Was sind pulvermetallurgische Produkte?

Pulvermetallurgieprodukte sind Sinterteile, die im pulvermetallurgischen Verfahren mit einer gewissen Maßgenauigkeit hergestellt werden und Zug-, Druck-, Verformungs- und anderen Belastungen standhalten oder unter Reibungs- und Verschleißbedingungen arbeiten können, auch als Sinterteile bekannt.

Methoden: Die gebildeten und anschließendSinterteilewurden bei Raumtemperatur in einer einachsigen starren Matrize gepresst.

Anwendung: Pulvermetallurgische Teile werden hauptsächlich in der Automobilindustrie verwendet und haben in Zukunft bessere Anwendungsmöglichkeiten.

Die Vorteile pulvermetallurgischer Teile

• Wenn die Teile unregelmäßige Formen, Vorsprünge oder Vertiefungen sowie verschiedene speziell geformte Löcher aufweisen, ist die Pulvermetallurgie einfach herzustellen, und es ist kein oder nur ein geringer zusätzlicher Schneideaufwand erforderlich. Dies ist offensichtlich wirtschaftlich.

• Bei der Herstellung mechanischer Teile im Pulvermetallurgieverfahren kann der Materialausnutzungsgrad über 99,5 % erreichen.

• Da die Teile im Pulvermetallurgieverfahren mithilfe von Formen hergestellt werden, ist die Konsistenz der Kontur, Form und Größe der Teile sehr gut, und da es in allen Aspekten der mechanischen Verarbeitung viele Variablen gibt, ist es schwierig, die Konsistenz aufrechtzuerhalten.

• Durch das pulvermetallurgische Verfahren können mehrere Teile in den Herstellungsprozess integriert werden, wodurch spätere Verarbeitungs- und Montagekosten eingespart werden können.

• Die Materialdichte der Pulverstrukturteile ist steuerbar, weist eine bestimmte Menge verbundener Poren auf und ist im Allgemeinen mit 5–20 % Schmieröl getränkt, um ein gewisses Maß an Selbstschmierung zu gewährleisten und dadurch die Verschleißfestigkeit zu verbessern.

• Um die Entnahme der Teile aus der Matrize nach der Formgebung zu erleichtern, wird bei der pulvermetallurgischen Fertigung die Arbeitsfläche der Matrize hochglanzpoliert, sodass die Teile eine amplitudenmodulierte Oberfläche aufweisen. Darüber hinaus können pulvermetallurgische Strukturteile wie mechanische Teile auch galvanisiert, beschichtet, wärmebehandelt und weiteren Nachbehandlungen unterzogen werden.

Nachteile: Aufgrund der vorhandenen Restporen sind die Duktilität und die Schlagzähigkeit geringer als bei Gussteilen gleicher chemischer Zusammensetzung, was den Anwendungsbereich einschränkt.

Pulvermetallurgieteile

Leitfaden zur Pulvermetallkonstruktion

Das pulvermetallurgische Verfahren kann Teile in einer großen Bandbreite an Größen und Formen herstellen und die maximale Größe der herstellbaren Teile hängt von der verfügbaren Presskapazität ab.

Die einfachste Form, die sich im Pulvermetallurgieverfahren herstellen lässt, ist diejenige mit gleicher Größe in Pressrichtung. Teile mit Löchern in Pressrichtung werden üblicherweise mit Dornen geformt. Passfedern und Keilnuten in Pressrichtung lassen sich leicht pressen. Formmerkmale wie Nuten, Löcher, Kegel, konkave Winkel und Gewinde, die schräg zur Pressrichtung verlaufen, lassen sich im Pulvermetallurgieverfahren hingegen nicht pressen. Mit einer komplexeren Formstruktur lassen sich jedoch komplexere Formteile herstellen. Dies ist mit Mehrkosten verbunden.

Getriebe, Ratschen und Nocken

Zahnräder, Sperrklinken und Nocken eignen sich besonders gut für die Herstellung mittels pulvermetallurgischer Verfahren.

Vorteile der pulvermetallurgischen Herstellung:

① Die Maßgenauigkeit von Zahnrädern in der Massenproduktion ist gleichmäßig.

2. Da die Materialorganisation eine gewisse Porosität aufweist, trägt sie dazu bei, dass das Zahnrad reibungslos läuft und selbstschmierend ist.

3. Es können pulvermetallurgische Zahnräder mit totem Winkel hergestellt werden.

Das Zahnrad und andere Formteile können durch ein pulvermetallurgisches Verfahren integriert werden.

⑤ Kann Zahnräder in verschiedenen Formen herstellen.

⑥ Einfache Produktion und niedrige Kosten.

Pulvermetallurgietoleranzen

Die Größenschwankungen zwischen pulvermetallurgischen Teilen werden hauptsächlich durch die Änderung des Pressdrucks verursacht.

Bei gleichem Pressdruck ist die elastische Längsauslenkung des Matrizenstempels größer als die elastische Ausdehnung der Negativmatrize, daher ist die Maßtoleranz in Pressrichtung größer als in vertikaler Pressrichtung.

Mechanische Zusammenhänge:

△ der Stempel / △ die Matrize = 3L/D

D stellt die durchschnittliche radiale Größe der Kavität des Negativmodells dar.

L stellt die Gesamtlänge des Matrizenstempels dar.

Wie können Maßtoleranzen reduziert werden?

Die Maßtoleranz des Teils kann durch die Endbearbeitung verbessert werden. Dabei wird das gesinterte Teil in die Negativform gelegt und mit der Matrizenstanze gepresst, d. h. es wird erneut in die Endbearbeitungsform gepresst. Der Hauptzweck der Endbearbeitung besteht darin, die durch das Sintern verursachten Verzerrungen zu korrigieren.

Bearbeitungvon pulvermetallurgischen Teilen

Der Hauptzweck der Verwendung pulvermetallurgischer Teile besteht darin, weniger Schnitte zu erzeugen, keine spanende Bearbeitung zu erfordern, Energie und Material zu sparen und die Produktionskosten der Teile zu senken. Pulvermetallurgische Teile sind nicht so leicht zu schneiden wie entsprechende konventionelle Metallteile. Aufgrund der intermittierenden Schneidwirkung, die durch die Poren in der Materialstruktur verursacht wird, ist die Werkzeugstandzeit kurz und die Oberflächenrauheit des Teils gering.

Standard zur Bestimmung der Zerspanbarkeit in der Pulvermetallurgie: Die Zerspanbarkeit wird durch Messung der Anzahl der bohrbaren Löcher bestimmt. Der Wert für 1045er Stahl ist mit 100 angegeben, und die Zerspanbarkeitsbewertung kann mit der folgenden Formel bestimmt werden:

Bearbeitbarkeitsbewertung = Anzahl der beim Sintern gebohrten Löcher/Anzahl der in 1045-Stahl gebohrten Löcher ×100

Mn, P, S und andere Additive werden dem Material zugesetzt, um die Bearbeitbarkeit pulvermetallurgischer Teile zu verbessern. Die Schneideigenschaften pulvermetallurgischer Werkstoffe können auch durch die richtige Auswahl von Hartmetallschneidwerkzeugen und deren Geometrie verbessert werden.

Einfluss der Materialdichte auf pulvermetallurgische Teile

Bei der Herstellung von pulvermetallurgischen Strukturteilen werden häufig Nachpressen und Sekundärsintern verwendet, um die Materialdichte der Teile zu verbessern, und die Strukturteile werden gemäßder Verfahrensablauf Pressen – Primärsintern – Nachpressen – Sekundärsintern.Die Materialdichte der Teile kann auf ca.95 %von gewöhnlichem Eisen durch erneutes Pressen, sekundäres Sintern und Warmpressen.

Das Nachpressen ähnelt dem Fertigpressen. Der höhere Druck beim Nachpressen dient lediglich der Erhöhung der Gesamtdichte des Teils. Beim Sekundärsintern handelt es sich um das erneute Sintern nach dem Nachpressen. Die Festigkeit und Zähigkeit der Bauteile können durch die hohe Materialdichte nach dem Nachpressen und Sekundärsintern verbessert werden.

Pulvermetallurgie-Prozess

Chemische Zusammensetzung und mechanische Eigenschaften

Die im herkömmlichen Press- und Sinterverfahren hergestellten pulvermetallurgischen Bauteile sind porös und weisen geringere mechanische Eigenschaften auf als die von dichten Metallwerkstoffen gleicher chemischer Zusammensetzung, die mit herkömmlichen Verfahren hergestellt werden. Um die mechanischen Eigenschaften pulvermetallurgischer Bauteile zu verbessern:

Jetzt dieRohstoffpulverZu den Legierungselementen gehören: Eisenpulver, Kupferpulver und Graphitpulver, Mischpulver, Eisenpulver, Nickelpulver, Graphitpulver, Eisenpulver, Phosphor-Eisenpulver, diffusionslegiertes Pulver, legiertes Stahlpulver und Edelstahlpulver.

Als Fertigungsverfahren kommen dabei zum Einsatz: Pressen - Sintern, Pressen - Vorsintern - Nachpressen - Sintern, Warmpressen - Sintern, Heißpressen, Warmschmieden usw.

Entwicklungstrend von pulvermetallurgischen Teilen

Der Entwicklungstrend bei solchen Materialien besteht darin, die verbleibenden Poren im Material zu reduzieren oder zu beseitigen und eisenbasierte Materialien zu entwickeln, die mit Chrom, Mangan, Titan, Silizium und anderen Elementen legiert sind, um die mechanischen Eigenschaften des Materials zu verbessern und das Anwendungsfeld zu erweitern.

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