ( جداسازی از سنگ معدن ) ، ذوب ، تصفیه و تولید شمش ، بهبود خواص و تهیه آلیاژها و فن کار برروی فلزات و شکل دادن آنها را در بر می گیرد .

صنعت متالورژی در جهان از دیرباز به عنوان صنعت مادر شناخته شده ، با پیشرفت های روز افزون تکنولوژی ، نقش آن آشکارتر می گردد . شواهد باستان شناسی نشان می دهد ، که ساکنین فلات ایران ، جزو اولین اقوامی بوده اند ، که به کشف فلزات و استفاده از آن نائل گردیده اند .

با در نظر گرفتن این سابقه دیرینه ، همچنین نقش روزافزون فلزات در زندگی بشرو وجود معادن غنی درکشورمان لازم است ، که دست اندرکاران متالورژی در شناسایی هر چه بیشتر این رشته کوشا بوده و سطح اطلاعات علمی و فنی سایرین را در این زمینه بالا ببرند . دوره فلزات پس از عصر سنگ بوده ، از حدود 6 تا 7 هزار سال پیش از هجرت آغاز شده است .

به نظر می رسد که مس اولین فلزی است که به طور خالص و طبیعی و جدا از مواد معدنی مورد استفاده بشر قرار گرفته است . با نگاهی به انواع سنگ های مس ، می بینیم که آنها کم و بیش از ظاهری فلزی با رنگ های الوان ، نظیر نیلی ، لاجوردی ، سبز ، طلایی و رخ برخوردار می باشند .

این امر می تواند یکی از علل عمده توجه بشر اولیه به ترکیبات حاوی مس باشد . از طرفی مس به صورت خالص در طبیعت یافت می شود و قابلیت شکل پذیری مناسبی دارد . برخی از پژوهشگران نیز معتقدند که اولین بار ذرات براق طلا که در کف رودخانه ها پراکنده بوده است ، توسط بشر شناسایی شدند .

مصریان و شاید هندیان بیش از سایر ملل در استخراج طلا از سنگ های آن توفیق داشته اند . در ایران نیز از دوره هخامنشی ، آثار متعددی از طلا و نقره خصوصا در کنار رود جیحون و در شهر همدان کشف شده است . با گذشت زمان ، قلع ، نقره ، سرب و آنیتموان ( سنگ سرمه ) نیز کشف شد .

فلزکاران با استفاده از آتش ، سرخ کردن و سپس ذوب فلزات ، آمیختن آنها را تجربه کرده ، به شناخت تجربی آلیاژها توفیق یافتند . از اختلاط قلع و مس ، مفرغ پدید آمده ، عصر مفرغ آغاز شد .

مفرغ از هنر زیبایی با مس ، طلا و نقره رقابت می کرد و سختی و دوامش از آنها بیشتر بود و نیازهای بشر را نیز برای ساخت ابزارهای مختلف تامین می کرد ، لذا بشرتا مدتها به فکر ساختن آلیاژ یا کشف فلز جدیدی نبود . ب

درستی معلوم نیست که انسان نخستین بار چگونه و از کجا سنگ آهن را کشف و ذوب نمود و فلز آهن را بدست آورد ، اما از شواهد امر پیداست که از 5000 سال پیش انسان های نخستین آهن را بکار می گرفتند و تقریبا در نصف این مدت ، آهن بعنوان وسیله ای زینتی و فلزی افسانه ای از توجه خاصی برخوردار بوده است .

مصریان قدیم به آهن ، با- ان- پتن یا فلز بهشتی می گفتند . به نظر می رسد که ابتدا شهاب های آسمانی که حاوی آهن و نیکل ( 15 -6 درصد نیکل ) بوده اند ، توسط انسان های نخستین بکار گرفته شده اند . اطلاق سنگ آسمانی و فلز ستارگان به آهن نیز موید همین است . آشوری ها ، بابلی ها ، کلدانی ها و عبری ها به علت گرانبها بودن آهن از آن در ساختن زیور آلات استفاده می کردند .

در عهد حمورابی (2700 سال پیش از هجرت ) بهای آهن هشت برابر نقره و معادل سه ربع بهای طلا بوده است . در ایران قدیم نیز در دوره هخامنشی به مرور مصالح آهنی جای مصالح مفرغی را گرفت ، بطوری که در اواخر این دوره ، اسلحه های آهنی جایگزین اسلحه های مفرغی شدند . پیشینیان ، سنگ معدن آهن را با زغال چوب مخلوط کرده ، مشتعل می نمودند .

در دوران باستان ، در ایران ، بین النهرین ، یونان و روم مجموعا هفت فلز شناخته و بکار برده شده اند ، که شامل مس ، طلا ( زر ) ، نقره ( سیم ) ، آهن ، سرب ( آبار ) ، قلع ( ارزیز ) و جیوه ( سیماب ) و پلاتین می باشند .

کاربرد محصول مورد بررسی در طرح توجیهی متالوژی پودر مس و روی

متالورژی پودر ( M/P ) یک روش بسیار پیشرفته برای تولید قطعات آهنی و غیرآهنی با قابلیت اعتماد بالاست .

در این تکنولوژی با مخلوط کردن پودرهای عناصر و یا آلیاژهای مختلف و سپس فشرده کردن آن ها در یک قالب بوسیله پرس ، شکل نهایی قطعه بدست می آید .

در مرحله بعد ، این قطعه خام در یک کوره مخصوص با اتمسفر کنترل شونده گرما داده می شود ( یا به اصطلاح سینتر می شود ) و به این ترتیب ذرات پودر به هم می چسبند .

از آنجا که در این فرآیند هیچ براده ای تولید نمی شود ، در قطعه نهایی بیش از 97 % مواد خام اولیه مورد استفاده قرار می گیرد و به همین خاطر در متالورژی پودر صرفه جویی زیادی در مصرف انرژی و مواد اولیه صورت می گیرد .

فرآیند متالورژی پودر یک فرآیند کم هزینه در تولید قطعات ساده و یا پیچیده در تعداد چندصدتایی تا چندهزارتایی در ساعت ( تاکید بر تیراژ بالا جهت توجیه دار بودن این صنعت ) با ابعادی با دقت بالاست .

در نتیجه در بدترین حالت ، یک فرآیند ماشین کاری جزئی بر روی قطعه مورد احتیاج است .

همچنین قطعات تولید شده ممکن است تحت عملیات سایزینگ ( Sizing )برای دقیق تر کردن ابعاد و کوینینگ ( Coining ) برای دقیق تر کردن ابعاد ، افزایش چگالی و استحکام قطعه قرار بگیرد .

بیشتر قطعات تولید شده بوسیله متالورژی پودر کمتر از 3/2 کیلوگرم ( 5 پوند ) وزن دارند ، اگرچه می توان قطعاتی با وزن 16 کیلوگرم ( 35 پوند ) را هم بوسیله ماشین آلات متعارف متالورژی پودر تولید کرد .

بسیاری از قطعات اولیه ای که بوسیله متالورژی پودر تولید می شدند ، مانند بوش ها و یاتاقان ها ، شکل های ساده ای داشتند ، اما امروزه به دلایل اقتصادی بیشتر قطعات چند سطحی و با کانتورهای پیچیده به کمک فرآیند متالورژی پودر تولید می شوند .

استاندارد های قابل توجه ، جهت اجرای طرح توجیهی متالوژی پودر مس و روی

با عنایت به اینکه متالورژی پودر روش و تکنولوژی خاصی برای تولید طیف گسترده ای از انواع قطعات می باشد ، طبیعتا نمی توان استاندارد خاصی را برای این فعالیت تولیدی و صنعتی تعیین کرد و عملا هیچگونه استاندارد ملی یا بین المللی برای این قطعات وجود ندارد .

در عوض این قطعات در صنایع گوناگون مانند صنعت خودرو ، لوازم خانگی ، ساخت ماشین آلات و تجهیزات صنعتی ، تحت مشخصات فنی ارائه شده از طرف صنعت گران و تولید کنندگان صورت می گیرد ، که به نوعی نیز می توانیم مشخصات فوق را به عنوان الزامات و استانداردهای مورد نیاز در تولید تلقی نماییم .

مشخصات فنی قطعات در قالب نقشه فنی ، برگ آنالیز مواد اولیه مصرفی و برگ مشخصات مکانیکی و متالوژیکی از طرف هر خودرو ساز تهیه و ارائه می گردد ، که رعایت تک تک آنها از طرف سازندگان امری اجتناب ناپذیر است . لازم به ذکر است که هر شرکت خودروساز استاندارد و الزامات فنی مخصوص به خود را دارا است .

کشور های عمده تولید کننده و مصرف کننده محصول مورد بررسی در طرح توجیهی متالوژی پودر مس و روی

ژاپن
آمریکا
چین
آلمان
کره جنوبی
فرانسه
برزیل
اسپانیا
کانادا
هندوستان

شرایط واردات و صادرات محصول مورد بررسی در طرح توجیهی متالوژی پودر مس و روی

همانطور که قبلا عنوان گردید ، قطعات تولید شده در این واحد به شیوه متالورژی پودر متنوع بوده و به عنوان قطعات واسطه ای صنعتی مورد استفاده قرار خواهند گرفت .

شماره تعرفه گمرکی قطعات خودرو براساس سهم تولید داخل آنها تعیین شده است و از آنجائی که قطعات مورد مطالعه در قسمت های مختلف خودرو دارای کاربرد هستند ، لذا نمی توان قطعه خاص را تعیین و شماره تعرفه دقیقی را برای آن عنوان کرد .

بر اساس آخرین اطلاعات منتشره از سوی وزارت بازرگانی ، در زمینه قطعات منفصله برای ساخت و مونتاژ خودرو ( D .K .C ) در هشت ماهه نخست سال 89 ، 186 هزار و 219 تن به ارزش یک میلیارد و 877 میلیون دلار با سهم 66/4 درصدی از ارزش کل واردات به کشور ، وارد کشورمان شده که نسبت به مدت مشابه سال 88 ، به میزان 52 درصد از نظر وزن و 50 درصد از نظر ارزش افزایش داشته است .

این میزان در هشت ماهه سال 88 ،121 هزار و 988 تن به ارزش یک میلیارد و 253 میلیون دلار و سهم 84/3 درصدی از ارزش کل واردات کشور بود .

طبیعتا درصد اندکی از آمار مذکور به قطعات ساخته شده به روش متالورژی پودراختصاص دارد ، که البته به صورت مشخص قابل تفکیک نمی باشد .

سه کشور فرانسه ، ژاپن و چین نیز کشورهای عمده تولیدکننده قطعات منفصله ( D .K .C ) وارداتی به کشورمان بوده اند ، که به ترتیب 27 ، 18 و 21 ٪ از نظروزن و 37 ، 24 و 10 ٪ از نظر ارزش کل واردات D .K .C به ایران سهم داشته اند .

اهمیت استراتژیک محصول مورد بررسی در طرح توجیهی متالوژی پودر مس و روی

بر اساس تعاریف علمی مطرح در مهندسی ساخت و تولید فرایند متالورژی پودر ، روشی برای ساخت و تولید قطعات فلزی و سرامیکی است که اساس آن بر فشردن مواد پودری به شکل موردن ظروزینتر آنهاست .

جاذبه های گسترده این فرایند و محصولات تولیدی توسط آن ، منجر به استفاده روزافزون از این روش تولیدی در ساخت قطعات مهندسی بویژه در صنعت خودرو و صنایع ساخت ماشین آلات و تجهیزات شده است .

به عنوان یک نمونه از ده ها نمونه قطعات تولیدی به این روش می توان به قطعه رینگ حسگر ترمز ABS به روش ماشین کاری و متالورژی پودر ، اشاره نمود .

با توجه به مزایای استفاده از روش PMنظیر کاهش زمان تولید ، کاهش ضایعات و قیمت مناسب قطعه رینگ حسگر ترمز ABSبا این روش ، تولید شده و مورد بررسی قرار گرفته است .

تغییرات چگالی به عنوان عامل اثرگذار برکارایی قطعه ، در این تحقیق مورد بررسی قرار گرفته است . بر اساس نتایج حاصله ، با افزایش فشار پرس از میزان تخلل ها کاسته و بر میزان چگالی قطعه افزوده می شود .

با توجه به کاربرد گسترده قطعات تولید شده به روش متالورژی پودر در صنایع مانند صنایع خودروسازی ، لوازم خانگی و صنایع ماشین سازی ) بررسی خواص مکانیکی و عوامل تأثیرگذار بر این خواص ، لازم و ضروری به نظر می رسد .

ریز ساختار این مواد ، نسبتاً پیچیده بوده و از دو جزء اصلی تخلخل ها و زمینه تشکیل شده است . تمامی عوامل تأثیرگذار بر این دو عامل ، بر خواص مکانیکی نیز مؤثر هستند .

تخلخل ها در قطعات متالورژی پودر ، به عنوان مراکز ایجاد تمرکز تنش ، تأثیری بسزا در خواص مکانیکی قطعه نهایی داشته و عملاً مشخصه های اصلی ریز ساختاری این گونه مواد ، توسط عوامل وابسته به تخلخل های داخلی ، سنجیده می شود .

استحکام قطعات تولیدی با این روش ، ناشی از وجود تخلخل های داخلی است ، که با این وجود بنا به دلایلی نظیر افزایش دقت ابعادی ، کاهش هزینه ماشین کاری ، مقدار مواد اولیه مصرفی کمتر ، توانایی تکرار تولید بهتر ، کاهش وزن ، احاطه کامل بر آنالیز مواد و منحصر بودن تولید بعضی از قطعات با این روش ، توسعه آن طی سال های اخیر در ژاپن ، آمریکا و اروپا رو به فزونی است .

فرایند اجرای طرح توجیهی متالوژی پودر مس و روی

با گذشت زمان ، کشف روش های جدید استخراج و تصفیه فلزات ، شناسایی مشخصات ساختاری و فیزیکی مواد و فنون جدید شکل دادن و کاربر روی فلزات ، صنعت متالورژی به عنوان شاخه ای از علم جایگاهی مستقل یافت .

امروزه علم متالورژی را به دو بخش کلی شامل متالورژی استخراجی و متالورژی صنعتی تقسیم می کنند ، که این دو بخش ، اخیرا در دانشگاه ها نیز به عنوان گرایش های رشته مهندسی متالورژی انتخاب شده اند . متالورژی استخراجی و شیمیایی ، شامل جداکردن فلزات از سنگ معدن و تصفیه آنها ( تولید فلزات ) ، شناخت انواع کوره ها ، سوخت ها و فعل و انفعالات شیمیایی می باشد .

این گرایش ، انواع متعددی از روش ها را دربرمی گیرد ، که از جمله می توان به کانه آرایی ، پرعیار کردن مواد معدنی ، تشویه ، ذوب کردن ، تصفیه فلز مذاب و تولید شمش اشاره نمود . متالورژی صنعتی ، شامل کار بر روی فلزات و مواد و تهیه محصول نهایی می باشد .

در این گرایش همچنین خواص و مشخصات فیزیکی ، ساختاری و مکانیکی مواد نیز بررسی می شوند . منظور از کار کردن روی فلزات ، روش های مختلف تولید مصنوعات فلزی است ، که مهمترین شیوه های تولید عبارتند از : متالورژی پودر ، شکل دادن ، جوشکاری و ماشینکاری . انتخاب نوع روش تولید عمدتا به مسائل اقتصادی ، خواص فلزات ، زمان تولید ، اندازه ، شکل و تعداد قطعات مورد نیاز بستگی دارد .

به عنوان مثال ، فلزاتی که خاصیت پلاستیک کمی دارند ، یا قطعاتی که دارای اشکال پیچیده هستند ، به روش ریخته گری شکل داده می شوند . به منظور آگاهی بیشتر از نحوه انتخاب روش تولید و شناخت مسائل فوق ، روش های تولید مذکور به اختصار تشریح می گردند

ریخته گری عبارت است از ، شکل دادن فلزات و آلیاژها از طریق ذوب ، ریختن مذاب در محفظه ای به نام قالب ، سرد کردن و انجماد آن مطابق شکل محفظه قالب می باشد . این روش ، قدیمی ترین فرآیند شناخته شده برای بدست آوردن شکل مطلوب فلزات است . اولین کوره های ریخته گری خاک رس ساخته شده است ، که لایه هایی از مس و چوب به تناوب در آن چیده می شد و برای هوا دادن از دم ( فوتک ) بزرگی استفاده می کردند .

بسیاری از قالب های اولیه نیز از خاک رس خاک نسوز ، ماسه و سنگ تهیه می شد . شواهدی در دست است که چینی ها در حدود 700 سال قبل از میلاد به ریخته گری آهن مبادرت ورزیدند . ولی یافتن قطعات ریخته شده از خرابه های شهر حسنلو درآذربایجان شرقینشان دهنده توسعه این فن در سال 900 قبل ازمیلاد در ایران بوده است .

ریخته گری هم علم است و هم فن ، هم هنر است و هم صنعت . به میزانی که ریخته گری از حیث علمی پیشرفت می کند ، ولی در عمل هنوز تجربه ، سلیقه و هنر قالبساز و ریخته گر است ، که تضمین کننده تهیه قطعه ای سالم و بدون عیب می باشد . این فن از اساسی ترین روش های تولید است ، زیرا حدود 50 درصد وزنی کل قطعات ماشین آلات به این طریقه ساخته می شوند .

برای ریخته گری ، از فولاد و چدن ها ( فلزات آهنی) ، برنزها ، برنج ها ، آلیاژهای آلومینیم و منیزیم و آلیاژهای منیزیم و روی ( فلزات غیر آهنی ) به عنوان مهمترین فلزات ریخته گری استفاده می شود . معمولا روش های ریخته گری را به نام ماده سازنده قالب اسم گذاری می کنند ، مانند ریخته گری در ماسه که جنس قالب آن ، ماسه است .

مهمترین روش های ریخته گری عبارتند از : ریخته گری در قالب های موقت شامل ریخته گری در ماسه و در قالب های پوسته ای ، ریخته گری در قالب های دائمی ، شامل ریخته گری در قالب های فلزی به روش گریز از مرکز . شکل دادن در فرآیند شکل دادن ، روش های مختلفی برای تهیه محصول به صورت شکل نهایی بکار برده می شوند .

این روش ها شامل نورد ، آهنگری ، اکستروژن ، کشیدن ، پرسکاری ، چرخشی ، چرخشی برشی ، انفجاری ، الکترومغناطیسی ، الکتروهیدرولیکی وغیره می باشند ، که برخی از مهمترین این روش ها در زیر بررسی می گردند .

نورد کاری ( غلتک کاری ) قسمت اعظم فولادی که در کارخانه های فولادسازی به صورت شمش تهیه می گردد ، توسط دستگاه های نورد به ورق ، تیرآهن ، تسمه های فولادی ، ریل ، انواع پروفیل ، لوله و سیم تبدیل می شود . دستگاه نورد بطور ساده و ابتدایی از دو غلتک استوان های که روی هم قرار گرفته اند ، تشکیل شده است .

استوانه های مذکور بوسیله موتورها در جهت عکس یکدیگر حرکت دورانی نموده ، بدین ترتیب اگر شمش بین آنها هدایت گردد ، استوانه ها آن را گرفته و از شکاف بین خود عبور می دهند . در اثر این عمل ، جسم پهن و طویل می شود . با انجام این عمل به دفعات و نزدیکتر کردن استوانه ها به یکدیگر ، سیم پهن تر ، نازکتر و طویل ترخواهد شد .

محصولات نورد شامل میلگرد ، میل چهار و گوش ، تسمه باریک ، تیرآهن ، ناودانی ، ریل ، ورق و صفحه های فولادی با ضخامت های متفاوت ، لوله های بدون درز و با درز و با مقاطع دایره ای ، بیضی و چندضلعی می باشند . آهنگری ( پتک کاری ) عملیات آهنگری توسط ضربه چکش یا دستگاه پرس انجام می پذیرد .

این روش ، شامل کار بر روی فلز توسط چکش کاری یا پرسکاری تا حصول شکل نهایی با قالب یا بدون قالب است . چکش کاری به دو روش دستی و ماشینی قابل انجام است ، که امروزه اکثرا چکش های ماشینی بکار گرفته می شوند .

این چکش ها با بخار یا هوای فشرده کار می کنند و با اعمال ضربه های سنگین ، چکش کاری قطعات را انجام می دهند .

برای ساخت قطعاتی چون محور کشتی ها ، میل لنگ ها ، لوله های توپ ، دیگ های بخار و غیره توسط پرسکاری تهیه می گردند . امروزه برای خم کردن و شکل دادن ورق در صنایع کشتی سازی و ماشین سازی نیز از پرس استفاده می شود .

اکستروژن ( حدیده کاری ) اکستروژن ، فرآیندی است که بوسیله آن می توان قطعات و اشکالی را تولید نمود ، که تقریبا با هر روش ساخت دیگری غیر ممکن می باشد .

در این روش ، فلز را تحت تاثیر نیروی زیاد وارد قالبی نموده ، به شکل مورد نظر ( نظیر لوله ، سیم و مقاطع مخصوص ) بیرون می آورند . آلومینیوم ، سرب ، روی ، قلع و برخی از فولادها از جمله موادی هستند ، که تحت فرآیند اکستروژن قرار می گیرند .

کشیدن ، عبارت است از امتداد دادن و کشیدن ورق برای تولید اشکال با سطوح مختلف . دراین روش ، ورق فلزی حداقل در یک جهت فشرده می شود .

این فرآیند می تواند بهصورت کشیدن قطعه از درون قالب ( بر خلاف روش اکستروژن ) انجام پذیرد وقطعاتی نظیر لوله های بدون درز ، قطعات سقف اتومبیل ، پوکه های فشنگ ، ظروف حلبی و ماهیتابه ها به این روش تهیه می شوند .