Metalurgia proszków
Czym są produkty metalurgii proszków?
Produkty metalurgii proszków są to części spiekane wytwarzane metodą metalurgii proszków z określoną dokładnością wymiarową, wytrzymujące rozciąganie, ściskanie, odkształcenia i inne obciążenia lub pracujące w warunkach tarcia i zużycia, znane również jako części spiekane.
Metody: Formowane i następnie części spiekane zostały sprasowane w jednoosiowej sztywnej matrycy w temperaturze pokojowej.
Zastosowanie: Części wytwarzane w technologii metalurgii proszkowej wykorzystywane są głównie w przemyśle motoryzacyjnym, ale w przyszłości znajdą jeszcze lepsze zastosowania.
Zalety części wykonanych metodą metalurgii proszkowej
- Gdy części mają nieregularne kształty, wystające elementy lub wgłębienia, a także otwory o nietypowych kształtach, metalurgia proszków jest łatwa w produkcji i nie wymaga dodatkowego cięcia lub wymaga go tylko w niewielkim stopniu. Jest to oczywista oszczędność.
- W przypadku stosowania procesu metalurgii proszków do produkcji części mechanicznych, stopień wykorzystania materiału może sięgać ponad 99,5%.
- Ponieważ części wytwarzane metodą metalurgii proszków są wytwarzane przy użyciu form, spójność konturów, kształtu i rozmiaru części jest bardzo dobra, a ponieważ w procesie obróbki mechanicznej występuje wiele zmiennych, trudno jest zachować spójność.
- Proces metalurgii proszków pozwala na integrację kilku części w jeden proces produkcyjny, co pozwala zaoszczędzić na późniejszych kosztach przetwarzania i montażu.
- Gęstość materiału części o strukturze proszkowej można kontrolować, ma on określoną liczbę połączonych porów i jest na ogół nasączony 5%–20% olejem smarującym, aby zapewnić pewien stopień samosmarowania, zwiększając w ten sposób odporność na zużycie.
- W produkcji metodą metalurgii proszków, aby ułatwić wyjmowanie detali z matrycy po uformowaniu, powierzchnia robocza matrycy ma wysoką jakość wykończenia, dzięki czemu detale charakteryzują się modulacją amplitudy. Ponadto elementy konstrukcyjne wykonane metodą metalurgii proszków mogą być również poddawane galwanizacji, powlekaniu, obróbce cieplnej i innym dalszym procesom, takim jak części mechaniczne.
Wady: Ze względu na obecność porów resztkowych, ciągliwość i udarność są niższe niż odlewów o tym samym składzie chemicznym, co ogranicza zakres ich zastosowań.
części z metalurgii proszków
Przewodnik po projektowaniu proszków metalowych
Proces metalurgii proszków może produkować części o szerokim zakresie rozmiarów i kształtów, a maksymalny rozmiar części, które można wyprodukować, zależy od dostępnej wydajności prasy.
Najłatwiejszym kształtem części do wykonania metodą metalurgii proszków jest kształt o tym samym rozmiarze w kierunku prasowania. Części z otworami w kierunku prasowania są zazwyczaj formowane za pomocą trzpienia. Wpusty i rowki wpustowe zlokalizowane w kierunku prasowania są łatwe do wciśnięcia, a elementy kształtowe, takie jak rowki, otwory, stożki, kąty wklęsłe i gwinty pod kątem do kierunku prasowania, nie mogą być formowane za pomocą standardowych procesów metalurgii proszków. Jednak dzięki bardziej złożonej konstrukcji formy można formować części o bardziej złożonych kształtach. To z kolei zwiększa koszty.
Koła zębate, grzechotki i krzywki
Przekładnie, grzechotki i krzywki szczególnie nadają się do produkcji metodą metalurgii proszków.
Zalety produkcji metodą metalurgii proszków:
① Dokładność wymiarowa kół zębatych produkowanych masowo jest jednolita.
② Ponieważ materiał ma pewną porowatość, pomaga to w płynnej pracy przekładni i może być samosmarująca.
③ Można wykonać przekładnię zębatą z metalurgii proszkowej z kątem ślepym.
Koła zębate i inne części kształtowe można integrować metodą metalurgii proszkowej.
⑤ Możliwość produkcji kół zębatych o różnych kształtach.
⑥ Prosta produkcja i niskie koszty.
Tolerancje metalurgii proszków
Wahania wielkości części wytwarzanych metodą metalurgii proszków spowodowane są głównie zmianą ciśnienia prasowania.
Ze względu na tę samą siłę nacisku, sprężyste ugięcie podłużne stempla matrycy jest większe niż sprężyste rozszerzenie matrycy ujemnej, dlatego tolerancja wymiarowa w kierunku prasowania jest większa niż w kierunku prasowania pionowego.
Relacje mechaniczne:
△ dziurkacz / △ kostka = 3L/D
D przedstawia średni rozmiar promieniowy wnęki modelu negatywnego.
L oznacza całkowitą długość stempla.
Jak zmniejszyć tolerancje wymiarowe?
Tolerancję wymiarową elementu można poprawić poprzez obróbkę wykańczającą, która polega na umieszczeniu spiekanego elementu w matrycy negatywowej i wytłoczeniu go za pomocą wykrawarki, czyli ponownym wytłoczeniu w matrycy wykańczającej. Głównym celem obróbki wykańczającej jest korekta zniekształceń powstałych podczas spiekania.
Obróbka skrawaniem części z metalurgii proszków
Głównym celem stosowania metalurgii proszkowej jest ograniczenie skrawania, wyeliminowanie obróbki skrawaniem, oszczędność energii i materiału oraz obniżenie kosztów produkcji. Elementy wykonane metodą metalurgii proszkowej nie są tak łatwe w obróbce, jak odpowiadające im konwencjonalne elementy metalowe. Ze względu na przerywany proces skrawania spowodowany porami w strukturze materiału, żywotność narzędzia jest krótka, a chropowatość powierzchni elementu jest niska.
Norma określająca skrawalność w metalurgii proszków: skrawalność określa się poprzez pomiar liczby otworów możliwych do wywiercenia. Wartość dla stali 1045 wynosi 100, a klasę skrawalności można określić za pomocą następującego wzoru.
Ocena obrabialności = liczba otworów wywierconych podczas spiekania/liczba otworów wywierconych w stali 1045 × 100
Do materiału dodaje się Mn, P, S i inne dodatki, aby poprawić skrawalność elementów obrabianych metodą metalurgii proszków. Właściwości skrawania materiałów metalurgii proszków można również poprawić poprzez odpowiedni dobór węglikowych narzędzi skrawających i ich geometrii.
Wpływ gęstości materiału na części wykonane metodą metalurgii proszków
W produkcji elementów konstrukcyjnych metodą metalurgii proszków często stosuje się tłoczenie i wtórne spiekanie w celu poprawy gęstości materiału części, a elementy konstrukcyjne są produkowane zgodnie z przebieg procesu: prasowanie – spiekanie pierwotne – prasowanie wtórne – spiekanie wtórne. Gęstość materiału części można zwiększyć do około 95% zwykłego żelaza poprzez ponowne prasowanie, wtórne spiekanie i prasowanie na ciepło.
Tłoczenie jest podobne do wykańczania – wyższe ciśnienie stosowane podczas tłoczenia ma jedynie na celu zwiększenie ogólnej gęstości elementu, a spiekanie wtórne oznacza ponowne spiekanie po tłoczeniu. Wytrzymałość i wytrzymałość elementów konstrukcyjnych można poprawić dzięki wysokiej gęstości materiału po ponownym tłoczeniu i spiekaniu wtórnym.
Proces metalurgii proszków
Skład chemiczny i właściwości mechaniczne
Elementy metalurgii proszków wytwarzane metodą prasowania i spiekania są porowate, a ich właściwości mechaniczne są niższe niż w przypadku gęstych materiałów metalowych o tym samym składzie chemicznym wytwarzanych metodami konwencjonalnymi. Aby poprawić właściwości mechaniczne elementów konstrukcyjnych metalurgii proszków:
Teraz surowiec w proszku z elementami stopowymi są: proszek żelaza, proszek miedzi i proszek grafitu w proszku mieszany, proszek żelaza, proszek niklu, proszek grafitu w proszku mieszany, proszek żelaza, proszek żelaza fosforowego w proszku mieszany, proszek stopowy dyfuzyjny, proszek stali stopowej i proszek stali nierdzewnej.
| Rodzaj materiału | Materiały powszechne | Główne cechy | Aplikacje |
|---|---|---|---|
| Na bazie żelaza | Żelazo, stal niskostopowa, stal nierdzewna | Wysoka wytrzymałość, odporność na zużycie | Części samochodowe, maszyny |
| Na bazie miedzi | Miedź, brąz, mosiądz | Dobra przewodność, odporność na korozję | Elementy elektryczne, łożyska |
| Na bazie niklu | Nikiel, stopy niklu | Odporny na ciepło i korozję | Lotnictwo i kosmonautyka, turbiny |
| Na bazie tytanu | Tytan, stopy tytanu | Wysoka wytrzymałość, lekkość, odporność na korozję | Urządzenia medyczne, lotnictwo i kosmonautyka |
| Na bazie aluminium | Aluminium, stopy aluminium | Lekki, łatwy w obróbce | Elektronika, części samochodowe |
| Twarde stopy | Węglik wolframu, węglik tytanu | Wysoka twardość, odporność na zużycie | Narzędzia tnące, formy |
| Materiały magnetyczne | Ferryt, NdFeB | Silny magnetyzm, odporny na ciepło | Silniki, czujniki |
| Stopy wysokotemperaturowe | Stopy na bazie niklu i kobaltu | Odporny na ciepło i utlenianie | Lotnictwo i kosmonautyka, wytwarzanie energii |
| Kompozyty | Metal-ceramika, metal-włókno węglowe | Wysoka wytrzymałość, lekkość | Lotnictwo i kosmonautyka, części samochodowe |
Stosowane procesy produkcyjne to: prasowanie - spiekanie, prasowanie - wstępne spiekanie - dociskanie - spiekanie, prasowanie na ciepło - spiekanie, prasowanie na gorąco, kucie na gorąco itd.
Trend rozwoju części wykonanych metodą metalurgii proszków
Tendencją rozwojową takich materiałów jest redukcja lub całkowita eliminacja porów resztkowych wewnątrz materiału oraz opracowanie materiałów na bazie żelaza ze stopami chromu, manganu, tytanu, krzemu i innych pierwiastków w celu poprawy właściwości mechanicznych materiału i rozszerzenia zakresu zastosowań.
Jiehuang jest znaną firmą produkującą produkty z metalurgii proszków w Chinach. Produkty Jiehuang są sprzedawane do wszystkich krajów świata, szczególnie do Włoch, Polski, Danii, USA, Wielkiej Brytanii i innych krajów. proszę o przesłanie rysunków, odpowiemy Ci natychmiast!
