Инфильтрация в порошковой металлургии

Пропитка — это замечательный вторичный процесс заполнения пор детали из порошкового металла. Для этого есть другой процесс — инфильтрация.

Проникновение в порошковая металлургия вводит расплавленный металл посредством капиллярного эффекта, заполняя поры и затвердевая, образуя более плотную, более связную деталь.

Поскольку инфильтрация меди является наиболее распространенным процессом инфильтрации, мы сосредоточим внимание в этой статье на ней.

Инфильтрация меди в порошковой металлургии

Ниже представлена ​​технологическая схема инфильтрации медью деталей, полученных методом порошковой металлургии.

Рассчитать пористость деталей

Во-первых, вы рассчитываете пористость деталей, которая представляет собой объемный процент пустот в материале. Некоторые методы измерения, такие как измерения плотности или графики, вы можете применять для измерения пористости.

Рассчитайте вес меди

Затем вы умножаете общий объем деталей на процент пористости, чтобы получить требуемый объем меди. Кроме того, вы узнаете вес меди на основе ее плотности.

Изготовить медные пластины

Вы можете использовать формы из зеленого компакта, чтобы сделать эти медные пластины. Или вы можете сжать круглый кусок меди и положить его на сложную часть. После того, как медная пластина растворится, она все еще может проникать во все части.

Метод инфильтрации меди

Инфильтрация меди в порошковой металлургии обычно осуществляется двумя способами:

1. Один из методов заключается в размещении медных пластин поверх спрессованных порошковых компонентов. Затем вы отправляете их вместе в печь для спекания. Это менее затратно и не требует дополнительных операций.
2. Другой способ заключается в размещении медных пластин поверх спеченных деталей и последующем повторном вводе в печь для спекания. Этот метод более затратный, но компоненты, пропитанные медью, имеют лучшие механические свойства.

Потому что, во время первого процесс спекания, между металлическими порошками уже образовался скелет и произошло легирование. Это благоприятно для процесса инфильтрации. Кроме того, спеченные металлические детали обладают определенной прочностью. Поэтому вам не придется беспокоиться об их повреждении во время транспортировки.

В процессе инфильтрации меди мы проводим испытания, инфильтруя различные веса меди в компоненты. Это помогает нам определить необходимое количество меди и сократить расходы.

Экспериментальные испытания показывают, что обработка 20%-ной медной инфильтрацией применяется к деталям на основе железа с плотностью 6.6-7.0 г/см³. Твердость поверхности может достигать HRB 96-99, а прочность на сжатие может достигать 1120-1280 МПа без прохождения процесса закалки.

Металлография образцов до и после инфильтрации меди

(а) Образец матрицы; (б) Образец 20% медной инфильтрации

Дополнительный материал в процессе инфильтрации

Помимо меди, в процессе инфильтрации в порошковой металлургии также добавляются железо, марганец или цинк.

• Утюг

Цель добавления железа — предотвратить расплавление железа в деталях и образование вмятин при плавлении меди. Поэтому сначала вы добавляете железо, чтобы предварительно пропитать его.

• Марганец, цинк

Для поглощения кислорода из смачивающей среды и улучшения смачиваемости меди железом можно добавить марганец или цинк. Они способствуют плавному проникновению меди в поры компонентов на основе железа. Кроме того, это поможет отслоению осадка.

Преимущества инфильтрации меди в ПМ

Увеличить плотность

Медная инфильтрация повышает плотность деталей порошковой металлургии. Например, детали на основе железа часто имеют такие проблемы, как низкая прочность и недостаточная твердость. Медная инфильтрация может повысить плотность деталей на основе железа до 7.5 г/смXNUMX.³

Улучшить силу

Кроме того, процесс инфильтрации позволяет за очень короткое время проникнуть меди в компоненты из порошкового металла и распространиться в окружающую среду, вызывая упрочнение твердого раствора, тем самым повышая прочность детали.

Улучшение тепло- и электропроводности

Медь — материал с высокой тепло- и электропроводностью, поэтому инфильтрация меди может эффективно повысить электро- и теплопроводность деталей.

Заполняет поры

Просачивание меди в поры деталей способствует улучшению поверхности покрытия. Это предотвращает проникновение гальванической жидкости во внутренние зазоры деталей и возникновение коррозии.

Применение процесса инфильтрации в порошковой металлургии

Электроинструмент

Медная инфильтрация идеально подходит для использования в электроинструментах, таких как приводная шестерня, ведущая шестерня, планетарная передача и водило планетарной передачи. Заполняя поры в основном металле, медная инфильтрация делает электроинструменты более прочными и долговечными.

Он способствует отводу тепла в электроинструментах, предотвращая перегрев и продлевая срок их службы.

Автомобильная индустрия

Медная инфильтрация в порошковой металлургии повышает прочность и твердость компонентов. Поэтому медная инфильтрация идеально подходит для автомобильных компонентов, таких как шестерни, диски сцепления, звездочки и ступицы синхронизаторов.

Машиностроение

Пропитка медью повышает прочность материала на разрыв и увеличивает долговечность и надежность механических деталей. В многокомпонентных узлах пропитанные медью детали обладают хорошей герметизацией и прочностью сцепления. Это относится к различным системам гидравлического уплотнения, таким как клапаны и насосы.

Пропитка против инфильтрации

В порошковой металлургии как пропитка, так и инфильтрация предполагают введение добавок для заполнения пор деталей.

Инфильтрация заполняет поры в компонентах путем введения расплавленного металла. Часто происходит при высоких температурах. Основная цель — повысить плотность и прочность деталей.

пропитывание вводит неметаллические материалы, такие как масла и смолы, для заполнения пористых металлических деталей. Пропитка обычно осуществляется при комнатной температуре, используя высокое давление для проникновения материала во внутренние пустоты деталей.

Пропитка маслом усиливает смазку продукта и герметизацию поверхности, в то время как инфильтрация смолой помогает герметизировать отверстия. Герметизация важна для последующих обработок поверхности, таких как:

• цинкование
• Никелирование
• Хромирование
• Dacromet

В нашем производстве инфильтрация меди также столкнулась с некоторыми проблемами. Например, если плотность зеленых деталей больше 6.9 г/смXNUMX³, трудно осуществить процесс инфильтрации.

Это происходит потому, что некоторые зазоры в деталях были закрыты и не соединены с внешней средой. Расплавленный металл не может попасть во внутренние зазоры, что приведет к образованию остатков металла.

Для изделий с высокими требованиями к прочности или значительной высоты мы обычно выполняем вторичную инфильтрацию. После первого процесса инфильтрации переверните изделие и поместите медную деталь для повторной инфильтрации.

 

FAQ

1. В чем разница между жидкофазным спеканием и инфильтрацией в порошковой металлургии?

Жидкофазное спекание вводит в подложку металл в жидкой фазе. Жидкая фаза способствует перегруппировке и связыванию твердых частиц, что приводит к уплотнению и улучшению свойств.

Инфильтрация — это когда металл с более низкой температурой плавления, например медь, доводится до расплавленного состояния посредством высоких температур. И проникает в пустоты металла посредством капиллярного действия.