Ковка известна тем, что позволяет получать детали высокой прочности. Рассматриваете ли вы возможность объединения этих процессов? Порошковая металлургия (ПМ) — популярный метод обработки, позволяющий получать детали, близкие по форме к заданной. В этом и суть.
Объединив традиционный метод «прессования и спекания» и процесс ковки, мы получаем порошковую ковку или ковку порошкового металла.
Содержание:
Процесс порошковой ковки
Выберите сырье
Порошковая ковка требует высокой чистоты материала и низкого содержания кислорода, чтобы готовые детали имели достаточную прочность и вязкость. В процессе спекания и ковки, поскольку легирующие элементы трудно равномерно распределить, производители обычно используют предварительно легированный порошок.
Смешивание
Процесс смешивания порошка обычно занимает около часа, чтобы получить однородно смешанное сырье. В этом процессе обычно добавляются некоторые добавки, чтобы обеспечить адекватное смешивание и смазывание процесса уплотнения.
Прессование
Прессование — это процесс, в ходе которого формируется металлический порошок, и вам необходимо обратить внимание на следующие моменты.
Если плотность сырца слишком низкая, при ковке появятся трещины. Если слишком высокая, это может повредить форму и затруднить уплотнение деталей.
Спекание
После формирования металлического порошка деталь загружается в конвейерную печь. Спекание происходит при температуре ниже точки плавления металла. Затем спеченная деталь отправляется на следующий процесс.
Ковка
Затем вы помещаете заготовку в ковочный штамп и прикладываете высокое давление с помощью ковочного пресса. Этот процесс дополнительно уплотняет материал, увеличивая его плотность и улучшая его механические свойства.
Вы, возможно, знаете, что ковку можно разделить по температуре на холодную и горячую ковку. Кроме того, в зависимости от типа формы ковку можно разделить на открытую ковку и закрытую ковку.
Методы порошковой ковки
Распространенные методы порошковой ковки обычно включают в себя следующее:
Холодная порошковая ковка
Холодная ковка порошка — это процесс ковки спеченные детали с плотностью 75% - 85% при комнатной температуре. После холодной ковки поверхность деталей гладкая и размер легко контролировать.
Этот процесс требует, чтобы спеченные детали имели достаточную прочность. Обычно для повышения плотности спеченных деталей их часто подвергают инфильтрации медью. К счастью, благодаря процессу холодной ковки порошка плотность деталей полностью улучшается, и никакой дополнительной инфильтрации не требуется.
Горячая порошковая ковка
- Прямая порошковая ковка после нагрева
В этом процессе уплотненный порошок нагревается и формуется, а затем напрямую куется. Этот метод проще других, не требует спекания и может сэкономить больше энергии. Более того, он не зависит от скорости производства печи для спекания и имеет самую высокую скорость производства.
- Сначала спекание, а затем ковка
Этот процесс заключается в повторном нагреве спеченных деталей до температуры около 1100℃ для горячей ковки. Нагрев повышает пластичность материала, делая его более податливым для процесса ковки. И это часто делается в контролируемой атмосфере, чтобы предотвратить окисление и загрязнение.
Преимущества ковки методом порошковой металлургии
Высокая точность деталей
Точность спеченных деталей очень высока, и погрешность может быть даже менее 0.05 мм. Поэтому ковка методом порошковой металлургии не требует дополнительной вторичной обработки, как ковка.
Высокая эффективность производства
Порошковая ковка имеет высокую эффективность производства. Одна из них заключается в том, что процесс порошковой металлургии и кузнечный процесс в основном используют полностью автоматизированные и полуавтоматические процессы. Другое заключается в том, что порошки можно быстро прессовать в форму.
Хорошее использование материала
Коэффициент использования материала при порошковой ковке обычно превышает 80%. При обычной ковке из-за наличия грата и заусенцев коэффициент использования материала составляет около 50%.
низкая стоимость
Обычный процесс штамповки в основном включает ковку нагретой заготовки несколькими роликами, а затем ковку на прессе. Затем выполняются многочисленные процессы, такие как обрезка, пробивка и исправление.
Однако порошковая ковка использует одноразовую ковку для формирования заготовки, что исключает необходимость в нескольких процессах и значительно повышает эффективность производства, которая может достигать 12~15 шт./мин. Это значительно сокращает затраты на оборудование и рабочую силу.
Кроме того, из-за наличия пор сопротивление деформации спеченных деталей в процессе ковки относительно невелико, поэтому требуемая температура нагрева при ковке ниже, чем при обычной ковке.
Хорошие механические свойства
После процесса ковки плотность спеченных деталей может быть увеличена до более чем 98%. Это может эффективно уменьшить пористость и улучшить прочность и ударную вязкость деталей. Кроме того, внутренняя структура порошковых кованых деталей однородна и изотропна.
Длительный срок службы пресс-формы
Порошковая ковка имеет низкую температуру, отсутствие заусенцев, меньший износ поверхности штампа, а давление в ковочном агрегате намного ниже, чем при обычной штамповке. Поэтому, по сравнению с обычной штамповкой, срок службы штампа может быть увеличен более чем в 10 раз.
Факторы, влияющие на порошковую ковку
Температура ковки
В процессе порошковой ковки температура ковки может улучшить плотность деталей в определенном диапазоне.
В процессе ковки порошка температура ковки может улучшить плотность деталей в определенном диапазоне. Исследования показали, что когда давление ковки деталей на основе железа составляет 510 МПа, температура ковки увеличивается с 900℃ до 1000℃, а плотность деталей увеличивается с 99.0% до 99.3%.
Однако при повышении температуры до 1100℃ плотность деталей увеличивается незначительно.
Легирующие элементы
Углерод является важным легирующим элементом. Он оказывает существенное влияние на твердость, прочность на разрыв, износостойкость и т. д. материала.
Применение порошковой ковки
Минимизируя отходы материала и улучшая структуру зерна, порошковая ковка создает легкие, но прочные детали. Это особенно выгодно в автомобильной промышленности.
Шатун из порошковой ковки
Шатуны из порошковой ковки широко используются в автомобильных двигателях, около 60% из них производятся с использованием этой технологии. Эти шатуны обладают многочисленными преимуществами, включая высокую прочность, точность, превосходную производительность и уменьшенный вес.
СИНИЙ — профессионал производитель порошковой металлургии, предлагая полный ассортимент кованых шатунов из порошковой стали для бензиновых и дизельных двигателей. Наши кованые шатуны из порошковой стали отличаются жёсткими допусками, высокой размерной стабильностью и плотностью, близкой к плотности кованой стали (>7.80 г/см³), что обеспечивает превосходную усталостную прочность и несущую способность.
Кулачок из порошковой ковки
Кулачки, изготовленные методом порошковой штамповки, превосходно отвечают эксплуатационным требованиям, предъявляемым к кулачкам автомобильных двигателей, обеспечивая при этом значительную экономию материала и снижение производственных затрат.
Кольца зубчатых передач синхронизатора
Кованые порошковые зубчатые кольца синхронизаторов на основе железа на 40% дешевле традиционных зубчатых колец на основе меди.
Порошковая ковка эффективно достигает уплотнения деталей, например, стали может достигать 7.85 г/см³. Она имеет преимущества высокой эффективности, низкой стоимости и крупномасштабного производства высокопроизводительной продукции.
По сравнению с традиционным процессом ковки, порошковая ковка позволяет производить детали с более высокой точностью и меньшей шероховатостью. В следующей таблице приведено их сравнение.
| Параметр | Кованые детали | Порошковая ковка [искусство] |
|---|---|---|
| Колебание размеров / 100 мм (мм) | ± 1.5 | ± 0.2 |
| Точность размеров (мм) | с ИТ13 по ИТ15 | с ИТ6 по ИТ9 |
| Шероховатость поверхности (мкм) | ≥12.5 | 0.8 - 3.2 |
| Оксидная окалина / заусенцы | Есть | Нет |
| Срок службы пресс-формы /10,000 XNUMX шт. | 0.4 | 4 - 10 |