La forgiatura è nota per la produzione di componenti con elevata resistenza. Considerate di combinare questi processi? La metallurgia delle polveri (PM) è una lavorazione diffusa che consente di ottenere componenti con forma quasi netta. Questo è il punto.
Combinando il metodo convenzionale di "pressatura e sinterizzazione" e il processo di forgiatura, si ottiene la forgiatura a polvere o forgiatura di metalli in polvere.
Contenuti
Processo di forgiatura a polvere
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La forgiatura a polvere richiede un'elevata purezza del materiale e un basso contenuto di ossigeno affinché i pezzi finiti presentino resistenza e tenacità adeguate. Durante il processo di sinterizzazione e forgiatura, poiché gli elementi di lega sono difficili da diffondere uniformemente, i produttori utilizzano solitamente polvere pre-legata.
Miscelazione
Il processo di miscelazione delle polveri richiede solitamente circa un'ora per ottenere una materia prima uniforme. In questo processo, vengono solitamente aggiunti alcuni additivi per garantire un'adeguata miscelazione e lubrificazione del processo di compattazione.
Pressatura
La compattazione è il processo mediante il quale si forma la polvere metallica ed è necessario prestare attenzione ai seguenti punti.
Se la densità iniziale è troppo bassa, si formeranno delle crepe durante la forgiatura. Se è troppo alta, può danneggiare lo stampo e ostacolare la densificazione dei pezzi.
sinterizzazione
Una volta formata la polvere metallica, il pezzo viene inserito in un forno trasportatore. sinterizzazione avviene a una temperatura inferiore al punto di fusione del metallo. Il pezzo sinterizzato viene quindi inviato al processo successivo.
Forgiatura
Successivamente, la preforma viene posizionata in uno stampo di forgiatura e sottoposta ad alta pressione tramite una pressa. Questo processo compatta ulteriormente il materiale, aumentandone la densità e migliorandone le proprietà meccaniche.
Forse saprete che la forgiatura può essere suddivisa in base alla temperatura in forgiatura a freddo e forgiatura a caldo. Inoltre, in base al tipo di stampo, la forgiatura può essere classificata in forgiatura a stampo aperto e forgiatura a stampo chiuso.
Metodi di forgiatura a polvere
I metodi più comuni di forgiatura delle polveri solitamente includono quanto segue:
Forgiatura a polvere fredda
La forgiatura a freddo delle polveri è il processo di forgiatura parti sinterizzate con una densità dal 75% all'85% a temperatura ambiente. Dopo la forgiatura a freddo, la superficie dei pezzi risulta liscia e le dimensioni sono facili da controllare.
Questo processo richiede che i pezzi sinterizzati abbiano una resistenza adeguata. Generalmente, per aumentare la densità dei pezzi sinterizzati, questi vengono spesso sottoposti a infiltrazione di rame. Fortunatamente, attraverso il processo di forgiatura a freddo con polvere, la densità dei pezzi viene notevolmente migliorata e non è necessario alcun ulteriore processo di infiltrazione.
Forgiatura a polvere calda
- Forgiatura diretta a polvere dopo il riscaldamento
In questo processo, la polvere compattata viene riscaldata, modellata e poi forgiata direttamente. Questo metodo è più semplice di altri, non richiede sinterizzazione e consente un maggiore risparmio energetico. Inoltre, non è influenzato dalla velocità di produzione del forno di sinterizzazione e offre la massima velocità di produzione.
- Prima la sinterizzazione e poi la forgiatura
Questo processo consiste nel riscaldare i pezzi sinterizzati a circa 1100 °C per la forgiatura a caldo. Il riscaldamento aumenta la duttilità del materiale, rendendolo più malleabile per il processo di forgiatura. Spesso viene eseguito in atmosfera controllata per prevenire ossidazione e contaminazione.
Vantaggi della forgiatura con metallurgia delle polveri
Alta precisione delle parti
La precisione dei pezzi sinterizzati è molto elevata e l'errore può essere inferiore a 0.05 mm. Pertanto, la forgiatura mediante metallurgia delle polveri non richiede ulteriori lavorazioni secondarie come la forgiatura.
Alta efficienza produttiva
La forgiatura a polvere ha un'elevata efficienza produttiva. Uno dei motivi è che processo di metallurgia delle polveri e il processo di forgiatura utilizza principalmente processi completamente e semi-automatici. Un altro vantaggio è che le polveri possono essere pressate rapidamente fino a raggiungere la forma desiderata.
Buona utilizzazione dei materiali
Il tasso di utilizzo del materiale nella forgiatura a polvere è generalmente superiore all'80%. Per la forgiatura ordinaria, a causa della presenza di bave e sbavature, il tasso di utilizzo del materiale è di circa il 50%.
Low Cost
Il processo di forgiatura a stampo comune prevede essenzialmente la forgiatura del pezzo grezzo riscaldato con più rulli e la successiva forgiatura su una pressa. Vengono quindi eseguite diverse lavorazioni come rifilatura, punzonatura e correzione.
Tuttavia, la forgiatura a polvere prevede un'unica forgiatura per formare il pezzo grezzo, eliminando processi multipli e migliorando notevolmente l'efficienza produttiva, che può raggiungere i 12~15 pezzi al minuto. Ciò riduce notevolmente gli investimenti in attrezzature e manodopera.
Inoltre, grazie alla presenza di pori, la resistenza alla deformazione delle parti sinterizzate durante il processo di forgiatura è relativamente ridotta, quindi la temperatura di riscaldamento richiesta per la forgiatura è inferiore a quella della forgiatura ordinaria.
Buone proprietà meccaniche
Dopo il processo di forgiatura, la densità dei pezzi sinterizzati può essere aumentata fino a oltre il 98%. Questo può ridurre efficacemente la porosità e migliorare la resistenza e la tenacità dei pezzi. Inoltre, la struttura interna dei pezzi forgiati a polvere è uniforme e isotropa.
Lunga durata dello stampo
La forgiatura a polvere presenta basse temperature, assenza di bave, minore usura superficiale dello stampo e una pressione di forgiatura molto inferiore rispetto alla forgiatura con stampo tradizionale. Pertanto, rispetto alla forgiatura con stampo tradizionale, la durata dello stampo può essere aumentata di oltre 10 volte.
Fattori che influenzano la forgiatura a polvere
Temperatura di forgiatura
Nel processo di forgiatura a polvere, la temperatura di forgiatura può migliorare la densità delle parti entro un certo intervallo.
Durante il processo di forgiatura a polvere, la temperatura di forgiatura può migliorare la densità dei componenti entro un certo intervallo. Studi hanno dimostrato che quando la pressione di forgiatura dei componenti a base di ferro è di 510 MPa, la temperatura di forgiatura aumenta da 900 °C a 1000 °C e la densità dei componenti aumenta dal 99.0% al 99.3%.
Tuttavia, quando la temperatura sale a 1100°C, la densità delle parti aumenta di poco.
Elementi leganti
Il carbonio è un importante elemento di lega. Ha un impatto significativo sulla durezza, sulla resistenza alla trazione, sulla resistenza all'usura, ecc. del materiale.
Applicazione della forgiatura a polvere
Riducendo al minimo lo spreco di materiale e migliorando la struttura dei grani, la forgiatura a polvere crea componenti leggeri ma resistenti. È particolarmente vantaggiosa nelle applicazioni automobilistiche.
Biella forgiata a polvere
Le bielle forgiate a polvere sono ampiamente utilizzate nei motori automobilistici, e circa il 60% di esse viene prodotto utilizzando questa tecnologia. Queste bielle offrono numerosi vantaggi, tra cui elevata resistenza, precisione, prestazioni eccellenti e peso ridotto.
BLUE è un professionista produttore di metallurgia delle polveri, offrendo una gamma completa di soluzioni di bielle forgiate a polvere per motori a benzina e diesel. Le nostre bielle forgiate in polvere metallica presentano tolleranze ristrette, elevata costanza dimensionale e una densità prossima a quella dell'acciaio forgiato (>7.80 g/cm³), garantendo un'eccellente resistenza alla fatica e prestazioni di carico.
Camma forgiata a polvere
Le camme forgiate a polvere soddisfano in modo eccellente i requisiti prestazionali delle camme dei motori automobilistici, offrendo al contempo notevoli risparmi di materiale e costi di produzione ridotti.
Anelli di sincronizzazione
Gli anelli sincronizzatori forgiati a polvere di ferro hanno un costo inferiore del 40% rispetto ai tradizionali anelli sincronizzati a base di rame.
La forgiatura a polvere consente di ottenere efficacemente la densificazione dei componenti, ad esempio l'acciaio può raggiungere 7.85 g/cm³. Offre i vantaggi di elevata efficienza, bassi costi e produzione su larga scala di prodotti ad alte prestazioni.
Rispetto al processo di forgiatura tradizionale, la forgiatura a polvere può produrre parti con maggiore precisione e minore rugosità. La tabella seguente ne illustra il confronto.
| Parametro | Parti forgiate | Polvere forgiata [arti |
|---|---|---|
| Fluttuazione dimensionale / 100mm (mm) | ± 1.5 | ± 0.2 |
| Precisione dimensionale (mm) | da IT13 a IT15 | da IT6 a IT9 |
| Rugosità superficiale (μm) | ≥ 12.5 | da 0.8 a 3.2 |
| Incrostazioni di ossido / bava | Avere | Non averlo |
| Durata dello stampo /10,000 pezzi | 0.4 | da 4 a 10 |