دليل تصميم أجزاء مسحوق المعادن

يبدأ التصميم الناجح لأجزاء مسحوق المعادن (PM) بفهم قيود العملية وخصائص المواد. يجب الحفاظ على سمك جدار موحد، وتجنب الزوايا الحادة، واستخدام زوايا سحب مناسبة، ومراعاة أداء الأدوات. احرص دائمًا على الموازنة بين المتانة وقابلية التصنيع والتكلفة. يمكن لأجزاء مسحوق المعادن المصممة جيدًا توفير الوقت، وتقليل العيوب، وإطالة عمر الأدوات. سيساعدك دليل تصميم أجزاء مسحوق المعادن هذا على تحقيق هذه الأهداف.

اعتبارات التصميم لمسحوق المعادن

تحديد الحجم

يوصى بالحفاظ على نسبة العرض إلى الارتفاع ضمن 8:1 أجزاء مسحوق المعادنبأقطار لا تتجاوز 250 ملم وارتفاعات تصل إلى 200 ملم.

أجزاء متعددة المستويات

بالنسبة للأجزاء ذات المستويين أو المستويات المتعددة، يجب استخدام عدة لكمات علوية وسفلية، أو قالب رف، أو قضبان قلب الرف.

عندما يكون فرق الارتفاع بين المستويات صغيرًا، يُمكن استخدام مثقب علوي مُدرّج ومثقب سفلي واحد. أما في حال وجود فرق ارتفاع أكبر، فيُنصح بقلب القطعة واستخدام مثقب علوي واحد مع مثقبين سفليين.

إن استخدام لكمة علوية ذات خطوة واحدة فقط لاختلافات الارتفاع الكبيرة يمكن أن يؤدي إلى كثافة غير متساوية ويزيد من خطر كسر اللكمة أو تشققها.

يضعف

لأن ضغط المسحوق وقذفه يحدثان على طول محور عمودي، فلا يمكن أن تكون هناك عوائق في اتجاه المكبس. لذلك، لا يمكن تشكيل خصائص مثل التقطيعات السفلية والثقوب العرضية، كما هو موضح في الشكل أ، مباشرةً بكبس مسحوق المعادن، بل يجب إنتاجها من خلال التشغيل الثانوي.

يمكن الضغط على الجزء الموضح في الشكل ب بشكل مباشر دون الحاجة إلى عمليات إضافية.

تجنب الزوايا الحادة

عند تصميم أجزاء مسحوق المعادن، يجب تجنب الزوايا الحادة لتقليل تركيزات الإجهاد التي قد تسبب ميتالورجيا المسحوق يموت الكسر. وبالمثل، لا ينبغي تصميم لكمات علوية أو سفلية بميزات رقيقة أو حادة بشكل مفرط، لأن ذلك قد يؤدي إلى كسر اللكمة تحت ضغط الضغط العالي.

بدلاً من ذلك، استبدل الزوايا الحادة بأسطح مستوية، مع ضمان عرض أدنى لا يقل عن 0.3 ملم.

شطب الحافة

قد يؤدي تضمين الأقطار في تصميم الجزء الخاص بك إلى ظهور نتوءات أثناء الضغط وارتفاع أدوات مسحوق تعدين تكاليف التصنيع. يُنصح بتجنب استخدام أنصاف الأقطار واستخدام حواف مشطوفة بدلاً منها، عادةً بزوايا 30 درجة أو 45 درجة.

يُنصح بتجهيز مقطع مستقيم للتشطيب بعرض لا يقل عن 0.13 مم. إذا لم تكن كثافة اللون الأخضر عالية، يُمكن حذف المقطع المستقيم وتشطيبه مباشرةً بزاوية 30 درجة.

إذا كنت بحاجة إلى ميزات نصف قطرية، فيمكنك تحقيقها بعد التلبيد وقبل المعالجة الحرارية من خلال التشطيب الاهتزازي أو التشغيل الآلي.

سمك الجدار

عندما تكون نسبة طول الجزء المصنوع من مسحوق المعادن لديك إلى سمك الجدار 8:1 أو أعلى، تصبح الاختلافات في الكثافة أمراً لا مفر منه.

كمبدأ عام، يجب ألا يقل سمك الجدار عن 1.52 ملم (0.060 بوصة).

يجب تجنب تصميم الأجزاء ذات الجدران الطويلة والرقيقة، حيث تصبح الأدوات أكثر هشاشة ولها عمر خدمة أقصر.

ثقوب

يمكنك تصميم الثقوب على طول اتجاه الضغط بأشكال مختلفة، مثل الدائرية، على شكل حرف D، والمسننة، والفتحات الرئيسية، والتي يتم تشكيلها باستخدام قضبان أساسية.

يمكن أيضًا تشكيل الثقوب العمياء، والخطوات العمياء، والثقوب المخروطية بسهولة في عملية الضغط.

بالنسبة للأجزاء الكبيرة، يمكنك دمج فتحات التفتيح لتقليل وزن الجزء ومنطقة الضغط المتوقعة، مما يجعل عملية الضغط أكثر كفاءة.

التفتق والمسودة

• بالنسبة للجدران المستقيمة، لا تحتاج عادةً إلى أي تيار هواء.
• عند تصميم المقاطع المخروطية، تأكد من إضافة مسافة مستقيمة لا تقل عن 0.25 مم بين المخروط وجدار القالب أو قضيب اللب. هذا يمنع لكمة الثقب العلوية من ضرب المخروط.
• إذا كنت تقوم بإضافة خطوات الشفة، قم بتضمين مسودة صغيرة لضمان إخراج أجزائك بسلاسة.
• إذا كنت تقوم بإضافة خطوات شفة أو نتوءات أو فتحات مضادة مصنوعة بواسطة وجه المثقب، فقم بتضمين مسودة صغيرة على الجدران الجانبية لمساعدة أجزائك على الخروج بسلاسة ومنع التصاق الأداة أو تقطيع الحافة.

فتحات

تُضيف المثاقب الغاطسة حافة مشطوفة حول ثقوب رؤوس البراغي أو المسامير. عند تشكيلها باستخدام مثقاب في علم المعادن المساحيق، يُفضّل إضافة سطح مسطح بسمك 0.25 مم تقريبًا لتجنب الحواف الحادة وحماية المثقاب.

المحاور

المحور هو الجزء المركزي من الترس أو العجلة المسننة أو الكامة، وهو يوفر القوة ويضمن محاذاة العمود بشكل صحيح. في علم المعادن المساحيق، يُمكن إنتاج المحاور بسهولة، ولكن تذكر إضافة طبقة سميكة بين المحور والشفة لتقليل الإجهاد. كذلك، حافظ على مسافة كافية بين القطر الخارجي للمحور وقطر جذر الترس أو العجلة المسننة لتحسين القوة وسهولة التصنيع.

رئيس

عند تشكيل نتوء، ضع التجويف في المثقب. حافظ على عمق النتوء عند حوالي 85% أو أقل من ارتفاع القطعة، وأضف مسودة 12 درجة على الأقل على كل جانب لضمان سلاسة القذف. إذا لزم وجود جدران نتوء عمودية، فاستخدم مثقابًا خاصًا مزودًا بقذف موجب لمنع التصاق المادة المضغوطة.

الفتحات والأخاديد

عند الضغط على الأخاديد في جزء ما، ضع النتوءات على وجه المثقب والبقاء ضمن هذه الحدود حتى يخرج المثقب بسلاسة:

• الأخاديد المنحنية أو نصف الدائرية: حافظ على العمق عند حوالي 20٪ من الطول الإجمالي للجزء.
• الأخاديد المستطيلة: حافظ على العمق عند حوالي 15٪ من طول القطعة، وطبق مسودة لا تقل عن 12 درجة على الجدران الموازية لاتجاه الضغط، وقم بتدوير كل زاوية.
• يجب تجنب الشقوق والأخاديد العميقة والضيقة لأنها تتطلب أدوات رفيعة وهشة قابلة للكسر تحت الضغط العالي. كما أن المسحوق لا يملأ هذه المناطق جيدًا، مما يسبب اختلافات في الكثافة، ومشاكل في الأبعاد، وضعفًا في أداء القطع.

التفاوتات النموذجية لأجزاء مسحوق المعادن

الميزات	التسامح العملي (مم)	التسامح المحتمل (مم)
داخل القطر	± 0.050	± 0.025
القطر الخارجي	± 0.050	± 0.025
الطول (اضغط باستمرار)	± 0.013	± 0.075
تركيز	± 0.075	± 0.050
توازي الغايات	± 0.038	± 0.025
تسطيح الأطراف	± 0.050	± 0.025

خصائص المواد PM الشائعة

تسمية المواد (MPIF 35)	الكثافة (جم / سم مكعب)	قوة الشد (MPa)	قوة العائد (MPa)	الصلابة (HRB/HRC)	تطبيقات نموذجية
F-0000 (حديد نقي)	٢٠٢٤/٢٠٢٣	٢٠٢٤/٢٠٢٣	٢٠٢٤/٢٠٢٣	40-70 HRB	الأجزاء الهيكلية، النوى المغناطيسية
FC-0208 (حديد-نحاس)	٢٠٢٤/٢٠٢٣	٢٠٢٤/٢٠٢٣	٢٠٢٤/٢٠٢٣	60-85 HRB	التروس، الكامات، المحامل
FC-0205 (حديد-نحاس)	٢٠٢٤/٢٠٢٣	٢٠٢٤/٢٠٢٣	٢٠٢٤/٢٠٢٣	50-80 HRB	أجزاء هيكلية متوسطة القوة
FN-0205 (حديد-نيكل)	٢٠٢٤/٢٠٢٣	٢٠٢٤/٢٠٢٣	٢٠٢٤/٢٠٢٣	80-90 HRB	قطع غيار السيارات عالية المتانة
FL-4405 (Fe-0.4%C، سبيكة منخفضة)	٢٠٢٤/٢٠٢٣	٢٠٢٤/٢٠٢٣	٢٠٢٤/٢٠٢٣	80-95 HRB	أجزاء عالية القوة، تروس السيارات
FLN2-4405 (Fe-Ni-Mo، سبيكة منخفضة)	٢٠٢٤/٢٠٢٣	٢٠٢٤/٢٠٢٣	٢٠٢٤/٢٠٢٣	25-35HRC	تروس عالية التحميل، مكونات ناقل الحركة

 

بلو هي مورد رائد لقطع غيار مسحوق المعادن القياسية في الصين، ولديها أكبر مخزون من قطع غيار مسحوق المعادن القياسية، مع خدمة قوالب مجانية. كما نقدم قطع غيار مسحوق المعادن المخصصة وخدمات تصميم القوالب مجانًا.