Todos sabemos que peças sinterizadas exigem alta precisão, o que naturalmente estabelece padrões rigorosos para matrizes de metalurgia do pó. Algumas matrizes atingem precisão dimensional de até 5 micrômetros.
Para produzir essas peças de alta precisão, o projeto de matrizes de metalurgia do pó é uma prioridade máxima. O projeto do molde é uma tarefa complexa com muitos fatores a serem considerados. Por isso, muitos fabricantes de peças contam com engenheiros próprios para projetar as matrizes.
Com mais de 20 anos de experiência, a BLUE projeta e fabrica moldes de precisão para peças de metalurgia do pó, como engrenagens de bombas de óleo, rotores, buchas, flanges, rodas dentadas e componentes de amortecedores. ferramentas de metalurgia do pó Atinge tolerâncias dimensionais de ±0.002 mm, acabamentos superficiais de Ra 0.2–0.4 μm e precisão posicional de 0.003 mm. Trabalhamos com materiais premium, incluindo D2, M2, SKD11, CPM V10, DC53, YG15 e C11, para garantir um desempenho excepcional da matriz. Se você nos escolher como fabricante, também oferecemos serviços gratuitos de projeto de moldes.
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Moldes para metalurgia do pó
O molde de metalurgia do pó consiste em punção superior, punção inferior, matriz e haste central.
Soco para cima e soco para baixo
O punção superior aplica pressão do prensa de compactação de pó ao pó metálico dentro da cavidade da matriz. Contribui para o controle da forma e do tamanho dos componentes acabados.
O punção inferior suporta a parte inferior dos pós compactados durante processo de compactação. Ajuda a controlar a altura do pó compactado na cavidade da matriz.
Antes de projetar o molde, você deve determinar o número e a ordem dos punções superiores e inferiores. Você também precisa especificar a tonelagem máxima que cada punção pode suportar e sua função na conformação de peças específicas.
morrem
A matriz determina o formato e o tamanho das peças acabadas.
Durante o processo de prensagem, o pó no molde é comprimido pelos punções superior e inferior e se espalha. A pressão lateral excessiva pode causar a quebra do molde. Geralmente, para pó de ferro e pó de cobre, a pressão lateral é 0.5 vez a pressão vertical.
Portanto, para reduzir a pressão lateral, o molde é frequentemente dividido em duas partes: o anel interno e o anel da luva. Os anéis interno e de luva são unidos por um método de encaixe apertado, o que fará com que o anel interno suporte a tensão de compressão antes da aplicação da pressão. Isso neutralizará as tensões de tração que ocorrem no pó sob pressão.
Haste Central
Alguns peças de metalurgia do pó têm furos internos, como redondos, em forma de D, estriados, etc. A haste central é usada para fazer o furo.
Dimensões e tolerâncias no projeto de matrizes de metalurgia do pó
Ao projetar o tamanho da matriz, os fabricantes não devem considerar apenas o tamanho do produto acabado, mas também:
- Expansão durante a formação: e
- Contração ou expansão durante a sinterização: s
- Quantidade de correção reservada necessária para peças sinterizadas: d
Se o tamanho do produto acabado for D, a fórmula de cálculo para o tamanho da matriz será:
Tamanho do dado = ( D + d ) / (1 – s % ) / ( 1 + e % )
No molde, a folga entre os punções superior e inferior, a matriz e a haste do núcleo (0.01-0.02 mm) é muito grande, o que facilita a entrada de pó. Se for muito pequena, o gás no molde não consegue escapar.
A tolerância do molde é geralmente inferior a 5 μm. Podemos fornecer ferramentas de metalurgia do pó com erro de até 3 μm.
A tabela a seguir mostra os valores de folga entre o punção superior, o punção inferior e a matriz ou haste central.
| Tamanho da ferramenta (mm) | Lacuna (μm) |
| ≤ 10 | (10 - 15) |
| (10 - 18) | (12 - 18) |
| (18 - 30) | (15 - 22) |
| (30 - 50) | (18 - 27) |
Como a máquina de moldagem exerce pressão muito alta, de até 800 MPa, todos os fatores relevantes devem ser cuidadosamente considerados no projeto da matriz para evitar rachaduras.
Materiais para ferramentas de metalurgia do pó
Materiais de matriz
A cavidade da matriz geralmente tem formato irregular e é fácil de rachar quando o molde é submetido a tensões maiores. Além disso, a matriz precisa suportar o desgaste dos pós, portanto, o material da matriz deve apresentar as seguintes características:
- Força elevada
- Alta dureza
- Alta resistência ao desgaste
Os materiais comuns para matrizes incluem:
Aço para ferramentas, como D2, SKD11 e M2.
Aço rápido: como CPM10V, VANADIS-60 e ASP-60.
Materiais de punções
A resistência ao escoamento e a dureza do material dos punções são muito altas. Se o punção sofrer deformação plástica durante o processo de prensagem, como encurtamento ou espessamento, isso pode fazer com que as peças aumentem de dimensão ou emperrem na matriz.
Além disso, o punção é um molde dinâmico, e seus requisitos de tenacidade e resistência à fadiga excedem os da matriz. A maioria dos punções utiliza aço para ferramentas, como A2, SKD11 e DRM2. Se precisar melhorar a tenacidade, pode-se usar aço para ferramentas em pó e aço rápido, como ASP-60 (HRC 65 a 69) e V-4E (HRC 58 a 64).
Materiais da haste central
A haste central é relativamente longa e quebra facilmente durante a desmoldagem. Por isso, geralmente utilizamos aço para ferramentas com alta resistência à tração, como o SKH9. Normalmente, utilizamos um processo de tratamento térmico para aumentar a dureza da parte superior da haste central. Para aumentar a resistência ao desgaste, podemos aplicar carboneto de tungstênio na parte superior da haste central e, em seguida, soldar as duas partes com solda de prata.
Para aumentar a vida útil dos moldes de metalurgia do pó, os fabricantes costumam utilizar revestimento de titânio para aumentar a resistência ao desgaste dos produtos. No entanto, o custo do revestimento de titânio é relativamente alto. Por exemplo, o custo do revestimento de titânio para barras de núcleo comuns é de cerca de US$ 30.
Projeto de Peças Metalúrgicas do Pó
- Diferença na superfície da mesa
Para peças com grandes diferenças nas superfícies da mesa, é necessário considerar o projeto de múltiplos punções. Se um único punção for usado, a densidade das peças será irregular e a desmoldagem será difícil.
- Cantos afiados
As peças devem evitar cantos vivos, portanto, punções superiores e inferiores também devem ser evitadas para evitar pressão excessiva e colapso. Normalmente, a largura da ponta da peça deve ser de pelo menos 0.1 mm.
- Chanfros
As bordas das peças de metal em pó precisam ser chanfradas para evitar rebarbas. O ângulo de chanfro geral é de 30° ou 45°. O ângulo R geralmente não é adotado, o que tornará o custo da punção muito alto.
- Taper
O cone é fácil de atingir a haste central, então a peça deve adicionar uma pequena seção reta, de pelo menos 0.25 mm
- Buraco de escape
Se não houver um furo de escape no punção superior, o gás não conseguirá escapar.
- Proporção da tela
A proporção não pode ser muito grande, não mais que 3.
- espessura da parede
Se a espessura da parede da peça for muito fina (menos de 1.52 mm) ou a proporção entre comprimento e espessura da parede for maior que 8:1, é fácil causar densidade irregular e rachaduras na peça.
Perguntas frequentes
1. Quais são os equipamentos para testar a precisão da matriz de metalurgia do pó?
micrômetro é ideal para medir de forma rápida e direta dimensões críticas, como DI, DE e espessura de uma peça.
Projetor compara perfis de peças com padrões existentes e pode ser empregado para avaliar rapidamente a forma geral e a precisão dimensional.
Profiler Fornece informações detalhadas sobre a qualidade e o acabamento da superfície. Ajuda a garantir que os moldes atendam às especificações de lisura e precisão dimensional.
CMM (Máquina de Medição de Coordenadas) fornece dados dimensionais 3D detalhados e é ideal para verificar geometrias e tolerâncias complexas.
2. Qual é o ciclo de produção do molde?
A maioria dos moldes leva de 10 a 15 dias para ser produzida. Para moldes particularmente complexos ou de alta precisão, o tempo leva cerca de um mês.
3. Qual software está disponível para projeto de moldes?
Auto CAD, SolidWorks e Pro-Engineer.
4. Os moldes de metalurgia do pó devem apresentar falhas?
Sim.
A produção de moldes para metalurgia do pó leva um certo tempo e, se o molde for danificado, isso afetará o ritmo de produção. Se houver um molde sobressalente, a produção pode continuar.
5. Qual é a vida útil do molde de metalurgia do pó?
Para moldes com formas e estruturas simples, como rolamentos contendo óleo, a vida útil do molde é de cerca de 300,000 a 500,000 peças por molde. Para formas mais complexas, como rotores de bombas de óleo com diâmetro de 66 mm, a vida útil do molde é de cerca de 100,000 peças por molde.
6. Quanto custa um conjunto de moldes para metalurgia do pó?
O custo do molde está intimamente relacionado à sua complexidade estrutural, precisão e tamanho. Tomando como exemplo o rotor da bomba de óleo com diâmetro de 66 mm e precisão inferior a 5 μm, um conjunto de moldes custa cerca de US$ 4,000.