Производители склонны использовать литье, когда рассматривают экономическую эффективность и более высокую прочность продукта. Однако оно также имеет недостатки, такие как отходы материала.
Возможно, вы знакомы с порошковой металлургией (ПМ), известной своей способностью быстро изготавливать сложные детали.
Как выбрать эти два производственных процесса?
Если вы хотите сравнить порошковую металлургию и литье, вы попали по адресу.
Содержание:
Обзор порошковой металлургии и литья
Литье и порошковая металлургия используют формы для формирования деталей из сырья. Оба могут производить детали чистой формы или близкой к чистой форме.
Их главное отличие заключается в том, что в процессе литья металл плавится для формирования деталей, в то время как порошковая металлургия формирует детали при температуре ниже точки плавления.
Что такое ПМ?
Определение ПМ
Процесс порошковой металлургии создает металлические компоненты путем нагревания спрессованных металлических порошков до температуры чуть ниже их температуры плавления.
Типы процессов порошковой металлургии
Вот общие типы процессов порошковой металлургии.
- Традиционная порошковая металлургия
- Литье под давлением металла (MIM)
- Горячее изостатическое прессование (HIP)
- Холодное изостатическое прессование (CIP)
- Искровое плазменное спекание (ИПС)
- Порошковая ковка (ПФ)
- Аддитивное производство (AM)
Что такое кастинг?
Определение литья
Процесс литья заключается во введении расплавленного металла в форму для придания детали желаемой формы. Это древний производственный процесс, самые ранние сохранившиеся отливки датируются 3200 годом до нашей эры.
Виды литья
- Пескоструйная обработка
Для создания деталей методом литья в песчаные формы используются песчаные формы. Такие формы обычно более экономичны и достаточно огнеупорны.
- Литье под давлением
Литье под давлением позволяет производить литые детали путем подачи расплавленного металла в форму под высоким давлением. Литье под давлением позволяет производить компоненты с очень хорошей отделкой поверхности. Формы, используемые для литья под давлением, более дороги и имеют более длительный срок службы.
- Литье по выплавляемым моделям
Литье по выплавляемым моделям — это процесс точного литья, при котором восковая модель покрывается керамикой для формирования отливки. Детали, полученные методом литья по выплавляемым моделям, имеют следующие преимущества:
- Идеальная обработка поверхности
- Высокая точность размеров
- Эффективное использование металлического материала
- Гравитационное литье
Гравитационное литье использует только гравитацию для заливки расплавленного металла в форму. Гравитационное литье имеет низкую себестоимость производства, но длительное время производства.
- Непрерывное литье
Непрерывное литье производит непрерывные длины многоугольных металлических форм. По сравнению с традиционным литьем, непрерывное литье может снизить как затраты, так и потребление энергии.
Преимущества порошковой металлургии по сравнению с литьем
При сравнении порошковой металлургии с литьем мы обычно учитываем следующие факторы:
- Стоимость
- Сырье
- Механические свойства
- Точность измерения
- Экологические
- Область применения
- Стоимость
Оборудование для порошковой металлургии обычно дороже, но эффективность производства высокая. Спеченные детали требуют меньше второстепенные операции, тогда как литые детали требуют больше вторичной обработки. Кроме того, порошковая металлургия в основном использует полностью автоматизированные процессы, что значительно снижает трудозатраты.
- Более высокая эффективность использования материалов
По сравнению с чугуном, компоненты из порошкового металла формируются путем прессования порошка, с высоким коэффициентом использования материала. Большинство отливок требуют вторичной обработки для обрезки или механической обработки излишков материала.
- Точные допуски
Детали, изготовленные методом порошковой металлургии, могут достигать очень высокой точности размеров, особенно после процесс калибровки. Как правило, спеченные детали могут достигать точности около ± 0.04 мм. Литье, особенно литье в песчаные формы, обычно имеет более низкую размерную точность по сравнению с ПМ.
- Механические свойства
Изделия из порошковой металлургии часто имеют более однородную микроструктуру, что обеспечивает стабильные механические свойства.
Достижение оптимальных свойств в процессе литья может быть затруднено из-за таких проблем, как сегрегация и пористость.
Однако литые детали при затвердевании образуют более компактную структуру, обычно они демонстрируют более высокий предел прочности на растяжение и предел текучести.
- Чистота поверхности
Детали ПМ обычно имеют более тонкую отделку поверхности со средней шероховатостью (Ra) 1.6 мкм. Это снижает необходимость во вторичных операциях.
- Широкий ассортимент сырья
Большинство отливок изготавливаются из цветных металлов, таких как:
- Цинк
- Медь
- алюминий
- Утюг
- Магний
Потому что эти металлы имеют низкие температуры плавления.
Порошковая металлургия предлагает более широкий выбор материалов.
- Утюг
- Медь
- Нержавеющая сталь
- Никель
- Chromium
- Марганец
- Сера
- Фосфор
- кремний
- Сроки изготовления
PM может быть более быстрым для производства компонентов в больших объемах благодаря оптимизированному уплотнению и процесс спекания. Устранение сложных этапов механической обработки и отделки также способствует сокращению общего времени производства.
- Экологические преимущества
Процесс ПМ часто потребляет меньше энергии по сравнению с плавкой металлов. А меньше отходов материала приводит к более экологически чистому производству.
Плавка металла во время литья потребляет много энергии и производит отработанные газы. Кроме того, отливки в основном охлаждаются водой, которая может загрязняться маслом, смазкой и остатками металла.
Применение порошковой металлургии и литья
В нашей повседневной жизни встречается множество изделий из литья и порошковой металлургии.
Например, прочные сковороды, которые мы используем для приготовления вкусных блюд, изготавливаются методом литья. Между тем, гладкие и надежные подшипники в вентиляторах, которые сохраняют прохладу в жаркие летние дни, изготавливаются с использованием порошковой металлургии.
Наиболее важными областями применения порошковой металлургии являются:
- Детали двигателей для автомобилей, такие как шатуны, направляющие втулки клапанов и толкатели распредвалов
- Магнитомягкие компоненты для двигателей, трансформаторов и индукторов
- Инструменты для резки и обработки
- Пористые фильтры для фильтрации газов и жидкостей
Другие важные области применения литья включают в себя:
- Блоки двигателей, головки цилиндров и корпуса трансмиссии для автомобилей
- Корпуса турбин, корпуса компрессоров и шасси для самолетов
- Детали тяжелой техники: крупные, прочные детали, такие как корпуса насосов, корпуса клапанов и шестерни.
- Формы и штампы для различных производственных процессов
- Конструкционные элементы и принадлежности, используемые в судостроении
Выберите процесс, подходящий вашему проекту
Когда вам нужно быстро производить массовые сложные мелкие и средние компоненты, порошковая металлургия, очевидно, лучше. Для более крупных и прочных деталей литье может быть более подходящим.
Кроме того, необходимо также учитывать материал деталей. Например, для металлов с более высокой температурой плавления, таких как нержавеющая сталь, порошковая металлургия, очевидно, более подходит.
Кроме того, следует учитывать фактор стоимости, включая материалы, оборудование, эффективность производства и т. д.
FAQ
1. Что такое заливка в процессе литья?
В процессе литья «заливать» означает процесс переноса расплавленного металла в форму. После того, как расплавленный металл остывает и затвердевает, формируются литейные компоненты.
2. Сколько времени занимает процесс литья?
Время процесса литья может существенно варьироваться в зависимости от таких факторов:
- Размер и сложность детали
- Конкретный используемый метод литья
- Объем производства.
Литье может занять несколько недель. Для больших и сложных деталей это может занять до месяца.