Вы, возможно, уже знаете, что компоненты, изготовленные методом порошковой металлургии, имеют близкую к конечной форму, но для их точного соответствия размерным или функциональным требованиям может потребоваться вторичная обработка.
Механическая обработка является одним из распространенных второстепенные операции В порошковой металлургии. Материал удаляется традиционными методами, такими как точение, сверление, фрезерование или шлифование.
Этот процесс помогает достичь точных размеров, качества поверхности или характеристик, которые невозможно обеспечить только прессованием и спеканием.
Содержание:
Зачем нужна механическая обработка деталей из порошкового металла?
Жесткие допуски
Радиальные размеры детали порошковой металлургии можно контролировать с высокой точностью, особенно когда процесс калибровки применяется после спекания. Вертикальные размеры, с другой стороны, контролируются менее строго из-за одноосного уплотнения и усадки при спекании. Поэтому для обеспечения более высоких требований к точности по вертикальной оси часто применяются такие операции, как шлифование или фрезерование.
Чистота поверхности
Общеизвестно, что поверхность деталей, полученных методом спекания порошковой металлургии, часто содержит:
- Пористые и шероховатые структуры
- Оксидные слои
- Небольшие остатки спекания
Поэтому для достижения более гладкой поверхности (например, Ra < 0.8 мкм) можно использовать методы последующей обработки, такие как точение, фрезерование, шлифование и хонингование. Это может помочь удовлетворить требованиям по герметизации, трибологии и эстетике.
Сложные функции
Хотя технология порошковой металлургии позволяет изготавливать детали сложной формы, такие как шкивы ГРМ и звёздочки VVT, традиционный метод прессования предполагает одноосное прессование. Для изготовления специальных или сложных деталей, таких как поперечные отверстия, глухие отверстия, выточки и резьба, метод порошковой металлургии не подходит и требует дополнительной механической обработки.
Распространенные процессы обработки деталей из порошковой стали
Поворот
Точение формирует наружные поверхности, особенно круглые участки и уступы. Это помогает корректировать изменения размеров после обработки. процесс спекания и улучшает общую округлость.
Бурение
Порошковая металлургия позволяет формировать только отверстия, ориентированные по направлению прессования. Если конструкция предусматривает горизонтальные, наклонные или глухие отверстия, их необходимо обрабатывать после спекания сверлением или фрезерованием.
Фрезерование
Плоские поверхности, пазы и карманы невозможно сформировать непосредственно в пресс-форме. Именно здесь применяется фрезерование. Оно хорошо подходит для таких деталей, как крышки насосов или пластины датчиков, где важны плоскостность и чистота кромок. Кроме того, фрезерование подготавливает стыковые поверхности к герметизации или креплению.
Шлифовальные
Когда детали требуется гладкая поверхность или стабильная толщина, шлифование решает эту задачу. Его часто выбирают для уточнения высоты, площади контакта поверхностей или точной посадки. Если вы работаете с прокладками или опорными зонами, этот процесс, вероятно, покажется вам знакомым.
Растирание
Отверстия, полученные штамповкой, как правило, получаются немного меньшего размера или шероховатыми. Развёртывание позволяет точно подобрать диаметр и сгладить внутреннюю поверхность. Это часто встречается, когда деталь соединяется с валом, штифтом или штифтом, которые должны свободно входить в отверстие.
Нарезание резьбы и врезание
Процесс прессования в порошковой металлургии ограничен структурой пресс-формы и текучестью порошка, и обычно невозможно напрямую нарезать резьбу. Поэтому в данном случае необходимо использовать нарезание резьбы.
Проблемы обработки деталей из порошкового металла
Из-за присущей пористости и структуры, образующейся во время процесс порошковой металлургииДетали из порошковой металлургии, как правило, сложнее поддаются обработке на станке, чем литые или кованые детали.
пористость
Детали из порошковой металлургии сохраняют остаточную пористость после спекания. В процессе резания режущая кромка инструмента попеременно контактирует с металлом и пустотами, что приводит к прерывистым усилиям резания на микроскопическом уровне.
Эти нерегулярные удары вызывают интенсивные микровибрации в зоне контакта инструмента и заготовки. Со временем это приводит к циклическому усталостному разрушению режущей кромки, особенно в области острых углов и радиусов. В результате происходит микровыкрашивание или скругление кромки, что является распространённым видом прогрессирующего износа инструмента при порошковой обработке.
Плохая теплопроводность
Пористая структура порошковых материалов приводит к низкой теплопроводности. Тепло, выделяющееся при резке, не может эффективно отводиться, что приводит к локальному накоплению тепла в зоне резания. Эта концентрация тепла приводит к быстрому повышению температуры инструмента. Если режущий инструмент не обладает достаточной твердостью в горячем состоянии или стойкостью к тепловому удару, он может подвергнуться термическому размягчению, растрескиванию или даже локальной деформации.
Химическая реакция и эффекты упрочнения
Повышенная температура во время обработки способствует поверхностному окислению порошковых материалов и может привести к химическим взаимодействиям, таким как диффузия углерода из инструмента в заготовку (и наоборот). Эти реакции повышают поверхностную твёрдость обрабатываемого материала, ускоряя абразивный износ инструмента.
Изменение твердости
При обработке материалов, полученных методом порошковой металлургии, поверхностный слой часто демонстрирует значительное повышение твёрдости. Многочисленные эксперименты по резанию показали, что типичная твёрдость порошковых материалов на основе железа при комнатной температуре составляет от 24 HRC до 36 HRC. Однако на отдельных участках обработанной поверхности микротвёрдость может превышать 55 HRC. При этом режущая кромка инструмента подвергается сильному износу, что значительно снижает его стойкость.
Предложения по обработке деталей методом порошковой металлургии
Чтобы уменьшить износ инструмента и свести к минимуму влияние частой смены инструмента на эффективность производства, важно выбрать подходящие режущие инструменты и правильно отрегулировать параметры обработки, такие как скорость резания, подача и глубина резания.
Инструментальные материалы
PCBN (поликристаллический кубический нитрид бора)
Инструменты из ПКНБ чрезвычайно твёрдые и термостойкие. Они идеально подходят для резки деталей из порошковой стали на основе железа с твёрдыми включениями или зонами наклепа. ПКНБ устойчив к сколам кромок и хорошо работает при высоких температурах и ударных нагрузках.
Твердосплавные инструменты с покрытием
Твёрдые сплавы с покрытием сочетают в себе прочную основу с твёрдым керамическим покрытием, таким как TiAlN или TiCN. Эти инструменты обладают хорошей износостойкостью и термостойкостью. Они немного менее твёрдые, но более экономичны.
Рекомендации по параметрам резки
Рекомендуемая скорость токарной обработки деталей, изготовленных методом порошковой металлургии, обычно составляет от 55 до 120 м/мин. При сверлении скорость резания варьируется в зависимости от материала инструмента: 60 м/мин для твердосплавных инструментов и 20 м/мин для инструментов из быстрорежущей стали (HSS).
Стратегии оптимизации процессов
Детали, обработанные методом порошковой металлургии пропитка смолой or инфильтрация меди внутренние поры могут быть эффективно герметизированы, что снижает вибрацию инструмента и значительно улучшает обрабатываемость.
Кроме того, механическая обработка может проводиться после предварительного спекания, а затем полного спекания. В качестве альтернативы, детали могут быть обработаны после спекания и последующего отжига, что способствует снижению твёрдости и улучшению обрабатываемости.
Эффективным подходом является введение в материал порошка сульфида марганца (MnS). Исследования показали, что добавление 0.5% сульфида даёт оптимальные результаты. Присутствие сульфида действует как твёрдая смазка при резании, эффективно улучшая обрабатываемость и снижая износ инструмента. Этот метод также применим к спечённым деталям из нержавеющей стали, где он повышает производительность резания. Однако следует отметить, что MnS может несколько снизить коррозионную стойкость нержавеющей стали из-за содержания серы в MnS.
Компания BLUE — сертифицированный по стандарту ISO 9001:2015 производитель оборудования для порошковой металлургии в Китае, поставляющий полный спектр деталей, изготовленных методом порошковой металлургии. Мы предлагаем стандартные компоненты без затрат на инструментальную оснастку, включая структурные детали, спеченные втулки, детали MIM и спеченные керамические компоненты.
Вы можете изучить наш КУПИТЬ для сравнения и выбора доступных запчастей. Если вы не можете найти точное соответствие, мы также предлагаем индивидуальные услуги порошковой металлургии.
Свяжитесь с нами сегодня, чтобы начать работу со стандартными или индивидуальными деталями ПМ!