Запрос цен
Запрос цен

FAQ

Узнайте, как работает порошковая металлургия — ее история, технологический процесс, материалы, обработка поверхности и чем она отличается от других методов.
Все ключевые ответы в одном месте.

Процесс порошковой металлургии

Производство порошков относится к процессу создания мелкодисперсных порошков металлов или сплавов, которые служат сырьем для формования деталей.

Распространенные методы включают газовое распыление, водяное распыление, электролиз и восстановление.

Смешивание это процесс смешивания различных металлических порошков со связующими и смазочными веществами для повышения текучести порошка, улучшения сжимаемости и снижения усилия при извлечении из формы.

К числу распространенных смазочных материалов относятся Acrawax, стеарат цинка и стеарат лития.

В порошковой металлургии, уплотняя это процесс приложения высокого давления к металлическому порошку внутри пресс-формы для придания ему желаемой формы.

Прессованный металлический порошок, известный как «зеленый пресс», обычно прессуется механическими или гидравлическими прессами.

Спекание в порошковой металлургии это производственный процесс, в ходе которого сырые прессованные заготовки нагреваются до температуры ниже точки плавления в контролируемой атмосфере.

Под воздействием тепла происходит склеивание металлических частиц, что снижает пористость и увеличивает плотность.

Такое сплавление придает структурную целостность и улучшает механические свойства материала, что приводит к получению прочного и долговечного конечного продукта…

Калибровка в порошковой металлургии — вторичная операция, выполняемая на спеченных деталях для достижения более жестких допусков.

После спекания детали из порошкового металла могут претерпеть незначительные изменения размеров из-за усадки или деформации.

Калибровка позволяет устранить эти отклонения путем повторного прессования спеченной детали в пресс-форме.

пропитывание заполняет мелкие поры в спеченных деталях маслом или смолой. Пропитка маслом создает самосмазывающиеся детали, в то время как пропитка смолой герметизирует поверхность для лучшей прочности, коррозионной стойкости или покрытия.

инфильтрация это процесс, в котором металл с низкой температурой плавления, например медь, втягивается в поры спеченной детали. Это улучшает плотность, прочность, ударную вязкость деталей.

атомизация производит металлические порошки путем распыления расплавленного металла газом или водой. Газовое распыление создает почти сферические частицы с низким содержанием кислорода. Водное распыление образует нерегулярные порошки с более высоким содержанием кислорода.

Спеченные детали приобретают дополнительные характеристики или улучшенные механические свойства и качество поверхности благодаря второстепенные операции. К распространенным вторичным операциям относятся:

  • обработка
  • Калибровка
  • Deburring
  • Медная инфильтрация

Технология порошковой металлургии

Порошковая металлургия — это процесс, позволяющий получать изделия практически в готовом виде, позволяющий изготавливать изделия сложной геометрии и с замысловатыми элементами.

Процесс порошковой металлургии это метод обработки металлов давлением, при котором металлические порошки прессуются и спекаются при температуре ниже их точки плавления для получения конечного компонента.

Литье металла под давлением (MIM) — это производственный процесс, сочетающий литье пластмасс под давлением с точностью традиционной порошковой металлургии.

Мелкий металлический порошок и связующие вещества смешиваются для создания исходного сырья. Затем исходное сырье формуется с помощью литьевой машины, после чего следует удаление связующего и спекание для получения конечного продукта.

Холодное изостатическое прессование это метод, используемый для формования металлических порошков путем применения высокого давления со всех сторон при комнатной температуре. Порошок помещается в гибкую резиновую форму, затем прессуется с использованием жидкости, такой как вода или масло. 

В результате получается плотная и однородная зеленая деталь, которая идеально подходит для сложных форм или больших размеров, которые трудно прессовать обычными методами.

Горячее изостатическое прессование это процесс, который одновременно применяет высокую температуру (800–1350 °C) и высокое давление газа (100–200 МПа). Давление одинаково во всех направлениях, обычно с использованием инертного газа, такого как аргон.

Этот метод уплотняет металлические порошки и устраняет пористость в литых или спеченных деталях. Он повышает прочность, ударную вязкость и усталостную прочность, часто сопоставимые по качеству с кованым материалом.

В отличие от обычного спекания, горячее прессование одновременно применяет как высокую температуру (до ~2400 °C), так и одноосное давление для уплотнения порошка в нагретой пресс-форме. Прессование и спекание происходят за один этап.

Он обеспечивает почти полную плотность и высокую механическую прочность, что идеально подходит для керамики, твердых металлов и алмазных композитов, хотя в основном ограничивается простыми формами деталей.

Порошковая ковка формирует детали путем сжатия спеченной или неспеченной порошковой заготовки с помощью ковочного пресса. Процесс увеличивает плотность и улучшает прочность, часто до 99%.

Процесс ковки порошка сочетает в себе точность формы порошковой металлургии с прочностью ковки — обычно используется для таких деталей, как шестерни, валы и шатуны.

Вместо того, чтобы начинать со слитков, порошковая прокатка использует металлический порошок, подаваемый через вращающиеся валки для формирования тонких зеленых полос. Затем полосы спекаются, прокатываются и отжигаются для улучшения плотности и свойств.

Он снижает потребление энергии, стоимость оборудования и отходы материалов, что делает его пригодным для многослойных композитов, пористых фильтров и титановых листов, используемых в аэрокосмической промышленности и электронике.

Формовка распылением превращает поток расплавленного металла в мелкие капли с помощью газовой струи высокого давления. Капли затвердевают в полете и попадают на движущийся коллектор, создавая плотную заготовку с однородной микроструктурой.

Формование распылением уменьшает сегрегацию, изготавливает прутки или кольца с формой, близкой к заданной, и обрабатывает сплавы, которые трудно отливать, такие как быстрорежущая сталь и суперсплавы на основе никеля.

Спекание свободного порошка заполняет форму свободно текущим металлическим порошком, который затем спекается без предварительного уплотнения. Порошок связывается во время нагрева, образуя пористую или полуплотную деталь.

В основном он используется для изготовления пористых фильтров и простых форм с меньшим количеством этапов и более низкой стоимостью оснастки.

Металлоаддитивное производство создает детали слой за слоем, используя металлический порошок и источник тепла, такой как лазер или электронный луч. Порошок плавится и затвердевает, образуя точные формы.

Он позволяет создавать сложные конструкции с меньшими отходами материала и используется для деталей аэрокосмической, медицинской и промышленной отрасли.

Применение в порошковой металлургии

Порошковая металлургия наиболее широко применяется в автомобильная промышленность, предлагая экономически эффективное решение для массового производства прецизионных компонентов.

К распространенным областям применения относятся зубчатые передачи из порошкового металла, спеченные подшипники, звездочки, роторы и шестерни масляных насосов, а также детали, используемые в двигателях и трансмиссионных системах.

Порошковая металлургия позволяет изготавливать прецизионные детали для мотоциклов, такие как поршни и клапаны амортизаторов, трансмиссионные механизмы, такие как ведомые шестерни и сегменты барабана переключения передач, направляющие втулки клапанов, регуляторы распределительного вала и роторы масляных насосов.

Порошковая металлургия широко используется в электроинструментах для создания прочных, точных металлических деталей. Такие компоненты, как конические шестерни, втулки, диски сцепления и сердечники роторов, обычно производятся с использованием ПМ для снижения веса и повышения износостойкости.

Детали из порошковой металлургии появляются во многих повседневных приборах, где требуются небольшие, прочные металлические компоненты. Типичные примеры включают спеченные шестерни и самосмазывающиеся подшипники в стиральных машинах, блендерах и приводах пылесосов.

Методом порошковой металлургии изготавливаются диски турбин, лопатки, вставки топливных форсунок, валы компрессоров, высокопрочные втулки из никелевых и кобальтовых суперсплавов.

Порошковая металлургия против других

Порошковая металлургия изготавливает детали путем прессования в пресс-форме и спекания, в то время как механическая обработка позволяет удалить материал из цельного блока для достижения желаемой формы.

Порошковая металлургия идеально подходит для больших объемов и сложных деталей, тогда как механическая обработка больше подходит для точных размеров и небольших партий.

Порошковая металлургия использует в качестве сырья металлический порошок, а штамповка — плоские металлические листы.

Порошковая металлургия подходит для крупносерийного производства деталей сложной формы, тогда как штамповка быстрее подходит для изготовления деталей простых форм в больших количествах.

Порошковая металлургия формирует детали путем прессования в штампах и спекания при температурах ниже точки плавления металла, в то время как ковка деформирует нагретый или холодный металл под высоким давлением для получения желаемых профилей.

Порошковая металлургия лучше подходит для изготовления деталей сложной формы с контролируемой пористостью, тогда как ковка идеально подходит для простых форм, требующих высокой прочности и долговечности.

И литье, и порошковая металлургия — это процессы, в которых для придания исходным материалам формы, близкой к заданной, используются формы.

Литье подразумевает плавление металла для создания детали, в то время как порошковая металлургия формирует деталь при температурах ниже точки плавления металла.

Литье металла под давлением использует мелкий порошок и литье под давлением для изготовления небольших сложных деталей с высокой плотностью. Порошковая металлургия прессует грубый порошок в простые формы, а затем спекает.

MIM обеспечивает лучшую детализацию и качество поверхности, в то время как PM более экономически эффективен для более крупных или простых деталей.

Смешивание в порошковой металлургии

Процесс смешивания порошковой металлургии в некотором смысле полезен для окружающей среды. Он использует перерабатываемые и биоразлагаемые материалы, что помогает минимизировать ущерб окружающей среде.

Кроме того, использование малоотходных методов смешивания и энергоэффективных смесителей способствует снижению углеродного следа.

Да, порошковая металлургия смешивания

нужно отдельное пространство. Пыль может распространяться и ухудшать качество воздуха, поэтому выделенное место важно.

Это пространство должно включать в себя оборудование для очистки воздуха и удаления пыли, чтобы уменьшить воздействие на окружающую среду. Более того, этот процесс является ключевым вопросом для Бюро по охране окружающей среды Китая.

Да, работа с металлическими порошками может быть вредной. Вдыхание мелкой пыли может вызвать проблемы с легкими. Кроме того, порошки могут раздражать кожу или вызывать аллергию. Вот почему важно носить маски и перчатки. Не менее важно хорошо проветривать рабочее место, чтобы защитить здоровье работников.

Компактирование в порошковой металлургии

В процессе порошковой металлургии давление прессования варьируется в зависимости от типа металла и желаемых характеристик детали.

Например, для более мягких металлов обычно требуется давление от 200 до 400 МПа для обеспечения эффективного уплотнения.

Более твердые металлы, такие как сталь, требуют более высоких давлений — от 400 до 800 МПа.

Для снижения пористости решающее значение имеет оптимизация распределения размеров частиц и параметров уплотнения. Использование таких методов, как HIP, может значительно улучшить процесс диффузии связанных металлических частиц, тем самым снижая пористость.

Приводимые данные взяты только в качестве примера для 25-тонной высокоскоростной уплотняющей машины; продукт имеет форму круглой бочки:

Японская машина для уплотнения: 50~60 шт./мин.

Немецкая машина для уплотнения: 40~55 шт/мин.

Американская машина для уплотнения: 40-50 шт/мин.

Китайская машина для уплотнения: 30~40 шт./мин.

Данные приведены только для справки!

Да, если сделать это неправильно, есть риск взрыва плесени, что в конечном итоге может привести к травме. Но если строго следовать инструкциям по работе, этой проблемы можно избежать.

Ключ зависит от размера производства. Ведра обычно делятся на:

  • 100кг
  • 250кг
  • 500кг
  • 1000кг

Спекание в порошковой металлургии

Небольшие печи для литья под давлением могут обрабатывать от нескольких килограммов до нескольких сотен килограммов материала за один цикл, что делает их идеальными для специализированного или индивидуального производства.

Напротив, более крупные промышленные печи непрерывного действия, такие как конвейерные печи, способны обрабатывать несколько тонн материала за один цикл, что делает их хорошо подходящими для массового производства.

Длина печей для спекания сильно различается в зависимости от их конструкции и предполагаемого использования.

Периодические печи, которые обычно используются для мелкосерийного производства, обычно имеют размеры от 10 до 30 метров.

Напротив, печи непрерывного действия, предназначенные для крупносерийного производства, часто имеют длину более 30 метров, что позволяет обеспечить постоянный поток деталей через несколько зон нагрева.

Скорость движения ленты в агломерационных печах обычно варьируется от 100 до 130 мм/мин.

Регулировка этой скорости имеет решающее значение для точного контроля времени спекания, гарантируя, что детали будут подвергаться воздействию необходимых температур в течение необходимого времени.

Такая точность необходима для достижения оптимальной плотности и желаемых механических свойств деталей.

Обычно спекание приводит к получению более шероховатой поверхности готовых деталей.

Чтобы получить более гладкую поверхность, после спекания часто приходится проводить дополнительные процессы, такие как механическая обработка или шлифовка.

Эти шаги помогают улучшить внешний вид деталей и повысить их эффективность.

Калибровка в порошковой металлургии

Рабочие обрабатывают около 10–15 деталей в минуту. В Китае среднемесячная зарплата среднего рабочего составляет примерно 550–620 долларов. Стоимость рабочей силы для определения размера детали составляет около 0.04–0.11 доллара. Таким образом, определение размера — это экономичный способ добиться более жестких допусков компонентов.

№

Штампы для калибровки не такие же, как те, которые используются при уплотнении.

Формы для процесса уплотнения имеют более сложную форму.

Калибровочные штампы часто корректируют размер одного измерения детали. Они специально разработаны для достижения точных допусков для деталей.

№

Прессы для прессования работают с более высоким тоннажем, поскольку им необходимо спрессовывать металлические порошки в плотную, однородную массу.

Прессы для калибровки вносят небольшие изменения в размеры деталей, поэтому прилагаемое усилие не обязательно должно быть слишком большим.

Литье металла под давлением

Литье металла под давлением идеально подходит для производства небольших сложных деталей, а литье под давлением подходит для более крупных деталей. Самый большой разница между MIM и литьем под давлением кроется в сырье.

MIM — это процесс формирования конечного продукта путем литья под давлением металлического порошка. Литье под давлением — это процесс заполнения формы расплавленным металлом для формирования готового продукта.

Литье металла под давлением и литье пластика под давлением используют разное сырье. Процесс литья металла под давлением более сложен и его стоимость выше.

Материалы ПМ и МИМ материалы производятся по тем же процессам. Однако для ПМ требуются более мелкие металлические порошки, размером около 50-100 мкм, тогда как для литья металлов под давлением — 2-20 мкм.

Литье металла под давлением широко используется для производства небольших, сложных и высокопрочных деталей. Распространенные применения включают компоненты в основным медицинским устройства, электроника, автомобильные системы, потребительские товары и огнестрельное оружие.

Идеально подходит для крупносерийного производства детализированных деталей, обработка которых сложна или затратна.

Детали MIM обычно имеют стандартный допуск от ±0.3% до ±0.5% от номинального размера. 

Однако фактические допуски во многом зависят от геометрии детали, и более жесткие требования могут быть выполнены с помощью вторичной обработки.

Да, детали MIM можно подвергать термической обработке и покрытию так же, как и обычные металлические детали.

Их можно подвергать термической обработке для повышения твердости или прочности, а также применять процессы гальванизации, такие как никелирование, хромирование или золочение, для улучшения коррозионной стойкости, проводимости или внешнего вида.

Спеченный фильтр

A спеченный фильтр изготавливается путем прессования металлического, керамического или пластикового порошка в желаемую форму, а затем спекания для формирования жесткой пористой структуры. Взаимосвязанные поры пропускают жидкость или газ, задерживая при этом твердые частицы.

Эти пористые фильтры выпускаются в форме диска, трубки или конуса и используются для фильтрации, регулирования потока, в глушителях, диффузорах и вентиляционных отверстиях в различных отраслях промышленности.

Вам необходимо учитывать следующие факторы: 

  • Рейтинги фильтрации
  • Размер пор
  • Химическая совместимость
  • Климатическое исполнение
  • Расход
  • Качество продукта
  • Обслуживание и чистка

Вот несколько распространенных методов очистки спеченных фильтров:

ультразвуковая очистка
Начните с нагрева фильтра в защищенной азотом печи при температуре 380°C в течение двух часов. Затем поместите его в ультразвуковую ванну примерно на 30 минут, чтобы удалить мелкие загрязнения.

Химическая промывка
В этом методе для растворения и вымывания загрязнений из структуры фильтра используется химический чистящий раствор.

Пиролитическое сжигание
Для фильтров, используемых в условиях высоких температур, загрязнения можно удалить, подвергнув фильтр воздействию повышенных температур, в результате чего остатки выгорают.

 

Поверхностная фильтрация
Внутренняя часть спеченного фильтра имеет пористую структуру, которая блокирует крупные примеси на своей поверхности, пропуская жидкость и более мелкие примеси.

Глубокая фильтрация
Поры внутри пористого фильтра извилистые и взаимосвязаны, что приводит к тому, что мелкие частицы примесей адсорбируются на внутренних стенках пор в процессе потока.

A вентиляционное отверстие состоит из нитей и фильтрующего материала, который помогает оборудованию или пневматическим системам выводить газ, поддерживать баланс давления и защищать от пыли. Он также снижает шум при выхлопе газа.

Эти сапуны обычно изготавливаются из нержавеющей стали, бронзы или латуни, что обеспечивает хорошую термостойкость и коррозионную стойкость при длительном использовании.

Обшивка

Никелирование наносит слой никеля или его сплава на такие материалы, как сталь, латунь, медь, АБС или нейлон. Он улучшает такие свойства поверхности, как коррозионная стойкость, износостойкость и твердость.

Используются два основных метода: гальваническое никелирование, для которого требуется электрический ток, и химическое никелирование, при котором для более равномерного покрытия используется химическое восстановление.

Нанося тонкий слой цинка на металлические поверхности, цинкование защищает такие компоненты, как сталь, от коррозии. Цинк действует как барьер и жертвенный анод.

Он корродирует раньше основного металла, помогая продлить срок службы детали. Цинкование широко используется в крепежных элементах, автомобильных деталях и электрооборудовании.

С помощью гальванопокрытия, хромирование добавляет тонкий слой хрома к металлическим деталям для улучшения прочности поверхности и внешнего вида. Также повышает устойчивость к износу и коррозии.

Эта технология широко используется в автомобильной, аэрокосмической и инструментальной промышленности как в декоративных, так и в функциональных целях.

Используется для покрытия металлов, таких как сталь и медь, оловянное покрытие Образует тонкий защитный слой, который защищает от коррозии и позволяет легко паять. Часто наносится методом гальванизации.

Этот метод широко используется в электронике, пищевых контейнерах и электрических деталях благодаря его безопасной, проводящей и устойчивой к окислению поверхности.

Медная обшивка это процесс нанесения тонкого слоя меди на металлические или пластиковые поверхности с использованием гальванических или химических методов. Он улучшает проводимость, паяемость и коррозионную стойкость.

Этот метод широко используется в электронике, печатных платах и ​​декоративных элементах и ​​часто служит базовым слоем для дальнейшего покрытия, например никелем или хромом.

Серебряное покрытие это обработка поверхности, которая добавляет тонкий слой серебра к другому металлу с помощью электрического тока. Цель — повысить проводимость, улучшить паяемость и защитить от коррозии.

В отличие от объемных серебряных деталей, гальванизированные компоненты позволяют экономить средства, обеспечивая при этом основные преимущества, особенно в электронике, аэрокосмической промышленности и в декоративных целях.

Твердость

испытание по Бринеллю измеряет твердость металлов путем вдавливания стального или твердосплавного шарика в поверхность под фиксированной нагрузкой, а затем рассчитывает твердость по размеру отпечатка.

Он хорошо подходит для крупнозернистых материалов, таких как отливки, поковки и детали, полученные методом порошковой металлургии, обеспечивая среднюю твердость на большей площади.

Тест на твердость по Роквеллу измеряет сопротивление материала вдавливанию путем приложения фиксированной нагрузки и регистрации глубины. В отличие от Бринелля или Виккерса, он дает прямое показание без оптического измерения.

Твердость по Виккерсу измеряется путем вдавливания ромбовидного индентора в поверхность и измерения диагоналей образовавшегося следа.

The Испытание на твердость по Виккерсу известен своей точностью, широким спектром применения и способностью измерять очень маленькие или тонкие образцы с высокой точностью.

Твердость по Кнупу измеряется путем вдавливания ромбовидного индентора в полированную поверхность под небольшой нагрузкой, а затем измерения длинной диагонали полученного неглубокого отпечатка.

Испытание на твердость по Кнупу идеально подходит для очень тонких, хрупких или покрытых материалов, таких как керамика и стекло, поскольку наносит минимальный ущерб и позволяет точно оценить твердость.

Руководство по проектированию деталей из порошковой металлургии

Зарегистрируйтесь, чтобы скачать файл бесплатно

Ссылка для скачивания будет отправлена ​​вам после отправки формы.
Загрузка...

Скачать таблицу сравнения материалов PM

Зарегистрируйтесь, чтобы скачать файл бесплатно

Ссылка для скачивания будет отправлена ​​вам после отправки формы.
Загрузка...

Загрузить список продуктов

Заполните форму ниже, чтобы запросить полный ассортимент стандартных деталей, изготовленных методом порошковой металлургии. Мы вышлем вам список продукции на электронную почту в ближайшее время.


Свяжись с нами

Наша команда инженеров ответит вам в течение 24 часов.


Задать вопрос

Задайте свой вопрос, и мы свяжемся с вами в ближайшее время.