métallurgie des poudres
Que sont les produits de la métallurgie des poudres ?
Produits de la métallurgie des poudres sont des pièces frittées fabriquées par la méthode de métallurgie des poudres avec une certaine précision dimensionnelle et peuvent résister à la traction, à la compression, à la distorsion et à d'autres charges ou fonctionner dans des conditions de frottement et d'usure, également appelées pièces frittées.
Méthodes : Les formes formées et ensuite pièces frittées ont été pressés dans une matrice rigide uniaxiale à température ambiante.
Application : Les pièces issues de la métallurgie des poudres sont principalement utilisées dans l'industrie automobile et auront de meilleures applications à l'avenir.
Les avantages des pièces issues de la métallurgie des poudres
- Lorsque les pièces présentent des formes irrégulières, des saillies ou des creux, ainsi que des trous de formes spéciales, la métallurgie des poudres est facile à fabriquer et ne nécessite que peu ou pas de découpe supplémentaire. Elle est donc économique.
- Lors de l'utilisation du procédé de métallurgie des poudres pour produire des pièces mécaniques, le taux d'utilisation des matériaux peut atteindre plus de 99,5 %.
- Étant donné que les pièces du processus de métallurgie des poudres sont produites avec des moules, la cohérence du contour, de la forme et de la taille des pièces est très bonne, et il existe de nombreuses variables dans tous les aspects du traitement mécanique, il est difficile de maintenir la cohérence.
- Le procédé de métallurgie des poudres permet d’intégrer plusieurs pièces dans le processus de fabrication, ce qui permet de réduire les coûts de traitement et d’assemblage ultérieurs.
- La densité du matériau des pièces de structure en poudre est contrôlable, présente une certaine quantité de pores connectés et est généralement imbibée de 5 à 20 % d'huile lubrifiante pour fournir un certain degré d'autolubrification, améliorant ainsi la résistance à l'usure.
- Dans la production de métallurgie des poudres, afin de faciliter le retrait des pièces du moule après formage, la surface de travail du moule présente une finition soignée, permettant ainsi aux pièces d'obtenir une modulation d'amplitude. De plus, les pièces structurelles issues de la métallurgie des poudres peuvent également être soumises à un traitement électrolytique, un revêtement, un traitement thermique et d'autres traitements ultérieurs, comme les pièces mécaniques.
Inconvénients : En raison de l'existence de pores résiduels, sa ductilité et sa valeur d'impact sont inférieures à celles des pièces moulées ayant la même composition chimique, limitant ainsi son domaine d'application.
pièces de métallurgie des poudres
Guide de conception de poudre métallique
Le procédé de métallurgie des poudres peut produire des pièces dans une large gamme de tailles et de formes, et la taille maximale des pièces pouvant être produites dépend de la capacité de presse disponible.
La forme de pièce la plus facile à réaliser par métallurgie des poudres est celle dont la taille est identique dans le sens de pressage. Les pièces percées dans le sens de pressage sont généralement formées au mandrin. Les clavettes et rainures situées dans le sens de pressage sont faciles à presser, tandis que les caractéristiques de forme telles que les rainures, les trous, les cônes, les angles concaves et les filetages inclinés par rapport au sens de pressage ne peuvent pas être pressées par les procédés classiques de métallurgie des poudres. Cependant, une structure de moule plus complexe permet de former des pièces de forme plus complexe, ce qui entraîne un coût supplémentaire.
Engrenages, cliquets et cames
Les engrenages, les cliquets et les cames sont particulièrement adaptés à la production par des procédés de métallurgie des poudres.
Avantages de la production par métallurgie des poudres :
1 La précision dimensionnelle des engrenages dans la production de masse est uniforme.
2. Étant donné que l'organisation du matériau contient une certaine porosité, elle aide l'engrenage à fonctionner en douceur et peut être autolubrifiante.
③ Des engrenages de métallurgie des poudres avec angle borgne peuvent être fabriqués.
L'engrenage et les autres pièces de forme peuvent être intégrés par un procédé de métallurgie des poudres.
⑤ Peut produire diverses formes d’engrenages.
6. Production simple et faible coût.
Tolérances de la métallurgie des poudres
La fluctuation de taille entre les pièces de métallurgie des poudres est principalement causée par le changement de pression de pressage.
Compte tenu de la même pression de pressage, la déflexion élastique longitudinale du poinçon est plus grande que la dilatation élastique de la matrice négative, de sorte que la tolérance dimensionnelle dans le sens de pressage est plus grande que celle dans le sens de pressage vertical.
Relations mécaniques :
△ le poinçon / △ la matrice = 3L/D
D représente la taille radiale moyenne de la cavité du modèle négatif.
L représente la longueur totale du poinçon.
Comment réduire les tolérances dimensionnelles ?
La tolérance dimensionnelle de la pièce peut être améliorée par la finition. Celle-ci consiste à placer la pièce frittée dans l'outil négatif et à la presser par poinçonnage, puis à la presser à nouveau dans l'outil de finition. L'objectif principal de la finition est de corriger la déformation causée par le frittage.
Usinage de pièces issues de la métallurgie des poudres
L'utilisation de pièces issues de la métallurgie des poudres vise principalement à réduire les opérations de découpe, à réduire l'usure, à économiser l'énergie et la matière, et à réduire les coûts de production. Cependant, les pièces issues de la métallurgie des poudres sont plus difficiles à usiner que les pièces métalliques conventionnelles. L'action de coupe intermittente due aux pores de la structure du matériau réduit la durée de vie de l'outil et la rugosité de surface.
Norme de détermination de l'usinabilité de la métallurgie des poudres : déterminer l'usinabilité en mesurant le nombre de trous perçables. La valeur de l'acier 1045 est fixée à 100, et l'indice d'usinabilité peut être déterminé par la formule suivante.
Taux d'usinabilité = nombre de trous percés en frittage/nombre de trous percés en acier 1045 × 100
Du manganèse, du phosphore, du soufre et d'autres additifs sont ajoutés au matériau pour améliorer l'usinabilité des pièces issues de la métallurgie des poudres. Les propriétés de coupe des matériaux issus de la métallurgie des poudres peuvent également être améliorées par un choix judicieux des outils de coupe en carbure et de leur géométrie.
Effet de la densité du matériau sur les pièces issues de la métallurgie des poudres
Dans la production de pièces structurelles issues de la métallurgie des poudres, le refoulement et le frittage secondaire sont souvent utilisés pour améliorer la densité du matériau des pièces, et les pièces structurelles sont produites selon le procédé de pressage - frittage primaire - repressage - frittage secondaire. La densité du matériau des pièces peut être augmentée jusqu'à environ 95% de celui du fer ordinaire par repressage, frittage secondaire et pressage à chaud.
Le repressage est similaire à la finition : la pression plus élevée appliquée lors du repressage vise uniquement à augmenter la densité globale de la pièce, tandis que le frittage secondaire désigne le refrittage après repressage. La résistance et la ténacité des pièces structurelles peuvent être améliorées grâce à la densité élevée du matériau après repressage et frittage secondaire.
Procédé de métallurgie des poudres
Composition chimique et propriétés mécaniques
Les pièces issues de la métallurgie des poudres produites par le procédé général de pressage et de frittage sont poreuses et leurs propriétés mécaniques sont inférieures à celles des matériaux métalliques denses de même composition chimique produits par les méthodes conventionnelles. Afin d'améliorer les propriétés mécaniques des pièces structurelles issues de la métallurgie des poudres :
Maintenant le poudre de matière première avec des éléments d'alliage sont : poudre de fer, poudre de cuivre et poudre de graphite mélangée, poudre de fer, poudre de nickel, poudre de graphite mélangée, poudre de fer, poudre de fer phosphoreux mélangée, poudre alliée par diffusion, poudre d'acier allié et poudre d'acier inoxydable.
| Type de matériau | Matériaux communs | Caractéristiques principales | Applications |
|---|---|---|---|
| À base de fer | Fer, acier faiblement allié, acier inoxydable | Haute résistance, résistant à l'usure | Pièces détachées automobiles, machines |
| À base de cuivre | Cuivre, bronze, laiton | Bonne conductivité, résistant à la corrosion | Composants électriques, roulements |
| À base de nickel | Nickel, alliages de nickel | Résistant à la chaleur et à la corrosion | Aérospatiale, turbines |
| À base de titane | Titane, alliages de titane | Haute résistance, léger, résistant à la corrosion | Dispositifs médicaux, aérospatiale |
| À base d'aluminium | Aluminium, alliages d'aluminium | Léger, facile à traiter | Électronique, pièces automobiles |
| Alliages durs | Carbure de tungstène, carbure de titane | Dureté élevée, résistant à l'usure | Outils de coupe, moules |
| Matériaux magnétiques | Ferrite, NdFeB | Fort magnétisme, résistant à la chaleur | Moteurs, capteurs |
| Alliages haute température | Alliages à base de nickel et de cobalt | Résistant à la chaleur et à l'oxydation | Aérospatiale, production d'énergie |
| Composites | Métal-céramique, métal-fibre de carbone | Haute résistance, léger | Aérospatiale, pièces automobiles |
Les procédés de production utilisés sont : pressage - frittage, pressage - préfrittage - repressage - frittage, pressage à chaud - frittage, pressage à chaud, forgeage à chaud, etc.
Tendance de développement des pièces issues de la métallurgie des poudres
La tendance de développement de ces matériaux est de réduire ou d'éliminer les pores résiduels à l'intérieur du matériau et de développer des matériaux à base de fer alliés au chrome, au manganèse, au titane, au silicium et à d'autres éléments pour améliorer les propriétés mécaniques du matériau et élargir le champ d'application.
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