Metalurgia do Pó
O que são produtos de metalurgia do pó?
Produtos de metalurgia do pó são peças sinterizadas fabricadas pelo método de metalurgia do pó com certa precisão dimensional e podem suportar tração, compressão, distorção e outras cargas ou trabalhar sob condições de atrito e desgaste, também conhecidas como peças sinterizadas.
Métodos: O formado e posteriormente peças sinterizadas foram prensados em uma matriz rígida uniaxial à temperatura ambiente.
Aplicação: As peças de metalurgia do pó são usadas principalmente na indústria automotiva e terão melhores aplicações no futuro.
As vantagens das peças de metalurgia do pó
- Quando as peças apresentam formas irregulares, saliências ou cavidades, e diversos furos com formatos especiais, a metalurgia do pó é fácil de fabricar, sem necessidade ou com pequena quantidade de corte suplementar. A economia é evidente.
- Ao utilizar o processo de metalurgia do pó para produzir peças mecânicas, a taxa de utilização do material pode chegar a mais de 99,5%.
- Como as peças do processo de metalurgia do pó são produzidas com moldes, a consistência do contorno, formato e tamanho das peças é muito boa, e há muitas variáveis em todos os aspectos do processamento mecânico, sendo difícil manter a consistência.
- O processo de metalurgia do pó pode integrar diversas peças no processo de fabricação, o que pode economizar custos posteriores de processamento e montagem.
- A densidade do material das peças da estrutura em pó é controlável, tem uma certa quantidade de poros conectados e geralmente é embebida com 5% a 20% de óleo lubrificante para fornecer um certo grau de autolubrificação, melhorando assim a resistência ao desgaste.
- Na produção de metalurgia do pó, para facilitar a remoção das peças da matriz após a conformação, a superfície de trabalho da matriz possui um acabamento de alta qualidade, proporcionando às peças um acabamento de modulação de amplitude. Além disso, as peças estruturais de metalurgia do pó também podem ser submetidas a galvanoplastia, revestimento, tratamento térmico e outros tratamentos subsequentes, como peças mecânicas.
Desvantagens: Devido à existência de poros residuais, sua ductilidade e valor de impacto são inferiores aos de peças fundidas com a mesma composição química, limitando assim sua faixa de aplicação.
peças de metalurgia do pó
Guia de design de metal em pó
O processo de metalurgia do pó pode produzir peças em uma ampla variedade de tamanhos e formatos, e o tamanho máximo das peças que podem ser produzidas depende da capacidade de prensa disponível.
O formato de peça mais fácil de ser fabricado pelo processo de metalurgia do pó é aquele com o mesmo tamanho na direção de prensagem. Peças com furos na direção de prensagem são geralmente moldadas com mandril. Chavetas e rasgos localizados na direção de prensagem são fáceis de prensar, e características de formato como ranhuras, furos, cones, ângulos côncavos e roscas em um ângulo em relação à direção de prensagem não podem ser moldados pelos processos gerais de metalurgia do pó. No entanto, com uma estrutura de molde mais complexa, peças com formatos mais complexos podem ser moldadas. Isso acarreta um custo adicional.
Engrenagens, catracas e cames
Engrenagens, catracas e cames são especialmente adequados para produção por processos de metalurgia do pó.
Vantagens da produção de metalurgia do pó:
① A precisão dimensional das engrenagens na produção em massa é uniforme.
② Como a organização do material contém uma certa porosidade, ela ajuda a engrenagem a funcionar suavemente e pode ser autolubrificante.
③ É possível fabricar engrenagens de metalurgia do pó com ângulo cego.
A engrenagem e outras peças moldadas podem ser integradas pelo processo de metalurgia do pó.
⑤ Pode produzir vários formatos de engrenagens.
⑥ Produção simples e baixo custo.
Tolerâncias de metalurgia do pó
A flutuação de tamanho entre as peças de metalurgia do pó é causada principalmente pela mudança na pressão de prensagem.
Em vista da mesma pressão de prensagem, a deflexão elástica longitudinal do punção da matriz é maior que a expansão elástica da matriz negativa, de modo que a tolerância dimensional na direção de prensagem é maior que a da direção de prensagem vertical.
Relações mecânicas:
△ o soco / △ o dado = 3L/D
D representa o tamanho radial médio da cavidade do modelo negativo.
L representa o comprimento total do punção.
Como reduzir tolerâncias dimensionais?
A tolerância dimensional da peça pode ser melhorada por meio do acabamento, que consiste em colocar a peça sinterizada na matriz negativa e prensá-la com puncionamento, ou seja, pressioná-la novamente na matriz de acabamento. O principal objetivo do acabamento é corrigir a distorção causada pela sinterização.
Usinagem de peças de metalurgia do pó
O principal objetivo do uso de peças de metalurgia do pó é obter menos cortes, sem necessidade de processamento de corte, economia de energia, economia de material e redução do custo de produção das peças. As peças de metalurgia do pó não são tão fáceis de cortar quanto as peças de metal convencionais correspondentes. Devido à ação de corte intermitente causada pelos poros na estrutura do material, a vida útil da ferramenta é curta e a rugosidade da superfície da peça é baixa.
Norma para determinar a usinabilidade da metalurgia do pó: determinar a usinabilidade medindo o número de furos que podem ser perfurados. O valor do aço 1045 é especificado como 100, e a classificação de usinabilidade pode ser determinada pela seguinte fórmula.
Classificação de usinabilidade = número de furos perfurados na sinterização/número de furos perfurados no aço 1045 ×100
Mn, P, S e outros aditivos são adicionados ao material para melhorar a usinabilidade das peças de metalurgia do pó. As propriedades de corte dos materiais de metalurgia do pó também podem ser melhoradas pela seleção adequada das ferramentas de corte de metal duro e da geometria das ferramentas.
Efeito da densidade do material em peças de metalurgia do pó
Na produção de peças estruturais de metalurgia do pó, a repressão e a sinterização secundária são frequentemente utilizadas para melhorar a densidade do material das peças, e as peças estruturais são produzidas de acordo com a rota do processo de prensagem -- sinterização primária -- repressão -- sinterização secundária. A densidade do material das peças pode ser aumentada para cerca de 95% do ferro comum por reprensagem, sinterização secundária e prensagem a quente.
A repressura é semelhante ao acabamento: a pressão mais alta aplicada durante a repressura serve apenas para aumentar a densidade geral da peça, e a sinterização secundária refere-se à re-sinterização após a repressura. A resistência e a tenacidade das peças estruturais podem ser melhoradas devido à alta densidade do material das peças estruturais após a repressura e a sinterização secundária.
Processo de Metalurgia do Pó
Composição química e propriedades mecânicas
As peças de metalurgia do pó produzidas pelo processo geral de prensagem e sinterização são porosas e suas propriedades mecânicas são inferiores às de materiais metálicos densos com a mesma composição química produzidos por métodos convencionais. Para melhorar as propriedades mecânicas das peças estruturais de metalurgia do pó:
Agora o pó de matéria-prima com elementos de liga são: pó de ferro, pó de cobre e pó de grafite em pó misto, pó de ferro, pó de níquel, pó de grafite em pó misto, pó de ferro, pó de ferro fosforoso em pó misto, pó ligado por difusão, pó de aço ligado e pó de aço inoxidável.
| Tipo de material | Materiais comuns | Principais características | Aplicações |
|---|---|---|---|
| à base de ferro | Ferro, aço de baixa liga, aço inoxidável | Alta resistência, resistente ao desgaste | Peças de automóveis, máquinas |
| à base de cobre | Cobre, bronze, latão | Boa condutividade, resistente à corrosão | Componentes elétricos, rolamentos |
| à base de níquel | Níquel, ligas de níquel | Resistente ao calor, resistente à corrosão | Aeroespacial, turbinas |
| Baseado em titânio | Titânio, ligas de titânio | Alta resistência, leveza e resistência à corrosão | Dispositivos médicos, aeroespacial |
| à base de alumínio | Alumínio, ligas de alumínio | Leve, fácil de processar | Eletrônicos, peças automotivas |
| Ligas duras | Carboneto de tungstênio, carboneto de titânio | Alta dureza, resistente ao desgaste | Ferramentas de corte, moldes |
| Materiais magnéticos | Ferrita, NdFeB | Forte magnetismo, resistente ao calor | Motores, sensores |
| Ligas de alta temperatura | Ligas à base de níquel e cobalto | Resistente ao calor, resistente à oxidação | Aeroespacial, geração de energia |
| Compósitos | Metal-cerâmica, metal-fibra de carbono | Alta resistência, leve | Aeroespacial, peças automotivas |
Os processos de produção utilizados são: prensagem - sinterização, prensagem - pré-sinterização - reprensagem - sinterização, prensagem a quente - sinterização, prensagem a quente, forjamento a quente e assim por diante.
Tendência de desenvolvimento de peças de metalurgia do pó
A tendência de desenvolvimento desses materiais é reduzir ou eliminar os poros residuais dentro do material e desenvolver materiais à base de ferro ligados com cromo, manganês, titânio, silício e outros elementos para melhorar as propriedades mecânicas do material e expandir o campo de aplicação.
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