Todos sabemos que las piezas sinterizadas requieren alta precisión, lo que naturalmente impone estándares exigentes para las matrices de pulvimetalurgia. Algunas matrices alcanzan una precisión dimensional de hasta 5 micrómetros.
Para producir estas piezas de alta precisión, el diseño de matrices pulvimetalúrgicas es una prioridad absoluta. El diseño de moldes es una tarea compleja que requiere considerar numerosos factores. Por lo tanto, muchos fabricantes de piezas cuentan con ingenieros dedicados al diseño de matrices.
Con más de 20 años de experiencia, BLUE diseña y fabrica moldes de precisión para piezas de pulvimetalurgia, como engranajes de bombas de aceite, rotores, bujes, bridas, ruedas dentadas y componentes de amortiguadores. herramientas de pulvimetalurgia Alcanza tolerancias de tamaño de ±0.002 mm, acabados superficiales de Ra de 0.2 a 0.4 μm y una precisión de posicionamiento de 0.003 mm. Trabajamos con materiales de primera calidad, como D2, M2, SKD11, CPM V10, DC53, YG15 y C11, para garantizar un rendimiento excepcional del molde. Si nos elige como fabricante, también ofrecemos servicios gratuitos de diseño de moldes.
Moldes para pulvimetalurgia
El molde de pulvimetalurgia consta de un punzón superior, un punzón inferior, una matriz y una varilla central.
Golpe hacia arriba y golpe hacia abajo
El punzón superior aplica presión desde el prensa de compactación de polvo Al polvo metálico dentro de la cavidad de la matriz. Contribuye a controlar la forma y el tamaño de los componentes terminados.
El punzón inferior sostiene la parte inferior de los polvos compactados durante proceso de compactaciónAyuda a controlar la altura del polvo compactado en la cavidad de la matriz.
Antes de diseñar el molde, debe determinar el número y el orden de los punzones superiores e inferiores. También debe especificar el tonelaje máximo que puede manejar cada punzón y su función en el conformado de piezas específicas.
Las inscripciones siguen abiertas,
La matriz determina la forma y el tamaño de las piezas terminadas.
Durante el proceso de prensado, el polvo en el molde es comprimido por los punzones superior e inferior y se esparce. Una presión lateral excesiva puede provocar la rotura del molde. Generalmente, para el polvo de hierro y el polvo de cobre, la presión lateral es 0.5 veces la presión vertical.
Por lo tanto, para reducir la presión lateral, el molde suele dividirse en dos partes: el anillo interior y el anillo de manguito. Ambos se unen mediante un ajuste hermético, lo que provoca que el anillo interior soporte la tensión de compresión antes de aplicar presión. Esto neutraliza las tensiones de tracción que se producen en el polvo bajo presión.
Varilla central
Cosas piezas de pulvimetalurgia tienen agujeros internos, como redondos, en forma de D, estriados, etc. Se utiliza una varilla central para hacer el agujero.
Dimensiones y tolerancias en el diseño de matrices de pulvimetalurgia
Al diseñar el tamaño del molde, los fabricantes no solo deben considerar el tamaño del producto terminado, sino también:
- Expansión durante el conformado: e
- Contracción o expansión durante la sinterización: s
- Cantidad de corrección reservada requerida para piezas sinterizadas: d
Si el tamaño del producto terminado es D, entonces la fórmula de cálculo para el tamaño del molde es:
Tamaño del dado = ( D + d ) / (1 – s % ) / ( 1 + e % )
En el molde, la separación entre los punzones superior e inferior, la matriz y el núcleo (0.01-0.02 mm) es demasiado grande, lo que facilita la entrada de polvo. Si es demasiado pequeña, el gas del molde no puede escapar.
La tolerancia del molde suele ser inferior a 5 μm. Podemos suministrar herramientas de pulvimetalurgia con un margen de error de hasta 3 μm.
La siguiente tabla muestra los valores de holgura entre el punzón superior, el punzón inferior y la matriz o varilla del núcleo.
| Tamaño de herramienta (mm) | Espacio (μm) |
| ≤ 10 | 10 a 15 |
| 10 a 18 | 12 a 18 |
| 18 a 30 | 15 a 22 |
| 30 a 50 | 18 a 27 |
Dado que la máquina de moldeo ejerce una presión muy alta, hasta 800 MPa, todos los factores relevantes deben considerarse minuciosamente en el diseño de la matriz para evitar grietas.
Materiales de herramientas para pulvimetalurgia
Materiales de troquel
La cavidad del molde suele tener una forma irregular y es fácil que se agriete cuando el molde se somete a mayor tensión. Además, el molde debe resistir el desgaste de los polvos, por lo que su material debe tener las siguientes características:
- Alta resistencia
- Alta dureza
- Alta resistencia al desgaste
Los materiales de matriz más comunes incluyen:
Acero para herramientas, como D2, SKD11 y M2.
Acero de alta velocidad: como CPM10V, VANADIS-60 y ASP-60.
Materiales de punzones
El límite elástico y la dureza del material de los punzones son muy elevados. Si el punzón sufre deformación plástica durante el proceso de prensado, como acortamiento o engrosamiento, puede provocar que las piezas aumenten de tamaño o que la matriz se atasque.
Además, el punzón es un molde dinámico, y sus requisitos de tenacidad y resistencia a la fatiga superan los de la matriz. La mayoría de los punzones utilizan acero para herramientas, como A2, SKD11 y DRM2. Si necesita mejorar la tenacidad, puede utilizar acero para herramientas en polvo y acero de alta velocidad, como ASP-60 (HRC 65 a 69) o V-4E (HRC 58 a 64).
Materiales de la varilla del núcleo
La varilla de núcleo es relativamente larga y se rompe fácilmente durante el desmoldeo. Por ello, solemos utilizar acero para herramientas con alta resistencia a la tracción, como el SKH9. Normalmente, utilizamos un tratamiento térmico para aumentar la dureza de la parte superior de la varilla. Para aumentar la resistencia al desgaste, podemos aplicar carburo de tungsteno en la parte superior de la varilla y luego soldar ambas partes con soldadura de plata.
Para prolongar la vida útil de los moldes de pulvimetalurgia, los fabricantes suelen utilizar el recubrimiento de titanio para aumentar la resistencia al desgaste de los productos. Sin embargo, su coste es relativamente alto. Por ejemplo, el costo del recubrimiento de titanio para varillas de núcleo convencionales ronda los 30 dólares.
Diseño de piezas pulvimetalúrgicas
- Diferencia en la superficie de la mesa
Para piezas con grandes diferencias en las superficies de la mesa, es necesario considerar el diseño de múltiples punzones. Si se utiliza un solo punzón, la densidad de las piezas será desigual y dificultará el desmoldeo.
- Esquinas filosas
Las piezas deben evitar las esquinas afiladas, por lo que también deben evitarse los punzones superiores e inferiores para evitar una presión excesiva y el colapso. Normalmente, el ancho de la punta de la pieza debe ser de al menos 0.1 mm.
- Chaflanes
Los bordes de las piezas de metal en polvo deben biselarse para evitar rebabas. El ángulo de biselado habitual es de 30° o 45°. Generalmente no se adopta el ángulo R, ya que encarece demasiado el punzonado.
- Cónica
El cono es fácil de golpear la varilla central, por lo que la pieza debe agregar una pequeña sección recta, al menos 0.25 mm.
- Agujero de escape
Si no hay un orificio de escape en el punzón superior, el gas no podrá escapar.
- Proporción de aspecto
La relación de aspecto no puede ser demasiado grande, no más de 3.
- espesor de pared
Si el espesor de la pared de la pieza es demasiado delgado (menos de 1.52 mm), o la relación entre la longitud y el espesor de la pared es superior a 8:1, es fácil que se produzca una densidad desigual y grietas en la pieza.
Preguntas Frecuentes
1. ¿Cuáles son los equipos para probar la precisión de las matrices de pulvimetalurgia?
Micrómetro Es ideal para medir de forma rápida y directa dimensiones críticas como el diámetro interior, el diámetro exterior y el espesor de una pieza.
Proyector Compara los perfiles de las piezas con los estándares existentes y puede emplearse para evaluar rápidamente la forma general y la precisión dimensional.
Profiler Proporciona información detallada sobre la calidad y el acabado de la superficie. Ayuda a garantizar que los moldes cumplan con las especificaciones de suavidad y precisión dimensional.
CMM (Máquina de medición de coordenadas) proporciona datos dimensionales 3D detallados y son ideales para verificar geometrías y tolerancias complejas.
2. ¿Cuál es el ciclo de producción del molde?
La mayoría de los moldes tardan entre 10 y 15 días en fabricarse. Para moldes especialmente complejos o de alta precisión, la producción tarda aproximadamente un mes.
3. ¿Qué software está disponible para el diseño de moldes?
Auto CAD, SolidWorks y Pro-Engineer.
4. ¿Los moldes de pulvimetalurgia deben realizar copias de seguridad?
Sí.
La producción de moldes para pulvimetalurgia requiere cierto tiempo, y si el molde se daña, la producción se ve afectada. Si hay un molde de repuesto, la producción puede continuar.
5. ¿Cuál es la vida útil del molde de pulvimetalurgia?
Para moldes con formas y estructuras simples, como los rodamientos que contienen aceite, la vida útil del molde es de aproximadamente 300,000 a 500,000 piezas por molde. Para formas más complejas, como los rotores de bombas de aceite con un diámetro de 66 mm, la vida útil del molde es de aproximadamente 100,000 piezas por molde.
6. ¿Cuánto cuesta un juego de moldes de pulvimetalurgia?
El costo del molde está estrechamente relacionado con su complejidad estructural, precisión y tamaño. Por ejemplo, un rotor de bomba de aceite con un diámetro de 66 mm y una precisión inferior a 5 μm, un juego de moldes cuesta aproximadamente $4,000.