Производители тщательно взвешивают все «за» и «против» при выборе процесса производства своей продукции. Их цель — достичь высокого качества при сохранении низких затрат.
Чем выделяется порошковая металлургия (ПМ)?
В этом блоге я расскажу вам о преимуществах и недостатках порошковой металлургии.
Что такое ПМ?
Технология ПМ славится высоким уровнем использования сырья, низким потреблением энергии при переработке и превосходной эффективностью производства.
Этот процесс в основном состоит из 4 этапов.
- Производство порошков: Металлические порошки производятся путем распыления, восстановления или электролиза.
- Смешивание и смешивание: Равномерно смешайте порошки и связующие вещества.
- Прессование: Машина для прессования прессует порошковый металл в форму, образуя сырую прессовку.
- Спекание: В печи для спекания сырая заготовка нагревается до температуры ниже точки плавления металла.
Преимущества порошковой металлургии
Минимизация отходов материалов
Вы должны стремиться улучшить использование материалов и сократить отходы.
Обработка на станках с ЧПУ, например, точение, фрезерование и сверление, удаляет лишние детали из твердых материалов. Это приводит к большим потерям сырья. Что еще хуже, отходы не могут быть использованы повторно
Технология PM позволяет достичь коэффициента использования материала более 95%, что не имеет себе равных среди других процессов.
Почему порошковая металлургия может это сделать?
Это связано с тем, что PM использует металлический порошок в качестве сырья. Дефектная зеленая прессовка может быть измельчена обратно в порошок для повторного использования. Любой неиспользованный порошковый материал будет использован в следующем производственном цикле.
Премьер-министр - это почти чистая форма технология, которая особенно важна при обработке драгоценных металлов, таких как титановые сплавы.
Экономическая эффективность в массовом производстве
Детали из порошкового металла формируются при комнатной температуре и спекаются при более низких температурах, чем литье, что потребляет меньше топлива. Кроме того, прессы для прессования порошков способны работать быстро и прессовать около 30 деталей в минуту.
Возможность точной формовки
Форма для порошковой металлургии, включающая верхний и нижний пуансоны, матрицу и стержень сердечника, спроектирована с жесткими допусками. В результате прессованные изделия реализуют высокую точность.
Для того, чтобы получить спеченный металл продукта с радиальным размером 25 мм, допуск обычно составляет от 0.13% (32.5 мкм) до 0.20% (50 мкм). Это попадает в стандартный допуск ISO IT8-IT9. После процесс калибровки, допуск улучшается с 0.05% (12.5 мкм) до 0.08% (20 мкм). Это соответствует допускам стандарта ISO IT6-IT7.
Постоянство от партии к партии
Допуск формы, давление прессования и температура спекания в ПМ могут точно контролироваться. В результате достигается высокая однородность продукции в разных партиях. Однородность от партии к партии имеет большое значение для стабильной и надежной работы продукта.
Меньше вторичной обработки
Изделия из металлического порошка формуются путем однократного прессования, с меньшим количеством вторичная обработка. Это не только сокращает время производства, но и снижает себестоимость продукции.
Типичным примером является передаточная шестерня коробки передач. Размер шестерни, изготовленной методом порошковой металлургии, соответствует размеру конечного продукта после спекания. Кроме того, шестерни из порошкового металла не имеют избыточного облоя и заусенцев.
Из-за большого количества зубьев обработка шестерен медленная и производит много отходов материала. Процесс ковки также сложен для производства шестерен. Более того, ковка требует множества вторичных этапов обработки, таких как обрезка, штамповка и правка.
Сложные формы
PM позволяет производить детали с внутренними особенностями напрямую. Эти детали применяются для потоков жидкости, систем охлаждения или кабельных каналов.
Он также имеет возможность производить компоненты с острыми краями и тонкими стенками, часто применяемые для режущих инструментов или зубьев шестерен. PM также может создавать детали со ступенчатой геометрией за одну операцию.
Экологичный производственный процесс
Технология порошковой металлургии способствует зеленому развитию обрабатывающей промышленности. В отличие от литье под давлением, технология порошковой металлургии потребляет меньше энергии и выделяет меньше сточных вод и выхлопных газов. Процесс штамповки приводит к большому расходу материалов, в то время как коэффициент использования материалов в технологии порошковой металлургии достигает 97%. Это способствует экономии ресурсов и защите окружающей среды.
Контролируемая пористость
Размер пор порошковых металлических компонентов можно контролировать, что дает два преимущества.
Во-первых, поры в спеченных деталях заполняются маслом через процесс пропитки для достижения эффекта самосмазывания. Это известно как подшипник, пропитанный маслом. Во-вторых, порошковые металлические детали используются как спеченные фильтры из-за равномерного размера пор.
Автоматизация
Знаете ли вы, что весь процесс порошковой металлургии может быть полностью автоматизирован? Автоматизированные машины могут работать 24 часа в сутки, что ускоряет производство. Они также сокращают потребность в рабочих, поэтому затраты на рабочую силу снижаются. Роботизированные руки помогают избежать ошибок, совершаемых людьми. Кроме того, автоматизированная система делает качество продукции более стабильным.
Например, полностью автоматический пресс для калибровки может прессовать детали со скоростью 50 штук в минуту. Спеченные детали могут автоматически перемещаться с помощью роботизированной руки во время процесса калибровки.
Возможность обработки нескольких материалов
Металлы с высокой температурой плавления и твердостью обрабатывать довольно сложно. Порошковая металлургия имеет возможность обрабатывать эти металлы.
Примером может служить титановый сплав. Как мы все знаем, титановый сплав устойчив к высоким температурам и коррозии, имеет хорошую прочность на разрыв, низкую плотность, нетоксичен.
Кроме того, методом порошковой металлургии можно обрабатывать суперсплавы, такие как Inconel 718.
Кроме того, он способен производить несмешивающиеся композитные материалы, такие как вольфрам-серебро, вольфрам-медь и молибден-медь.
Недостатки порошковой металлургии
Ограниченный размер
Для порошковой металлургии изготовление более крупных деталей является более сложной задачей. Это связано с ограничениями оборудования для прессования порошков.
Большинство металлических порошков прессуются при давлении от 300 до 800 МПа. Если площадь поперечного сечения заготовки превышает 200 квадратных сантиметров, то грузоподъемность формовочной машины превысит 1,600 тонн. Такое оборудование чрезвычайно дорого.
Поэтому большинство деталей из порошкового металла имеют диаметр в пределах 250 мм и высоту 75 мм.
Кроме того, методом ПМ невозможно производить изделия небольшого размера (20 г и меньше), а методом литья металлов под давлением можно.
Ограниченные формы
Для деталей особенно длинной формы, таких как спеченные фильтрующие элементы, изостатическое прессование обычно используется. Аналогично, для сложных 3D-объектов PM не подходит. Процесс аддитивного производства металлов это лучший вариант.
Низкие механические свойства
Детали из порошкового металла имеют много пор внутри, в то время как отливки и поковки полностью плотные. Это приводит к тому, что прочность, вязкость и усталостная прочность спеченных деталей плохие.
Дорогая порошковая металлургическая форма
Почему формы для порошковой металлургии такие дорогие? Есть две основные причины.
С одной стороны, форма должна выдерживать высокое давление и износ от металлического порошка. Поэтому она должна обладать хорошей прочностью, твердостью и износостойкостью. Можно использовать инструментальную сталь, быстрорежущую сталь или карбид вольфрама. Эти материалы дорогие.
С другой стороны, допуски формы жесткие, а время изготовления длительное. Это также увеличивает стоимость формы.
Дорогостоящее оборудование
PM требует больших инвестиций в оборудование, что важно для всего процесса. Это оборудование включает в себя смесители, порошковые прессы, печи для спекания, формовочные машины и устройства автоматизации.
Шероховатость
Шероховатость поверхности спеченных компонентов недостаточно хороша, около Ra 0.8-1.6 мкм. Напротив, механическая обработка может достичь шероховатости поверхности Ra 0.6 мкм или даже Ra 0.4 мкм. Для улучшения шероховатости поверхности порошковых металлических компонентов может потребоваться вторичная обработка или процесс калибровки.
СИНИЙ является ведущим производитель порошковой металлургии Мы производим в Китае полный ассортимент спечённых деталей. Мы поставляем стандартные компоненты без платы за оснастку, включая структурные детали, спечённые втулки, спечённые фильтры и спечённые керамические детали.
Вы можете свободно скачать Наши списки продуктов Чтобы найти то, что точно соответствует вашим проектам. Если ваши требования отсутствуют в списке, мы также предоставляем услуги порошковой металлургии, разработанные специально для вас.
Свяжитесь с нами сегодня, чтобы начать работу со стандартными или индивидуальными деталями ПМ!