پودر آهن

پودر آهن از عنصر آهن تشکیل می شود به طور کلی آهن یک فلز سفید، درخشان و براق است که خاصیت نرمی داشته و برای انواع کاربردها مورد استفاده قرار می‌گیرد. این فلز بسیار واکنش پذیر بوده و در تماس با هوای مرطوب خیلی سریع پوششی از اکسید هیدراته روی سطح آن ایجاد می‌شود.آهن فراوان‌ترین عنصر روی کره زمین است. لازم به ذکر است که بیشتر هسته بیرونی و داخلی زمین از این عنصر تشکیل شده است. آهن یک عنصر شیمیایی با نماد Fe و عدد اتمی 26 بوده و همانند عناصر دیگر گروه 8 (روتنیم و اسسم) دارای طیف گسترده اعداد اکسایش از -2 تا +7 که شایع ترین آن +2 و +3 است، را دارا می‌باشد.

پودر آهن چیست؟

آهن خالص بسته به دما می‌تواند به سه شکل آهن آلفا، گاما و دلتا موجود باشد. آهن آلفا نوعی فرم چند شکلی از آهن است که در زیر ۹۰۶ درجه سانتی گراد پایدار می‌ماند. این شبکه فلزی  دارای یک شبکه مکعب متمرکز بوده و تا 768 درجه سانتی‌گراد مغناطیسی می‌باشد. آهن گاما نیز نوعی فرم چند شکلی از فلز آهن است که در دمای 906 تا 1403 درجه سانتی گراد پایدار است. این شبکه دارای یک شبکه مکعب متقارن و غیر مغناطیسی بوده دامنه پایداری این شکل از آهن با حضور کربن، منگنز و نیکل کاهش می‌یابد. بعلاوه آهن دلتا آلوتروپی از آهن است که تا دمای 1403 درجه سانتی گراد پایدار می‌باشد، ساختار شبکه ای آن نیز به مانند آهن آلفا است . دمای ذوب این فلز در حدود 1538 درجه سانتی‌گراد، دمای جوش آن نیز2862 درجه سانتی‌گراد بوده و همچنین دارای چگالی 7.874 گرم بر سانتی متر مکعب می‌باشد.

محصولات پودر آهن بر اساس خلوص، روش تولید، اندازه دانه و چگالی طبقه‌بندی و تولید می‌شوند. در قسمت زیر برخی از پرمصرف‌ترین همراه با کاربردهای پودر آهن ذکر شده است.

تاریخچه کشف آهن

توسعه تمدن ارتباط نزدیکی با کشف فلزات دارد. اولین فلزات شناخته شده توسط انسان ماقبل تاریخ در حالت طبیعی، نرم و انعطاف پذیر بوده و می‌توانستند به اشکال مختلف شکل بگیرند. فلزاتی که مانند آهن نقطه ذوب بالایی دارند در حدود 7000 سال قبل از اینکه کوره‌هایی با قابلیت رسیدن به دمای نزدیک به نقطه ذوب در دسترس باشند، کشف شدند. این بدان معناست که اجسام تولید از آهن با استفاده از متالورژی پودر ساخته شده‌اند. روش کار بدین گونه بود که آهن اکسید شده در گرمای آتش زغال سنگ، ذوب می‌نمودند و پس از آن، آهن متخلخل حاصله به شکل مورد نظر چکش می‌شد. این روش 1600 سال پیش مورد استفاده قرار گرفت و با این رویکرد مجسمه‌ها و ستون‌هایی با وزن بیش از 6 تن مانند ستون دهلی ساخته شد.

انواع پودر آهن

پودر آهن بر اساس انواع به دسته بندیهای مختلف تقسیم گشته. در ادامه با مجموعه هوبارت شیمی همراه باشید تا با انواع آنها بر اساس ویژگی هایشان اشنا شویم.

IRON325

این ماده یک پودر آهن بسیار ریز با استحکام بالا است که به طور خاص برای کاربردهای متفاوت که اصولا نیاز به چگالی کم یا متوسط دارند، به کار می‌رود. از این ماده در ریخته گری رزین و رنگ‌های مغناطیسی صاف و جوهرهای چاپی به وفور استفاده می‌شود. اندازه مش این پودر آهن در حدود 325 می‌باشد.

پودر آهن مدل IRON325ZV

این شکل از پودر آهن بسیار ریز بوده و همچنین دارای چگالی بالا می‌باشد. این ماده اتمیزه شده برای تماس با مواد غذایی، لوازم آرایشی و ریخته گری سرد مناسب است. بعلاوه برای کاربردهایی که نیاز به چگالی متوسط تا بالا دارند مانند ریخته‌گری رزین، رنگ‌های مغناطیسی سنگین و قوی و جوهرهای چاپ بسیار مناسب است. اندازه ذرات این نوع از پودر متوسط بوده بعلاوه در مش 325 قابل تولید است.

IRON195SP

این نوع از پودر آهن به شکل توری بوده با مش 325 و همچنین با نهایت خلوص تولید می‌شود. این محصول اتمیزه شده برای کاربردهای مرتبط با مواد غذایی و آرایشی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

پودر آهن S145C

این ماده یک پودر سیاه بوده و به صورت وارداتی از چین با مش 100 ارائه می‌گردد. چگالی این محصول بالا بوده و همچنین توسط آهنربا به سرعت جذب می‌شود. این ماده ممکن است در ترکیبات جرقه و محصولات آتش بازی استفاده شود.

IRON100

IRON100 یک پودر آهن کاهش یافته با مقاومت بالا و مش 100 است که به طور خاص برای کاربردهایی با چگالی کم تا متوسط، از جمله ریخته گری رزین و رنگ‌های مغناطیسی خشن استفاده می‌گردد.

FE100.29

پودر آهن اتمیزه شده با آب، دارای خلوص بالا، ذرات نامنظم و چگالی بالایی می‌باشد. تراکم‌پذیری بالای FE100.29 آن را به گزینه‌‍‌ای عالی برای ساخت قطعات آهن خالص یا آلیاژ آهن با استحکام کششی بالا و همچنین مقاومت فشاری بالا تبدیل می‌‍‌‌‌‌‌کند. کاربرد این فلز در متالورژی پودر برای تولید قطعات ماشین آلات با استحکام بالا است. لازم به ذکر است که این نوع از پودرآهن با مش 100 تولید می‌گردد.

S1001

این ماده یک پودر فولادی اتمیزه شده با آب بوده که به طور خاص برای استفاده از پودرهای متالورژی با چگالی بالا طراحی شده است. علاوه بر متالورژی پودر، S1001 در تولید خمیرهای لحیم کاری، خاک رس فلزی، رنگ‌های مغناطیسی و ریخته گری رزین کاربرد دارد.

پودر اهن S100

پودر سیاه آهن S100 در آتش نشانی، بتن، افزودنی خاک، واکنش های شیمیایی (تولید سولفات آهن، کلرید آهن، …)، الکترومغناطیس (به عنوان براده های آهن) استفاده می شود و اندازه مش این نوع از پودر آهن 100 می‌باشد.

 S70

این نوع از پودر سیاه آهن عملکردها و کاربردهایی مشابه پودر سیاه آهن S100 را دارد. تنها تفاوت این دو در اندازه مش بوده که در S70 در حدود 70 می‌باشد.(توجه: S70 درشت تر از S100 است)

IRON12

IRON12 یک پودر آهن اسفنجی درشت است که از سنگ آهن با خلوص بالا ساخته شده است. این محصول برای کاربردهای اصطکاک و همچنین کاربردهای شیمیایی و فیلتراسیون استفاده می‌گردد.

پودر اهن S3001

پودر آهن با ذرات درشت و همچنین خلوص بالا، قابل استفاده برای جوشکاری و آلیاژاست. این محصول به عنوان یک فلز پرکننده به طور قابل توجهی سرعت و نرخ بهره‌وری محصول تولید شده را بهبود می‌بخشد.

روش های ساخت پودر آهن

برای انجام عملیات پودر کردن فلزات، از جمله فلز آهن روش‌های مختلفی وجود دارد که در قسمت زیر به طور مختصر در مورد هر یک از این روش ها توضیح می‌دهیم.

 تولید پودر آهن به روش کاهش حالت جامد

در این روش، برای تولید پودر آهن ابتدا سنگ معدن فلز را خرد کرده و سپس با ماده دیگری که معمولاً کربن است ترکیب می‌‍‌‌کنند. هنگامی که ترکیب کامل شد، آن را در یک کوره قرار داده تا واکنش به وجود آید، که اصولا این واکنش، سبب کاهش سطح اکسیژن و کربن در پودر  آهن می‌گردد.

کاهش کربن و اکسیژن سبب به وجود آمدن شکل اسفنجی در این روش می‌شود. سپس فلز اسفنجی شکل، خرد و الک شده و مواد غیر فلزی از بین می‌رود. ذرات نهایی در این فرایند، باز به همان شکل اسفنجی بوده، و این باعث فشردگی آن‌ها در ساخت محصولات می‌شود.

احیای حالت جامد یک فرآیند قدیمی است، اما می‌تواند تا 3 روز به کوره نیاز داشته باشد تا سنگ آهن به طور کامل تبدیل به آهن شود. برای به دست آوردن پودر آهن با کیفیت به سنگ معدنی با خلوص نسبتاً بالا نیاز می‌باشد.

روش اتمیزه کردن

فرآیند اتمیزه کردن با استفاده از ضایعات فلزی می‌باشد که ابتدا آن را ذوب کرده سپس بر روی مواد مذاب حاصل شده، جت های گاز یا آب ریخته که باعث متلاشی شدن فلز می‌گردد. هدف در این روش قطعه قطعه کردن یا اتمیزه کردن فلز به ذره‌های کوچک برای تولید پودر آهن است. اتمیزه کردن برای ایجاد پودرهای فلزی کاملاً مؤثر است و بر روی انواع فلزات ذوب شده قابل استفاده می‌باشد.

تولید پودر آهن به روش الکترولیز

فرآیند الکترولیز برای موثر بودن نیاز به شرایط خاصی از جمله: ترکیب، غلظت الکترولیت، تراکم و درجه حرارت دارد. روش الکترولیز می‌تواند پودرهای فلزی بسیار ریز و خاصی را تولید کند. این روش نسبت به روش‌های دیگر برای ساخت پودر فلز آهن از لحاظ قیمت گران‌تر است، برای همین از این روش برای فلزاتی که ارزش بالایی دارند، اجرا می‌شود.

روش شیمیایی

این فرآیند به دو شیوه تجزیه حرارتی و کاهش اکسید تقسیم می‌گردد. این فرایند پودرهای فلزی، با کیفیت بسیار خالص را تولید می‌نمایند . به عنوان مثال، تجزیه حرارتی بیشتر برای پردازش کربونیل ها استفاده می‌شود، در حالی که در روش کاهش اکسید، پودرهایی ساخته می‌شود که خلوص بالایی داشته واندازه ذرات آن به شکل باریک و دراز می‌باشند. این فرایند نیز به مانند دیگر روش‌های شیمیایی دارای واکنش‌های متفاوتی بوده که در تولید محصول باید با دقت بالایی به اجرا درآید تا محصول نهایی پودر آهن به شکل مورد نظر تولید گردد.

روش اتمیزاسیون گریز از مرکز

روش دیگر برای اتمیزه کردن فلز مذاب وتولید پودر آهن استفاده از سانتریفیوژ است. این دستگاه شامل یک ظرف سوراخ‌دار بوده و فلز مایع را به ذراتی با اندازه‌های مخصوص جدا می‌نماید. سرعت دستگاه بسته به نتایج مورد نظر قابل تغییر است و با استفاده از مانیتور و دکمه‌های مخصوص می‌توان اندازه مورد نظر را ایجاد نمود.

مراحل توسعه متالورژی پودر

در دنیای باستان، متالورژی غیرآهنی و آهنی از خاورمیانه سرچشمه گرفت و سپس به تدریج به کشورهای اروپایی و آسیا (از قرن یک یا دوم قبل از میلاد) گسترش یافت. در مقبره‌های فراعنه مصر که قدمت آن به قرن سوم قبل از میلاد می‌رسد، انواعی از سلاح‌ها و حرزهای فلزی با تزئینات طلای پودری یافت می‌شود. مبانی علمی متالورژی پودر، اولین بار توسط میخائیل لومونوسوف در اواسط قرن شانزدهم مورد بررسی و مطالعه قرار گرفت.

بنیانگذار متالورژی پودر مدرن، دانشمند روسی پیتر جی سوبولفسکی است که در سال 1827 روش جدیدی برای ساخت جواهرات و سایر اقلام از پودر پلاتین ارائه کرد. این دانشمند در یک آزمایشگاه باز، روشی را برای ساخت اجسام پلاتین از پودر کلروپلاتینات آمونیوم و پرس گرم همراه با طرح استوانه‌ای خاص ایجاد نمود.

تا اوایل قرن بیستم، فناوری‌های متالورژی پودر به‌طور پراکنده مورد استفاده قرار می‌گرفت. اما با توسعه الکترونیک، استفاده از این متد افزایش یافت. در آغاز قرن بیستم، یک لامپ رشته‌ای با استفاده از سیم تنگستن، توسط متالورژی پودر ساخته شد. از اواسط قرن بیستم، تعداد محصولات تولید شده با استفاده از این فناوری سالانه چندین هزار تن افزایش یافت. امروزه حدود 750-900 هزار تن در سراسر جهان از این روش برای ساخت انواع مصولات متفاوت بهره می‌برند.

قیمت پودر آهن

هوبارت شیمی یکی از بزرگترین تولید کننده انواع محصولات شیمیایی چون پودر مس، برنز و انواع اسید ها در سطح خاورمیانه محصوب می گردد که توانسته با یاری خداوند یکی ازبزرگترین تامین کنندگان بازار مصرف با بالاترین کیفیت و نازل ترین قیمت باشد. شما خریداران گرامی جهت اطلاع از قیمت انواع پودر آهن در حجم های مختلف می توانید از طریق راه های ارتباطی ما با ما مشاوران فروش ما در تماس باشید.