Калибровка — одна из вторичных операций в порошковой металлургии (ПМ). Она заключается в повторном прессовании спечённых деталей для достижения более высокой точности.
Зачем это делать?
Это связано с тем, что в процессе спекания изделие претерпевает изменения размеров из-за термического расширения и сжатия. Другая причина заключается в том, что детали требуют высокой точности допусков, которую невозможно достичь за один проход.
В этом блоге мы подробно рассмотрим процесс калибровки в порошковой металлургии.
Содержание:
Что такое порошковая металлургия?
Порошковая металлургия — это производственный процесс, в котором металлические порошки используются для изготовления точных и сложных деталей с минимальной механической обработкой. Процесс порошковой металлургии состоит из четырёх этапов: смешивания порошков, прессования, спекания и, часто, дополнительных операций, таких как калибровка или термическая обработка.
В отличие от традиционных методов, таких как литье или ковка, порошковая металлургия позволяет производителям изготавливать детали, близкие к заданной форме, с высокой степенью использования материала (более 95%), жёсткими допусками и экономической эффективностью. Она широко применяется в автомобильной, аэрокосмической, промышленной и электроинструментальной промышленности для производства таких деталей, как шестерни, втулки, конструктивные элементы и фильтры, со стабильным качеством.
Этапы процесса калибровки
Калибровка в порошковой металлургии включает следующие этапы:
Предварительная калибровка
Начните с полной проверки каждого часть порошковой металлургии после спекания отобрать те, которые не являются неквалифицированными.
Затем, для более точных внешних или внутренних измерений, рассмотрите возможность использования микрометра. Или вы можете применить штангенрейсмас для измерения критических размеров.
Проектирование и обслуживание штампов
В качестве материалов для штамповки обычно используются высокопрочные инструментальные стали, такие как AISI 4140, C 11 или CPM-10V, которые обеспечивают высокую износостойкость и прочность. Выбранный материал часто подвергается процессам термообработки для повышения твердости и сопротивления.
Ваша проектирование оснастки для порошковой металлургии должны соответствовать конечным размерам и допускам спеченного продукта. Обязательно учитывайте свойства материала, такие как усадка и упругость.
Конструкция вашей пресс-формы также должна включать функции, которые облегчают извлечение спеченных компонентов из формы. Это помогает минимизировать повреждение как деталей, так и пресс-формы. Также обеспечьте надлежащую вентиляцию, чтобы воздух мог выходить во время процесса калибровки.
Чтобы продлить срок службы штампа, можно предпринять следующие меры:
- Регулярно очищайте поверхность штампа.
- Используйте смазочные материалы для предотвращения прилипания металлических порошков.
- Нанесение защитных покрытий, таких как нитрид титана, может повысить твердость поверхности и коррозионную стойкость.
Калибровка
Сначала поместите в матрицу продукт, который необходимо калибровать. Запустите пресс и примените вертикальное давление к продукту через верхний пуансон.
Под этим давлением поверхностный слой изделия деформируется, заполняя полость формы и герметизируя поверхностные поры. После завершения прессования нижний пуансон выталкивает изделие из матрицы. Затем изделие извлекается.
Вы можете выбрать между полностью автоматическими и полуавтоматическими прессами для калибровки. Как правило, полностью автоматический формовочный пресс работает со скоростью 10-20 деталей в минуту. Максимальное давление этих прессов составляет от десятков до сотен кН. Их тоннаж составляет от десятков до сотен тонн.
Прикладываемое давление обычно ниже, чем используемое в процесс уплотнения. И важно убедиться, что он не настолько высок, чтобы повредить штамп. Кроме того, время калибровки обычно невелико, часто всего несколько секунд. Этого достаточно, чтобы внести изменения в детали, не вызывая повреждений или чрезмерного напряжения.
В Контроле Качества
- Размерный осмотр
После завершения процесса калибровки проверьте размеры изделия. Это делается для того, чтобы убедиться, что оно соответствует указанным размерам, качеству поверхности и механическим свойствам.
Для этого используются такие инструменты, как микрометры и координатно-измерительные машины (КИМ). Если изделие не удовлетворяет требованиям точности, необходим вторичный процесс калибровки или процесс обработки на станке с ЧПУ.
- Проверка отделки поверхности
Вы можете визуально осмотреть треснувшую часть. Эти части могут иметь дефекты из-за чрезмерного давления во время процесса калибровки.
Преимущества процесса калибровки
Улучшить точность размеров
- Более жесткие допуски
Как правило, детали после процесс спекания может достигать точности около 0.04-0.03 мм. Более высокая точность может быть достигнута путем калибровки, достигая даже точности 0.01 мм.
- Более низкие размерные вариации
Калибровка уменьшает диапазон размерных колебаний, делая изделие более соответствующим стандартным размерам.
- Более высокая однородность во всей партии
Кроме того, калибровка способствует тому, что детали, произведенные в разных партиях, сохраняют одинаковые размеры и свойства. Это способствует стабильности характеристик готового продукта. Она также может немного повысить механическую прочность детали путем повторного прессования.
Улучшенная обработка поверхности
- Устраняет неровности поверхности
В порошковой металлургии неровности поверхности могут возникать из-за упаковки и нагрева частиц порошка. Процесс калибровки помогает сгладить эти неровности путем приложения внешнего давления.
- Уменьшает шероховатость
Калибровка эффективно снижает шероховатость, уплотняя поверхностные частицы ближе друг к другу. Это приводит к более однородной и гладкой отделке детали.
- Поверхностная герметизация
Более того, калибровка способствует реализации поверхностной герметизации пропитанные маслом втулки. Он уплотняет поверхность, чтобы уменьшить пористость, что улучшает удержание масла. Эта более плотная поверхность не только лучше удерживает масло, обеспечивая непрерывную смазку, но и укрепляет деталь. Поверхностное уплотнение в основном применяется к подшипникам, пропитанным маслом, изготовленным методом порошковой металлургии.
Проблемы в процессе калибровки
Износ штампа
Повторное воздействие твердых металлических порошков на матрицу увеличит износ матрицы. А износ матрицы может повредить допуски затяжки и качество поверхности конечного продукта.
Эффект пружинящего возврата
Пружинный возврат происходит, когда материал возвращается к своей первоначальной форме после снятия приложенного давления. Это может привести к отклонению деталей от предполагаемых размеров и формы. Поэтому вам могут потребоваться дополнительные обработки или корректировки после калибровки в этой ситуации.
Ограничение по материалу
Размеры не являются идеальными для некоторых металлических порошков. Например, спеченный закаленный порошок (FLC-4608) становится очень твердым после спекания, часто превышая твердость HRC 30. Прессование этих твердых материалов может привести к неточностям размеров и повреждению штампов.
Оборудование и инструменты в процессе калибровки
Калибровка обычно бывает двух типов: полностью автоматическая и полуавтоматическая. Все они используют механические прессы или гидравлические прессы.
- Полностью автоматическое определение размера
Полностью автоматическое определение размеров подходит для небольших и сложных деталей. Основные инструменты следующие:
- Приемный лоток
Приемный лоток выравнивает и располагает мелкие детали в правильной ориентации перед калибровкой.
- Роботизированная рука
Роботизированная рука отвечает за сбор деталей с вибрационной плиты и размещение их в штампе, а также за извлечение деталей. Это снижает количество ошибок оператора и увеличивает производительность.
- Полуавтоматическая калибровка
Для более крупных деталей или заказов небольшого объема лучше подходят ручные методы. Таким образом, рабочие вручную помещают детали из порошкового металла в пресс-форму и вынимают их. Преимущество этого метода в том, что он стоит дешевле и может быть гибким для деталей разных размеров. Однако он имеет более низкую производительность.
В наших практических приложениях размер дает много преимуществ, особенно в плане улучшения допусков компонентов. Однако размер не идеален для всех типов деталей. Он хорошо подходит для обработки одного измерения и испытывает трудности с несколькими измерениями.
Для деталей с обычным внутренним и внешним диаметрами калибровка может эффективно повысить их точность. Однако для деталей специальной формы и нерегулярных деталей, таких как шестерни, калибровка очень сложна.
СИНИЙ является ведущим производитель порошковой металлургии в Китае, предлагая широкий ассортимент стандартных деталей, изготовленных методом порошковой металлургии, без оплаты оснастки. Вы можете скачать наш список продукции порошковой металлургии Выбирайте бесплатно. Если вы не нашли то, что ищете, мы также предлагаем индивидуальные услуги.
FAQ
Какова стоимость труда при калибровке?
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.
Используются ли при калибровке те же матрицы, что и при уплотнении?
№
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 уплотнения и прессы для проклейки — это одно и то же?
№
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.