ผงโลหะวิทยา
ผลิตภัณฑ์ผงโลหะคืออะไร?
ผลิตภัณฑ์ผงโลหะ เป็นชิ้นส่วนที่ผ่านการเผาผนึกโดยวิธีการโลหะผงซึ่งมีความแม่นยำของมิติในระดับหนึ่ง และสามารถทนต่อแรงดึง แรงอัด การบิดเบี้ยว และภาระอื่นๆ หรือทำงานภายใต้สภาวะแรงเสียดทานและการสึกหรอ ซึ่งเรียกอีกอย่างว่าชิ้นส่วนเผาผนึก
วิธีการ: การจัดทำและดำเนินการต่อไปชิ้นส่วนที่ผ่านการเผาถูกกดลงในแม่พิมพ์แข็งแกนเดียวที่อุณหภูมิห้อง
การประยุกต์ใช้: ชิ้นส่วนโลหะผงใช้ในอุตสาหกรรมยานยนต์เป็นหลัก และมีการใช้งานที่ดีกว่าในอนาคต
ข้อดีของชิ้นส่วนโลหะผง
- เมื่อชิ้นส่วนมีรูปร่างไม่สม่ำเสมอ ยื่นออกมาหรือเป็นหลุม และมีรูที่มีรูปร่างพิเศษต่างๆ ผงโลหะก็สามารถผลิตได้ง่าย และไม่จำเป็นต้องมีการตัดเพิ่มเติมหรือมีเพียงเล็กน้อยเท่านั้น วิธีนี้ประหยัดอย่างเห็นได้ชัด
- เมื่อใช้กระบวนการผงโลหะในการผลิตชิ้นส่วนเครื่องจักร อัตราการใช้ประโยชน์ของวัสดุสามารถสูงได้มากกว่า 99.5%
- เนื่องจากชิ้นส่วนของกระบวนการผงโลหะผลิตด้วยแม่พิมพ์ ความสม่ำเสมอของโครงร่าง รูปร่าง และขนาดของชิ้นส่วนจึงมีดีมาก แต่ยังมีตัวแปรมากมายในทุกแง่มุมของการประมวลผลทางกล จึงยากที่จะรักษาความสม่ำเสมอได้
- กระบวนการผงโลหะสามารถผสานชิ้นส่วนต่างๆ หลายชิ้นเข้าไว้ในกระบวนการผลิตได้ ซึ่งจะช่วยประหยัดต้นทุนการแปรรูปและการประกอบในภายหลัง
- ความหนาแน่นของวัสดุของชิ้นส่วนโครงสร้างผงสามารถควบคุมได้ มีรูพรุนเชื่อมต่อกันในปริมาณหนึ่ง และโดยทั่วไปจะชุบด้วยน้ำมันหล่อลื่น 5%-20% เพื่อให้มีการหล่อลื่นในระดับหนึ่ง จึงทำให้ทนทานต่อการสึกหรอมากขึ้น
- ในการผลิตผงโลหะ เพื่อให้ง่ายต่อการถอดชิ้นส่วนออกจากแม่พิมพ์หลังจากการขึ้นรูป พื้นผิวการทำงานของแม่พิมพ์จะต้องมีการตกแต่งที่เรียบร้อย เพื่อให้ชิ้นส่วนมีการตกแต่งที่ปรับเปลี่ยนแอมพลิจูดได้ นอกจากนี้ ชิ้นส่วนโครงสร้างของผงโลหะยังสามารถชุบด้วยไฟฟ้า เคลือบ อบด้วยความร้อน และการตกแต่งอื่นๆ ตามมา เช่น ชิ้นส่วนเครื่องจักร
ข้อเสีย: เนื่องจากมีรูพรุนที่เหลืออยู่ ความเหนียวและค่าแรงกระแทกจึงต่ำกว่าชิ้นงานหล่อที่มีองค์ประกอบทางเคมีเดียวกัน จึงจำกัดขอบเขตการใช้งาน
ชิ้นส่วนโลหะผง
คู่มือการออกแบบผงโลหะ
กระบวนการผงโลหะ สามารถผลิตชิ้นส่วนได้หลากหลายขนาดและรูปร่าง โดยขนาดสูงสุดของชิ้นส่วนที่สามารถผลิตได้ขึ้นอยู่กับกำลังการผลิตของเครื่องจักรที่มีอยู่
รูปร่างชิ้นส่วนที่ทำได้ง่ายที่สุดด้วยกระบวนการผงโลหะคือชิ้นส่วนที่มีขนาดเท่ากันในทิศทางการกด ชิ้นส่วนที่มีรูในทิศทางการกดมักจะขึ้นรูปด้วยแกนหมุน ลิ่มและลิ่มที่อยู่ในทิศทางการกดนั้นกดได้ง่าย และคุณลักษณะรูปร่างเช่น ร่อง รู กรวย มุมเว้า และเกลียวในมุมที่ทิศทางการกดนั้นไม่สามารถกดได้ด้วยกระบวนการผงโลหะทั่วไป อย่างไรก็ตาม ด้วยโครงสร้างที่ซับซ้อนกว่าของแม่พิมพ์ สามารถขึ้นรูปชิ้นส่วนที่มีรูปร่างซับซ้อนมากขึ้นได้ ซึ่งนั่นทำให้ต้นทุนเพิ่มขึ้น
เกียร์, ประแจขันและลูกเบี้ยว
เฟือง, กระปุกเกียร์ และลูกเบี้ยว เหมาะเป็นพิเศษสำหรับการผลิตโดยกระบวนการโลหะผง
ข้อดีของการผลิตผงโลหะ:
① ความแม่นยำของมิติของเกียร์ในการผลิตจำนวนมากนั้นสม่ำเสมอ
② เนื่องจากการจัดเรียงของวัสดุมีรูพรุนในระดับหนึ่ง จึงช่วยให้เกียร์ทำงานได้อย่างราบรื่นและสามารถหล่อลื่นตัวเองได้
③ สามารถทำเกียร์โลหะผงที่มีมุมบอดได้
ชิ้นส่วนเฟืองและรูปทรงอื่นๆ สามารถผสานเข้าด้วยกันได้ด้วยกระบวนการโลหะผง
⑤ สามารถผลิตเฟืองได้หลายรูปทรง
⑥ การผลิตที่เรียบง่ายและต้นทุนต่ำ
ความคลาดเคลื่อนของผงโลหะ
ความผันผวนของขนาดระหว่างชิ้นส่วนโลหะผงส่วนใหญ่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของแรงกด
จากแรงกดที่เท่ากัน การเบี่ยงเบนยืดหยุ่นตามยาวของแม่พิมพ์จะมากกว่าการขยายตัวยืดหยุ่นของแม่พิมพ์เชิงลบ ดังนั้น ความคลาดเคลื่อนของมิติในทิศทางการกดจึงมากกว่าความคลาดเคลื่อนในทิศทางการกดแนวตั้ง
ความสัมพันธ์เชิงกล:
△ หมัด / △ แม่พิมพ์ = 3L/D
D แทนขนาดรัศมีเฉลี่ยของโพรงของแบบจำลองเชิงลบ
L แทนความยาวทั้งหมดของหัวปั๊ม
จะลดความคลาดเคลื่อนของมิติได้อย่างไร
ความคลาดเคลื่อนของมิติของชิ้นส่วนสามารถปรับปรุงได้โดยการตกแต่ง ซึ่งก็คือการนำชิ้นส่วนที่ผ่านการเผาผนึกใส่ในแม่พิมพ์ลบ แล้วกดด้วยเครื่องเจาะแม่พิมพ์ นั่นคือการกดชิ้นส่วนนั้นลงในแม่พิมพ์ตกแต่งอีกครั้ง วัตถุประสงค์หลักของการตกแต่งคือเพื่อแก้ไขการบิดเบือนที่เกิดจากการเผาผนึก
งานกลึงของชิ้นส่วนโลหะผง
วัตถุประสงค์หลักของการใช้ชิ้นส่วนโลหะผงคือเพื่อให้เกิดการตัดน้อยลง ไม่ต้องตัด ประหยัดพลังงาน ประหยัดวัสดุ ลดต้นทุนการผลิตชิ้นส่วน ชิ้นส่วนโลหะผงไม่ง่ายต่อการตัดเหมือนชิ้นส่วนโลหะทั่วไป เนื่องจากการตัดเป็นระยะๆ ที่เกิดจากรูพรุนในโครงสร้างวัสดุ ทำให้เครื่องมือมีอายุการใช้งานสั้น และความหยาบของพื้นผิวของชิ้นส่วนไม่ดี
มาตรฐานสำหรับการพิจารณาความสามารถในการกลึงโลหะผง: กำหนดความสามารถในการกลึงโดยการวัดจำนวนรูที่สามารถเจาะได้ ค่าของเหล็ก 1045 ถูกกำหนดให้เป็น 100 และสามารถกำหนดระดับความสามารถในการกลึงได้จากสูตรต่อไปนี้
คะแนนความสามารถในการแปรรูป = จำนวนรูที่เจาะในกระบวนการเผาผนึก / จำนวนรูที่เจาะในเหล็ก 1045 × 100
มีการเติม Mn, P, S และสารเติมแต่งอื่นๆ ลงในวัสดุเพื่อปรับปรุงความสามารถในการตัดเฉือนของชิ้นส่วนโลหะผง คุณสมบัติการตัดของวัสดุโลหะผงยังสามารถปรับปรุงได้โดยการเลือกเครื่องมือตัดคาร์ไบด์และรูปทรงเรขาคณิตของเครื่องมืออย่างเหมาะสม
ผลกระทบของความหนาแน่นของวัสดุต่อชิ้นส่วนโลหะผง
ในการผลิตชิ้นส่วนโครงสร้างผงโลหะ การอัดและการเผาผนึกรองมักใช้เพื่อปรับปรุงความหนาแน่นของวัสดุของชิ้นส่วน และชิ้นส่วนโครงสร้างจะถูกผลิตตามเส้นทางกระบวนการกด - การเผาผนึกขั้นต้น - การกดซ้ำ - การเผาผนึกขั้นที่สองความหนาแน่นของวัสดุของชิ้นส่วนสามารถเพิ่มได้ประมาณ95%ของเหล็กธรรมดาด้วยวิธีการอัดซ้ำ การเผาผนึกครั้งที่สอง และการอัดอุ่น
การกดซ้ำนั้นคล้ายกับการตกแต่ง แรงกดที่สูงขึ้นที่ใช้ระหว่างการกดซ้ำนั้นก็เพียงเพื่อเพิ่มความหนาแน่นโดยรวมของชิ้นส่วนเท่านั้น ส่วนการเผาผนึกครั้งที่สองนั้นหมายถึงการเผาผนึกซ้ำหลังจากการกดซ้ำ ความแข็งแรงและความเหนียวของชิ้นส่วนโครงสร้างสามารถปรับปรุงได้เนื่องจากความหนาแน่นของวัสดุที่สูงของชิ้นส่วนโครงสร้างหลังจากการกดซ้ำและการเผาผนึกครั้งที่สอง
กระบวนการผงโลหะ
องค์ประกอบทางเคมีและคุณสมบัติเชิงกล
ชิ้นส่วนโลหะผงที่ผลิตโดยกระบวนการอัดและเผาผนึกทั่วไปมีรูพรุนและคุณสมบัติเชิงกลต่ำกว่าวัสดุโลหะหนาแน่นที่มีองค์ประกอบทางเคมีเดียวกันที่ผลิตโดยวิธีการทั่วไป เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติเชิงกลของชิ้นส่วนโครงสร้างโลหะผง:
ตอนนี้ผงวัตถุดิบโดยมีองค์ประกอบโลหะผสม ได้แก่ ผงเหล็ก, ผงทองแดงและผงผสมกราไฟท์, ผงเหล็ก, ผงนิกเกิล, ผงผสมกราไฟท์, ผงเหล็ก, ผงผสมฟอสฟอรัสเหล็ก, ผงโลหะผสมแบบแพร่กระจาย, ผงเหล็กโลหะผสมและผงสแตนเลส
ประเภทวัสดุ | วัสดุทั่วไป | คุณสมบัติหลัก | แอปพลิเคชั่น |
---|---|---|---|
ธาตุเหล็ก | เหล็ก, เหล็กกล้าผสมต่ำ, เหล็กกล้าไร้สนิม | มีความแข็งแรงสูง ทนทานต่อการสึกหรอ | ชิ้นส่วนรถยนต์ เครื่องจักร |
ฐานทองแดง | ทองแดง, ทองสัมฤทธิ์, ทองเหลือง | มีการนำไฟฟ้าดี ทนต่อการกัดกร่อน | ส่วนประกอบไฟฟ้า,ตลับลูกปืน |
ฐานนิเกิล | นิกเกิล, โลหะผสมนิกเกิล | ทนความร้อน ทนการกัดกร่อน | การบินและอวกาศ, กังหันน้ำ |
ฐานไททาเนียม | ไททาเนียม, โลหะผสมไททาเนียม | ความแข็งแรงสูง น้ำหนักเบา ทนต่อการกัดกร่อน | อุปกรณ์ทางการแพทย์ การบินและอวกาศ |
อะลูมิเนียม | อะลูมิเนียม, โลหะผสมอะลูมิเนียม | น้ำหนักเบา ง่ายต่อการประมวลผล | อุปกรณ์อิเล็คทรอนิกส์, ชิ้นส่วนรถยนต์ |
โลหะผสมแข็ง | ทังสเตนคาร์ไบด์, ไททาเนียมคาร์ไบด์ | มีความแข็งสูง ทนทานต่อการสึกหรอ | เครื่องมือตัด แม่พิมพ์ |
วัสดุแม่เหล็ก | เฟอร์ไรต์, NdFeB | แม่เหล็กแรงสูง ทนความร้อน | มอเตอร์, เซนเซอร์ |
โลหะผสมที่ทนอุณหภูมิสูง | โลหะผสมนิกเกิลและโคบอลต์ | ทนความร้อน ทนต่อการเกิดออกซิเดชั่น | การบินและอวกาศ การผลิตไฟฟ้า |
วัสดุผสม | โลหะเซรามิก, โลหะคาร์บอนไฟเบอร์ | ความแข็งแรงสูง น้ำหนักเบา | การบินและอวกาศ, ชิ้นส่วนยานยนต์ |
กระบวนการผลิตที่ใช้ ได้แก่ การอัด - การเผาผนึก, การอัด - การเผาผนึกเบื้องต้น - การอัดซ้ำ - การเผาผนึก, การอัดอุ่น - การเผาผนึก, การอัดร้อน, การตีขึ้นรูปร้อน และอื่นๆ
แนวโน้มการพัฒนาชิ้นส่วนโลหะผง
แนวโน้มการพัฒนาของวัสดุดังกล่าวคือการลดหรือกำจัดรูพรุนที่เหลือภายในวัสดุ และพัฒนาวัสดุที่มีฐานเป็นเหล็กผสมกับโครเมียม แมงกานีส ไททาเนียม ซิลิกอน และธาตุอื่น ๆ เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติเชิงกลของวัสดุและขยายขอบเขตการใช้งาน
เจียฮวงเป็นบริษัทผลิตภัณฑ์ผงโลหะที่มีชื่อเสียงในประเทศจีน ผลิตภัณฑ์ Jiehuang จำหน่ายไปยังทุกประเทศทั่วโลก โดยเฉพาะอย่างยิ่งอิตาลี โปแลนด์ เดนมาร์ก สหรัฐอเมริกา สหราชอาณาจักร และประเทศอื่นๆกรุณาส่งรูปวาดของคุณมาเราจะตอบกลับคุณทันที!