کاربرد پودر آهن و شمش در صنایع مختلف

پودر آهن (شمش آهن) در بسیاری از گریدها تولید می شود زیرا هر محصول تولید شده از پودر بر اساس خلوص ، چگالی ، دانه بندی و روش تولید طبقه بندی می شود. وقتی صحبت از فلز خالصی می شود که در فرآیندهای تولید مورد استفاده قرار می گیرد بیشتر مردم به دال یا تکه های فلز فکر می کنند که در محصولات نهایی کار و تولید می شوند.

با این وجود چندین فلز خالص به صورت پودر در می آیند. بنابراین از پودر آهن اتمیزه با آب با خلوص بالا را برای ساخت قطعات ماشین آلات که به اجزای قوی نیاز دارند یا پودر مقاومت سبز خوب برای رنگ های مغناطیسی یا جوهرهای چاپ استفاده فراوانی می شود.

کشف فلز آهن را می توان در تاریخ تکامل بشریت بسیار برجسته خواند. ما سود زیادی از این فلز کسب کرده ایم و بیشتر پیشرفت های صنعتی ارزشمند خود را مدیون آهن و فولاد هستیم. در حالی که از نظر مردم عادی آهن بیشتر یک ماده ساختمانی است ، اما در صنایع مختلف کاربردهای گوناگونی دارد.

بسیاری از صنایع از پودر آهن خالص که دانه بندی ریز تا نانو دارند ، استفاده می کنند. با توجه به خصوصیات فیزیکی ویژه ای که از چنین ذراتی به دست می آید ، این پودرها در کاربردهای مختلف شیمیایی به یک انتخاب بی رقیب تبدیل شده اند.

محصولات زینتر شده (sintering product):

استفاده از پودر آهن در تولید قطعات زینتر شده، امکانات جدیدی برای میزان تولید فراوان قطعات پیچیده و توجیه اقتصادی فراهم می کند . بیشتر تولیدات پودر آهن و فولاد جهانی در تولید قطعات زینتر استفاده می شود. قطعات زینتر شده بیشتر در صنعت خودروسازی کاربرد دارند.

لحیم کاری (Brazing Products):

برای تولید فیلترهای لحیم کاری از پودرهای آلیاژی آهن استفاده می شود.

محصولات اصطحکاکی ( Friction Products):

از این محصولات در سیتسم ترمز اتوموبیل، وسایل نقلیه تجاری، هواپیما، قطار، وسایل نقلیه جاده ای، موتورسیکلت و کاربردهای صنعتی دیگر استفاده می شود. به بیان دیگر، این مواد به عنوان بخشی از لنت ترمز به توقف خودروها در حین حرکت کمک می کند.

ترمز و کلاچ (Brakes and Clutches):

پودرهای ترمز و کلاچ تجهیزات الکترومغناطیسی هستند که نسبت به تنش های کم واکنش نشان می دهند. همچنین پودرهای ترمز به عنوان ترمز ذرات مغناطیسی، جایگزین مناسبی برای ترمزهای اصطحکاکی هستند و با محیط زیست سازگارند.

ساخت قطعات به روش پرینت سه بعدی (D Printing 3):

این روش یکی از روش های ساخت سریع قطعات به کمک لیزر است که شامل روش هایی مختلف مانند SLM , LMD است. در این روش ساخت بر پایه ذوب پودری که در یک بستر قرار دارد، انجام می شود.
این روش از روشهای نوین ساخت قطعات پیچیده به روش تکنولوژی های برتر است.

کاربرد در صنایع شیمیایی (chemicals):

از پودر آهن در تولید رنگ های مغناطیسی تا تولید نمک های آهن (نیترات، سولفات و …) استفاده می شود. پودر آهن در بازیافت مواد شیمیای نقش اساسی دارد و در کارخانجات فولاد و صنعت داروسازی استفاده می شود.

فیلتراسیون (Filtration):

باتوجه به شکل و اندازه ی دانه های ذرات آهن، پودر آهن می تواند شرایط را جهت فیلتراسیون فراهم کند. نوع پودر آهن و آلیاژ آن متناسب با صنعت مورد نظر انتخاب می شود.

پرینت (Printing):

حمل و نقل جوهرهای ساخته شده از پودر آهن به عنوان بخشی از فرآیندهای الکتروفوتوگرافیک در پرینترهای رنگی، سیاه و سفید و دستگاه های فتوکپی مورد استفاده قرار می گیرد. این محصولات عملکرد بهتری دارند و به محیط زیست آسیب نمی رسانند و از نظر اقتصادی مقرون به صرفه اند.

پوشش سطحی (Surface Coating):

پودرهای آهن در طیف وسیعی از پوشش های حرارتی مورد استفاده قرار می گیرد از قبیل: پودرهای جوشکاری برای پوشش قالب و صفحات در صنایع مختلف، محافظت از سطح برش پلاسما، روکش فلزی جهت محافظت از سطح در زمان لیزر و …

غنی سازی مواد غذایی (Iron Fortification):

غنی سازی مواد غذایی یکی از مهم ترین وظایف پودر آهن برای مبارزه با کم خونی و فقر آهن است. آهن یکی از افزودنی های چالش برانگیز به مواد غذایی است ترکیبات پودر آهن و شکل و اندازه ذرات از معیارهای مهم در انتخاب نوع آهن مورد استفاده است.

جوشکاری (Welding):

استفاده بهتر، ویژگی های جوشکاری بهتر و بهبود کیفیت فلز جوش داده شده از مزایای استفاده از پودر مناسب در جوشکاری زیر پودری و الکترودهای پوشش داده شده است. از پودر آهن برای ساخت الکترود جوشکاری استفاده می شود.

مصارف کشاورزی (Iron for Plants):

آهن یک ماده ی مغذی و ضروری برای گیاهان سبز است. آهن برای تولید کلروفیل مورد نیاز است و کمبود آن به عنوان اختلال گیاهی محسوب می شود. معمولا از همه ی انواع پودر آهن برای گیاهان می توان استفاده کرد ولی در مجموع میزان آهن پودر باید بالای 95% باشد.

رُس های فلزی (Metals clay):

از رُس های فلزی در تولید جواهرات و اشیاء زینتی استفاده می شود.

رنگ سازی (Dyes and Stains):

رنگ های آهنی جایگزین مناسبی برای رنگ دانه است به این دلیل که بر روی سطح نمی مانند و باعث یکنواختی رنگ می شود. وقتی از این رنگ ها بر روی چوب خشک استفاده می شود عمیقا به داخل چوب نفوذ کرده و باعث ایجاد اکسید می شود، این عمل باعث استفاده بهینه از چوب در شرایط سخت آب و هوایی می شود.

کاربرد های پودر آهن و شمش آهن در صنایع مختلف
سیستم های تصفیه آب

از پودر آهن در ساخت نمک های آهنی و فریک استفاده می شود که در تصفیه آب استفاده می شوند. برای این منظور از کلرید فریک ، کلرید آهن و اکسیدهای آهن مانند مگنتیت استفاده می شود که از پودر آهن تولید شده اند.

برش پودر فولاد

پودر آهن ، هنگامی که در مشعل اکسی استیلن استفاده می شود ، درجه حرارت شعله را افزایش می دهد و در نتیجه کارایی برش فولاد را افزایش می دهد. جدا از این ، سرباره تولید شده نیز رقیق می شود که در غیاب ذرات آهن در برابر حرارت مقاومت ایجاد می کند.

بسته بندی مواد غذایی

از کیسه های پودر آهن به دلیل کیفیت جذب اکسیژن در بسته های غذایی استفاده می شود. بدین منظور تولید کنندگان پودر آهن فوق العاده ریز و با خلوص بالا را ارائه می دهند که در صنایع غذایی مورد استفاده قرار می گیرد. پودر آهن همچنین در غنی سازی مواد غذایی و صنایع داروسازی برای تولید مکمل ها نیز استفاده می شود.

افزایش رسانایی

آهن رسانای خوب گرما است. از این رو اغلب در محصولات پلیمری با اهمیت صنعتی استفاده می شود. با تقویت پلیمر با مقدار مناسبی پودر آهن ، رسانایی گرمایی متناسب با کاربرد خاص افزایش می یابد.

افزایش وزن ماده

پودر آهن همچنین به عنوان ماده پرکننده یکنواخت برای افزایش وزن موادی مانند قالب پلاستیکی یا پلیمری برای کارهای خاص مهندسی استفاده می شود.

ساخت رنگ های مغناطیسی

در ساخت رنگ های مغناطیسی و تخته های مغناطیسی ، از پودرهای آهن به عنوان پوشش روی سطح استفاده می شود. برای ساخت چنین رنگ های مغناطیسی از پودر آهن فوق العاده ریز استفاده می شود.

کاتالیزورهای صنعتی

تولیدکنندگان پودر آهن برای صنایع شیمیایی پودرهای آهن خالص با عیار بالا ، در اندازه های مختلف را متناسب با کاربردهای کاتالیزوری در واکنش های صنعتی ارائه می دهند.

حذف ناخالصی گوگرد از سوخت های گازی

از پودر آهن برای تصفیه سوخت های گازی ، به ویژه حذف گوگرد که به راحتی با کاربرد آهن اکسید می شود، استفاده می شود.

تزریق به قطعات قالب گیری شده و اکسترود شده

با تزریق پودر آهن به عنوان ماده پرکننده یکنواخت ، اجزای ساخته شده و اکسترود شده با انعطاف پذیری بالا در صنایع پلیمر ساخته می شوند. وجود پودر آهن باعث می شود که این ماده برای کاربردهای مختلف بسیار سخت و محکم باشد. به این ترتیب ، خصوصیات دوگانه پلیمر و آهن حاصل می شود.

مواد و محصولات اصطکاکی

برخی از محصولات مانند وسایل نقلیه ، قطارها و هواپیماها برای کاهش سرعت از اصطکاک از آهن استفاده می کنند. پودر آهن معمولاً در لنت ترمز ، پوشش ترمز درام و سایر کاربردها مورد استفاده قرار می گیرد تا اصطکاک لازم را ایجاد کند. پودر آهن مورد استفاده به عنوان پرکننده با اتلاف گرمای تولید شده می تواند به افزایش عملکرد و دوام این محصولات کمک کند.

قطعات پخته شده

پودر آهن را می توان در مواد اصلی قرار داد تا قطعات ، محصولات و اجزای متخلخل ایجاد شود. قطعات پخته شده که مواد اصلی آنها فلزات پودری هستند از فشار و گرمای زیادی عبور می کنند و یک محصول جامد را ایجاد می کنند. این ترکیبات را در بسیاری از اجزای متخلخل در ماشین های الکتریکی بزرگ ، اجزای خودرو و ابزارهای برقی پیدا خواهید کرد.

کامپوزیت های مغناطیسی نرم

از پودر آهن می توان در ترکیب کامپوزیت های مغناطیسی نرم نیز استفاده کرد. این کامپوزیت ها تحت عملیات حرارتی و فشرده شده قرار می گیرند تا زمانی که از خواص مغناطیسی ۳ بعدی برخوردار شوند. این ترکیبات سپس به اجزای ایزوتروپیک تبدیل می شوند و به اشکال پیچیده در می آیند. این کامپوزیت های مغناطیسی نرم اغلب در کاربردهای الکترومغناطیسی مورد استفاده قرار می گیرند.

لحیم کاری و جوشکاری

هنگام اتصال قطعات از طریق تکنیک های لحیم کاری به یکدیگر ، از پودر آهن برای ایجاد درزهای محکم بین اجزا استفاده می شود. پودر آهن به دلیل تحمل درجه حرارت بالا ، به صورت مایع ذوب شده و فضای بین دو قسمتی که قرار است به یکدیگر متصل شوند را پر می کند. برای کاربردهای جوشکاری ، پودر آهن را می توان در سیم های هسته دار یا به عنوان بخشی از ماده پوششی اضافه شده به الکترودهای جوش داده شده با روکش یافت.

پوشش سطح حرارتی

به دلیل خواص حرارتی آهن ، پودر آهن به عنوان پوشش سطحی برای قطعاتی که دمای زیادی را تجربه خواهند کرد ، مورد استفاده قرار می گیرد. این پوشش می تواند باعث افزایش طول عمر و مقاومت اجزایی شود که در هنگام کار دچار خوردگی و سایش زیاد می شوند. پوشش سطح حرارتی می تواند عملکرد قطعه یا مونتاژ را افزایش دهد.

صنایع چاپ

پودر آهن را می توان در برنامه های چاپی مانند دستگاه های کپی ، چاپگرهای رنگی و چاپگرهای سیاه و سفید که از کارتریج های تونر استفاده می کنند نیز یافت کرد. هسته های حامل دارای پودرهای آهن هستند زیرا این هسته ها قبل از انتقال تونر به گیرنده نوری ، برای حمل و نقل تونر با شارژ آن استفاده می شود.