Metallurgia delle polveri
Cosa sono i prodotti della metallurgia delle polveri?
Prodotti di metallurgia delle polveri sono parti sinterizzate prodotte mediante il metodo della metallurgia delle polveri con una certa precisione dimensionale e possono resistere a trazione, compressione, distorsione e altri carichi o lavorare in condizioni di attrito e usura, note anche come parti sinterizzate.
Metodi: Il formato e successivamenteparti sinterizzatesono stati pressati in uno stampo rigido monoassiale a temperatura ambiente.
Applicazione: i componenti realizzati con metallurgia delle polveri vengono utilizzati principalmente nell'industria automobilistica e in futuro troveranno applicazioni migliori.
I vantaggi delle parti in metallurgia delle polveri
- Quando le parti hanno forme irregolari, sporgenti o buche, e vari fori di forma speciale, la metallurgia delle polveri è facile da produrre, e non c'è bisogno o solo una piccola quantità di taglio supplementare. Ha un'evidente economia.
- Utilizzando il processo di metallurgia delle polveri per produrre parti meccaniche, il tasso di utilizzo del materiale può superare il 99,5%.
- Poiché le parti del processo di metallurgia delle polveri vengono prodotte con stampi, la coerenza del contorno, della forma e delle dimensioni delle parti è molto buona e, poiché ci sono molte variabili in tutti gli aspetti della lavorazione meccanica, è difficile mantenere la coerenza.
- Il processo di metallurgia delle polveri consente di integrare più parti nel processo di produzione, con conseguente risparmio sui costi successivi di lavorazione e assemblaggio.
- La densità del materiale delle parti della struttura in polvere è controllabile, presenta una certa quantità di pori collegati ed è generalmente imbevuta con olio lubrificante al 5%-20% per fornire un certo grado di autolubrificazione, migliorando così la resistenza all'usura.
- Nella produzione di metallurgia delle polveri, per facilitare la rimozione delle parti dallo stampo dopo la formatura, la superficie di lavoro dello stampo ha un'elevata finitura, in modo che le parti abbiano una finitura a modulazione di ampiezza. Inoltre, le parti strutturali di metallurgia delle polveri possono anche essere galvanizzate, rivestite, sottoposte a trattamento termico e altri trattamenti successivi come le parti meccaniche.
Svantaggi: A causa della presenza di pori residui, la sua duttilità e il suo valore di impatto sono inferiori a quelli di getti con la stessa composizione chimica, limitandone così il campo di applicazione.
parti di metallurgia delle polveri
Guida alla progettazione di polveri metalliche
Il processo di metallurgia delle polveri può produrre parti in un'ampia gamma di dimensioni e forme e la dimensione massima delle parti che possono essere prodotte dipende dalla capacità della pressa disponibile.
La forma più semplice da realizzare con il processo di metallurgia delle polveri è quella con le stesse dimensioni nella direzione di pressatura. Le parti con fori nella direzione di pressatura sono generalmente formate con mandrino. Le chiavi e le sedi per chiavette situate nella direzione di pressatura sono facili da pressare e le caratteristiche della forma come scanalature, fori, coni, angoli concavi e filettature ad angolo rispetto alla direzione di pressatura non possono essere pressate con i processi generali di metallurgia delle polveri. Tuttavia, con una struttura più complessa dello stampo è possibile formare parti di forma più complesse. Ciò ha aggiunto un costo.
Ingranaggi, cricchetti e camme
Ingranaggi, cricchetti e camme sono particolarmente adatti alla produzione mediante processi di metallurgia delle polveri.
Vantaggi della produzione mediante metallurgia delle polveri:
① La precisione dimensionale degli ingranaggi nella produzione di massa è uniforme.
② Poiché l'organizzazione del materiale contiene una certa porosità, aiuta l'ingranaggio a funzionare senza problemi e può essere autolubrificante.
③ È possibile realizzare ingranaggi in metallurgia delle polveri con angolo cieco.
Gli ingranaggi e le altre parti sagomate possono essere integrati mediante il processo di metallurgia delle polveri.
⑤ Può produrre varie forme di ingranaggi.
⑥ Produzione semplice e costi contenuti.
Tolleranze della metallurgia delle polveri
La fluttuazione dimensionale tra i componenti realizzati in metallurgia delle polveri è causata principalmente dalla variazione della pressione di pressatura.
Considerando la stessa pressione di pressatura, la flessione elastica longitudinale del punzone è maggiore dell'espansione elastica dello stampo negativo, quindi la tolleranza dimensionale nella direzione di pressatura è maggiore di quella nella direzione di pressatura verticale.
Relazioni meccaniche:
△ il punzone / △ la matrice = 3L/D
D rappresenta la dimensione radiale media della cavità del modello negativo.
L rappresenta la lunghezza totale del punzone.
Come ridurre le tolleranze dimensionali?
La tolleranza dimensionale della parte può essere migliorata tramite finitura, che consiste nel mettere la parte sinterizzata nello stampo negativo e pressarla con punzonatura dello stampo, ovvero pressarla nuovamente nello stampo di finitura. Lo scopo principale della finitura è correggere la distorsione causata dalla sinterizzazione.
Lavorazione meccanicadi parti di metallurgia delle polveri
Lo scopo principale dell'utilizzo di parti in metallurgia delle polveri è ottenere meno tagli, nessuna lavorazione di taglio, risparmio energetico, risparmio di materiali, riduzione dei costi di produzione delle parti. Le parti in metallurgia delle polveri non sono facili da tagliare come le corrispondenti parti metalliche convenzionali. A causa dell'azione di taglio intermittente causata dai pori nella struttura del materiale, la durata dell'utensile è breve e la rugosità superficiale della parte è scarsa.
Standard per determinare la lavorabilità della metallurgia delle polveri: determinare la lavorabilità misurando il numero di fori che possono essere praticati. Il valore dell'acciaio 1045 è specificato come 100 e la valutazione della lavorabilità può essere determinata dalla seguente formula
Valutazione della lavorabilità = numero di fori praticati nella sinterizzazione/numero di fori praticati nell'acciaio 1045 ×100
Mn, P, S e altri additivi vengono aggiunti al materiale per migliorare la lavorabilità delle parti in metallurgia delle polveri. Le proprietà di taglio dei materiali in metallurgia delle polveri possono anche essere migliorate selezionando correttamente gli utensili da taglio in carburo e la geometria degli utensili.
Effetto della densità del materiale sulle parti in metallurgia delle polveri
Nella produzione di parti strutturali di metallurgia delle polveri, la repressione e la sinterizzazione secondaria vengono spesso utilizzate per migliorare la densità del materiale delle parti e le parti strutturali vengono prodotte secondoil percorso del processo di pressatura - sinterizzazione primaria - ripressatura - sinterizzazione secondaria.La densità del materiale delle parti può essere aumentata fino a circa95%di quello del ferro comune mediante ripressatura, sinterizzazione secondaria e pressatura a caldo.
La repressatura è simile alla finitura, la pressione più elevata applicata durante la repressatura serve solo ad aumentare la densità complessiva della parte, mentre la sinterizzazione secondaria si riferisce alla ri-sinterizzazione dopo la repressatura. La resistenza e la tenacità delle parti strutturali possono essere migliorate grazie all'elevata densità del materiale delle parti strutturali dopo la repressatura e la sinterizzazione secondaria.
Processo di metallurgia delle polveri
Composizione chimica e proprietà meccaniche
Le parti di metallurgia delle polveri prodotte dal processo generale di pressatura e sinterizzazione sono porose e le loro proprietà meccaniche sono inferiori a quelle dei materiali metallici densi con la stessa composizione chimica prodotti con metodi convenzionali. Per migliorare le proprietà meccaniche delle parti strutturali di metallurgia delle polveri:
Adesso ilpolvere di materia primacon elementi di lega sono: polvere di ferro, polvere di rame e polvere di grafite miscelata, polvere di ferro, polvere di nichel, polvere di grafite miscelata, polvere di ferro, polvere di ferro e fosforo miscelata, polvere legata per diffusione, polvere di acciaio legato e polvere di acciaio inossidabile.
| Tipo di materiale | Materiali comuni | Caratteristiche principali | Applicazioni |
|---|---|---|---|
| A base di ferro | Ferro, acciaio bassolegato, acciaio inossidabile | Elevata resistenza, resistente all'usura | Ricambi auto, macchinari |
| A base di rame | Rame, bronzo, ottone | Buona conduttività, resistente alla corrosione | Componenti elettrici, cuscinetti |
| A base di nichel | Nichel, leghe di nichel | Resistente al calore, resistente alla corrosione | Aerospaziale, turbine |
| A base di titanio | Titanio, leghe di titanio | Elevata resistenza, leggerezza, resistenza alla corrosione | Dispositivi medici, aerospaziale |
| A base di alluminio | Alluminio, leghe di alluminio | Leggero, facile da lavorare | Elettronica, ricambi auto |
| Leghe dure | Carburo di tungsteno, carburo di titanio | Elevata durezza, resistente all'usura | Utensili da taglio, stampi |
| Materiali magnetici | Ferrite, NdFeB | Forte magnetismo, resistente al calore | Motori, sensori |
| Leghe ad alta temperatura | Leghe a base di nichel e cobalto | Resistente al calore, resistente all'ossidazione | Aerospaziale, produzione di energia |
| Compositi | Metallo-ceramica, metallo-fibra di carbonio | Alta resistenza, leggero | Aerospaziale, ricambi auto |
I processi produttivi utilizzati sono: pressatura - sinterizzazione, pressatura - pre-sinterizzazione - ripressatura - sinterizzazione, pressatura a caldo - sinterizzazione, pressatura a caldo, forgiatura a caldo e così via.
Tendenza di sviluppo delle parti di metallurgia delle polveri
La tendenza allo sviluppo di tali materiali è quella di ridurre o eliminare i pori residui all'interno del materiale e di sviluppare materiali a base di ferro legati con cromo, manganese, titanio, silicio e altri elementi per migliorare le proprietà meccaniche del materiale ed espandere il campo di applicazione.
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