Порошковая металлургия
Что такое продукция порошковой металлургии?
Изделия порошковой металлургии представляют собой спеченные детали, изготовленные методом порошковой металлургии с определенной размерной точностью и способные выдерживать растяжение, сжатие, деформацию и другие нагрузки или работать в условиях трения и износа, также называемые спеченными деталями.
Методы: Сформированные и впоследствии спеченные детали прессовались в одноосной жесткой матрице при комнатной температуре.
Применение: Детали, изготовленные методом порошковой металлургии, в основном используются в автомобильной промышленности и в будущем найдут все более широкое применение.
Преимущества деталей, изготовленных методом порошковой металлургии
- При наличии в деталях сложной формы, выступов или углублений, а также различных отверстий специальной формы, порошковая металлургия проста в изготовлении и не требует или требует лишь незначительной дополнительной резки. Это обеспечивает очевидную экономичность.
- При использовании метода порошковой металлургии для изготовления механических деталей коэффициент использования материала может достигать более 99,5%.
- Поскольку детали методом порошковой металлургии изготавливаются с помощью пресс-форм, постоянство очертаний, формы и размера деталей очень хорошее, а во всех аспектах механической обработки присутствует много переменных, поэтому поддерживать постоянство сложно.
- Технология порошковой металлургии позволяет интегрировать несколько деталей в один производственный процесс, что позволяет сэкономить затраты на последующую обработку и сборку.
- Плотность материала деталей из порошковой структуры контролируется, имеет определенное количество связанных пор и, как правило, пропитана 5%-20% смазочного масла для обеспечения определенной степени самосмазывания, тем самым повышая износостойкость.
- В порошковой металлургии для облегчения извлечения деталей из штампа после формования рабочая поверхность штампа имеет высокую чистоту обработки, что обеспечивает получение деталей с амплитудной модуляцией. Кроме того, конструкционные детали, изготовленные методом порошковой металлургии, могут подвергаться гальванопокрытию, нанесению покрытий, термической обработке и другим видам последующей обработки, подобно механическим деталям.
Недостатки: Из-за наличия остаточных пор пластичность и ударная вязкость ниже, чем у отливок с таким же химическим составом, что ограничивает область его применения.
детали порошковой металлургии
Руководство по проектированию изделий из порошкового металла
Процесс порошковой металлургии может производить детали в широком диапазоне размеров и форм, а максимальный размер изготавливаемых деталей зависит от имеющейся мощности пресса.
Проще всего изготавливать детали методом порошковой металлургии с одинаковым размером в направлении прессования. Детали с отверстиями в направлении прессования обычно формуются с помощью оправки. Шпонки и пазы, расположенные в направлении прессования, легко штампуются, а такие элементы формы, как пазы, отверстия, конусы, вогнутые углы и резьба, расположенные под углом к направлению прессования, не могут быть штампованы обычными методами порошковой металлургии. Однако, используя более сложную конструкцию пресс-формы, можно формовать детали более сложной формы. Это увеличивает стоимость.
Шестерни, трещотки и кулачки
Шестерни, храповые механизмы и кулачки особенно подходят для изготовления методами порошковой металлургии.
Преимущества производства методом порошковой металлургии:
① Точность размеров зубчатых передач при массовом производстве одинакова.
2. Поскольку структура материала содержит определенную пористость, она способствует плавной работе шестерни и может быть самосмазывающейся.
③ Возможно изготовление шестерни с глухим углом методом порошковой металлургии.
Зубчатые колеса и другие фасонные детали могут быть изготовлены методом порошковой металлургии.
⑤ Возможность изготовления шестеренок различной формы.
⑥ Простота производства и низкая стоимость.
Допуски порошковой металлургии
Колебание размеров деталей, полученных методом порошковой металлургии, обусловлено в основном изменением давления прессования.
Ввиду одинакового давления прессования продольный упругий прогиб пуансона больше упругого расширения негативного штампа, поэтому допуск на размер в направлении прессования больше, чем в вертикальном направлении прессования.
Механические соотношения:
△ пуансон / △ матрица = 3L/D
D представляет собой средний радиальный размер полости негативной модели.
L представляет собой общую длину пуансона.
Как уменьшить допуски размеров?
Допуск на размер детали можно улучшить с помощью финишной обработки, которая заключается в помещении спеченной детали в негативную матрицу и её последующей штамповке, то есть в чистовой матрице. Основная цель финишной обработки — устранение деформаций, вызванных спеканием.
Обработка деталей порошковой металлургии
Основная цель использования деталей, изготовленных методом порошковой металлургии, — сокращение объёма резки, полное отсутствие резки, экономия энергии и материалов, а также снижение себестоимости производства. Детали, изготовленные методом порошковой металлургии, сложнее резать, чем аналогичные изделия из обычного металла. Из-за прерывистого процесса резки, вызванного наличием пор в структуре материала, срок службы инструмента сокращается, а шероховатость поверхности детали оставляет желать лучшего.
Стандарт определения обрабатываемости в порошковой металлургии: определение обрабатываемости путём измерения количества просверленных отверстий. Для стали марки 1045 этот показатель принят равным 100, а степень обрабатываемости можно определить по следующей формуле.
Оценка обрабатываемости = количество отверстий, просверленных при спекании/количество отверстий, просверленных в стали 1045 ×100
Для улучшения обрабатываемости деталей, полученных методом порошковой металлургии, в материал добавляют Mn, P, S и другие добавки. Режущие свойства материалов, полученных методом порошковой металлургии, также можно улучшить, правильно выбрав твердосплавный режущий инструмент и его геометрию.
Влияние плотности материала на детали, полученные методом порошковой металлургии
При производстве конструкционных деталей методом порошковой металлургии часто применяют допрессовку и вторичное спекание для повышения плотности материала деталей, а конструкционные детали изготавливают по технологический маршрут прессование — первичное спекание — допрессовывание — вторичное спекание. Плотность материала деталей может быть увеличена примерно до 95% обычного железа путем повторного прессования, вторичного спекания и горячего прессования.
Перепрессовка аналогична финишной обработке: более высокое давление, применяемое во время перепрессовки, используется только для увеличения общей плотности детали, а вторичное спекание представляет собой повторное спекание после перепрессовки. Прочность и вязкость конструкционных деталей могут быть повышены благодаря высокой плотности материала конструкционных деталей после перепрессовки и вторичного спекания.
Процесс порошковой металлургии
Химический состав и механические свойства
Детали, изготовленные методом порошковой металлургии методом общего прессования и спекания, являются пористыми, и их механические свойства ниже, чем у плотных металлических материалов того же химического состава, изготовленных традиционными методами. Для улучшения механических свойств конструкционных деталей, изготовленных методом порошковой металлургии:
Теперь порошок сырья с легирующими элементами: железный порошок, медный порошок и смешанный порошок графитового порошка, железный порошок, никелевый порошок, смешанный порошок графитового порошка, железный порошок, смешанный порошок фосфористого железа, диффузионно-легированный порошок, легированный стальной порошок и порошок нержавеющей стали.
| Тип материала | Общие материалы | Ключевые особенности | Приложения |
|---|---|---|---|
| На основе железа | Железо, низколегированная сталь, нержавеющая сталь | Высокая прочность, износостойкость | Автозапчасти, техника |
| На основе меди | Медь, бронза, латунь | Хорошая проводимость, устойчивость к коррозии | Электрические компоненты, подшипники |
| На основе никеля | Никель, никелевые сплавы | Термостойкий, коррозионностойкий | Авиационно-космическая промышленность, турбины |
| На основе титана | Титан, титановые сплавы | Высокая прочность, лёгкость, устойчивость к коррозии | Медицинские приборы, аэрокосмическая промышленность |
| На основе алюминия | Алюминий, алюминиевые сплавы | Легкий, простой в обработке | Электроника, автозапчасти |
| Твердые сплавы | Карбид вольфрама, карбид титана | Высокая твердость, износостойкость | Режущие инструменты, формы |
| Магнитные материалы | Феррит, NdFeB | Сильный магнетизм, термостойкость | Двигатели, датчики |
| Жаропрочные сплавы | Сплавы на основе никеля и кобальта | Термостойкий, устойчивый к окислению | Авиакосмическая промышленность, энергетика |
| Композиты | Металлокерамика, металлоуглеродное волокно | Высокая прочность, малый вес | Авиакосмическая промышленность, автозапчасти |
Используемые производственные процессы: прессование - спекание, прессование - предварительное спекание - допрессование - спекание, теплое прессование - спекание, горячее прессование, горячая ковка и т. д.
Тенденции развития порошковой металлургии деталей
Тенденцией развития таких материалов является уменьшение или устранение остаточных пор внутри материала, а также разработка материалов на основе железа, легированных хромом, марганцем, титаном, кремнием и другими элементами для улучшения механических свойств материала и расширения области применения.
Цзехуан — известная компания по производству продукции порошковой металлургии в Китае. Продукция Jiehuang продается во всех странах мира, особенно в Италии, Польше, Дании, США, Великобритании и других странах. пожалуйста, отправьте ваши рисунки, мы ответим вам немедленно!
