La forja es conocida por producir piezas de gran resistencia. ¿Considera combinar estos procesos? La pulvimetalurgia (PM) es un proceso popular que produce piezas con una forma casi final. Ese es el punto.
La combinación del método convencional de “prensa y sinterización” y el proceso de forjado se conoce como forjado en polvo o forjado de metal en polvo.
Contenido
Proceso de forja de polvo
Seleccionar Materias Primas
La forja de polvo requiere una alta pureza del material y un bajo contenido de oxígeno para que las piezas terminadas tengan la resistencia y tenacidad necesarias. Durante el proceso de sinterización y forja, dado que los elementos de aleación son difíciles de distribuir uniformemente, los fabricantes suelen utilizar polvo prealeado.
Mezcla
El proceso de mezcla de polvo suele tardar aproximadamente una hora para obtener una materia prima uniforme. En este proceso, se suelen añadir aditivos para asegurar una mezcla y lubricación adecuadas durante la compactación.
Prensado
La compactación es el proceso mediante el cual se forma el polvo metálico y es necesario prestar atención a los siguientes puntos.
Si la densidad en verde es demasiado baja, se producirán grietas durante el forjado. Si es demasiado alta, puede dañar el molde y dificultar la densificación de las piezas.
sinterización
Una vez formado el polvo metálico, se introduce la pieza en un horno transportador. sinterización Se lleva a cabo a una temperatura inferior al punto de fusión del metal. La pieza sinterizada se envía al siguiente proceso.
Forja
A continuación, se coloca la preforma en una matriz de forja y se aplica alta presión con una prensa de forja. Este proceso compacta aún más el material, aumentando su densidad y mejorando sus propiedades mecánicas.
Como sabrá, la forja se clasifica, según la temperatura, en forja en frío y forja en caliente. Además, según el tipo de molde, se clasifica en forja en matriz abierta y forja en matriz cerrada.
Métodos de forjado en polvo
Los métodos comunes de forjado en polvo suelen incluir los siguientes:
Forja de polvo frío
La forja en frío con polvo es el proceso de forja piezas sinterizadas Con una densidad del 75% al 85% a temperatura ambiente. Tras el forjado en frío, la superficie de las piezas es lisa y su tamaño es fácil de controlar.
Este proceso requiere que las piezas sinterizadas tengan suficiente resistencia. Generalmente, para aumentar su densidad, las piezas sinterizadas suelen someterse a infiltración de cobre. Afortunadamente, mediante el proceso de forjado en frío con polvo, la densidad de las piezas se mejora completamente y no se requiere ningún proceso de infiltración adicional.
Forja de polvo caliente
- Forjado directo de polvo después del calentamiento
En este proceso, el polvo compactado se calienta, se moldea y luego se forja directamente. Este método es más sencillo que otros, no requiere sinterización y permite un mayor ahorro de energía. Además, no se ve afectado por la velocidad de producción del horno de sinterización y ofrece la mayor velocidad de producción.
- Primero sinterización y luego forja.
Este proceso consiste en recalentar las piezas sinterizadas a aproximadamente 1100 °C para su forjado en caliente. El calentamiento mejora la ductilidad del material, haciéndolo más maleable para el proceso de forjado. Además, suele realizarse en atmósfera controlada para evitar la oxidación y la contaminación.
Ventajas de la forja mediante pulvimetalurgia
Alta precisión de piezas
La precisión de las piezas sinterizadas es muy alta, con un error incluso inferior a 0.05 mm. Por lo tanto, la forja pulvimetalúrgica no requiere un procesamiento secundario adicional como la forja.
Alta eficiencia de producción
La forja en polvo ofrece una alta eficiencia de producción. Una de ellas es que... proceso de pulvimetalurgia El proceso de forjado se realiza principalmente con procesos totalmente automatizados y semiautomatizados. Otra ventaja es que los polvos se pueden prensar rápidamente para darles forma.
Buena utilización del material
La tasa de utilización del material en la forja de polvo suele ser superior al 80 %. En la forja convencional, debido a la presencia de rebabas y rebabas, la tasa de utilización es de aproximadamente el 50 %.
Bajo costo
El proceso común de forja en matriz consiste básicamente en forjar la pieza en bruto calentada con múltiples rodillos y luego forjarla en una prensa. A continuación, se realizan múltiples procesos como recorte, punzonado y corrección.
Sin embargo, la forja en polvo utiliza un solo forjado para formar la pieza en bruto, lo que elimina múltiples procesos y mejora considerablemente la eficiencia de producción, que puede alcanzar de 12 a 15 piezas por minuto. Esto reduce considerablemente la inversión en equipos y mano de obra.
Además, debido a la presencia de poros, la resistencia a la deformación de las piezas sinterizadas durante el proceso de forjado es relativamente pequeña, por lo que la temperatura de calentamiento del forjado requerida es menor que la del forjado ordinario.
Buenas propiedades mecánicas
Tras el proceso de forjado, la densidad de las piezas sinterizadas puede aumentarse a más del 98 %. Esto reduce eficazmente la porosidad y mejora la resistencia y la tenacidad de las piezas. Además, la estructura interna de las piezas forjadas con polvo es uniforme e isótropa.
Larga vida útil del molde
La forja en polvo ofrece baja temperatura, ausencia de rebabas, menor desgaste superficial de la matriz y una presión mucho menor en la unidad de forjado que la forja convencional. Por lo tanto, en comparación con la forja convencional, su vida útil puede aumentar más de diez veces.
Factores que afectan la forja en polvo
Temperatura de forja
En el proceso de forjado en polvo, la temperatura de forjado puede mejorar la densidad de las piezas dentro de un rango determinado.
Durante el proceso de forjado en polvo, la temperatura de forjado puede mejorar la densidad de las piezas dentro de un rango determinado. Estudios han demostrado que, cuando la presión de forjado de piezas a base de hierro es de 510 MPa, la temperatura de forjado aumenta de 900 °C a 1000 °C, y la densidad de las piezas aumenta del 99.0 % al 99.3 %.
Sin embargo, cuando aumenta a 1100℃, la densidad de las piezas aumenta poco.
Elementos de aleación
El carbono es un importante elemento de aleación. Tiene un impacto significativo en la dureza, la resistencia a la tracción, la resistencia al desgaste, etc. del material.
Aplicación de la forja en polvo
Al minimizar el desperdicio de material y mejorar la estructura del grano, la forja en polvo crea piezas ligeras y duraderas. Resulta especialmente ventajosa en aplicaciones automotrices.
Biela forjada en polvo
Las bielas forjadas en polvo se utilizan ampliamente en motores de automóviles, y aproximadamente el 60 % de ellas se fabrican con esta tecnología. Estas bielas ofrecen numerosas ventajas, como alta resistencia, precisión, excelente rendimiento y peso reducido.
BLUE es un profesional fabricante de pulvimetalurgiaOfrecemos una gama completa de bielas forjadas en polvo para motores de gasolina y diésel. Nuestras bielas forjadas en polvo metálico presentan tolerancias ajustadas, alta consistencia dimensional y una densidad similar a la del acero forjado (>7.80 g/cm³), lo que se traduce en una excelente resistencia a la fatiga y un excelente rendimiento de carga.
Leva forjada en polvo
Las levas forjadas en polvo se destacan por satisfacer las demandas de rendimiento de las levas de motores de automóviles y al mismo tiempo ofrecen importantes ahorros de material y costos de producción reducidos.
Anillos de engranajes sincronizadores
Los anillos de engranajes sincronizadores forjados en polvo a base de hierro tienen un costo un 40 % menor que los anillos de engranajes tradicionales a base de cobre.
La forja en polvo logra una densificación eficaz de las piezas; por ejemplo, el acero puede alcanzar 7.85 g/cm³. Ofrece ventajas como alta eficiencia, bajo costo y producción a gran escala de productos de alto rendimiento.
En comparación con el proceso de forja tradicional, el forjado en polvo permite producir piezas con mayor precisión y menor rugosidad. La siguiente tabla muestra su comparación.
| Parámetro | Piezas forjadas | Polvo forjado [artes |
|---|---|---|
| Fluctuación de dimensión / 100 mm (mm) | ± 1.5 | ± 0.2 |
| Precisión dimensional (mm) | IT13 a IT15 | IT6 a IT9 |
| Rugosidad de la superficie (μm) | ≥ 12.5 | 0.8 a 3.2 |
| Escala de óxido / rebabas | ¿Tienes | No tengo |
| Vida útil del molde / 10,000 piezas | 0.4 | 4 a 10 |