Boyutlandırma, toz metalurjisinde (PM) ikincil işlemlerden biridir. Sinterlenmiş parçaların daha yüksek doğruluk elde etmek için yeniden preslenmesi işlemidir.
Neden bunu yapıyorsun?
Bunun nedeni, sinterleme işlemi sırasında ürünün termal genleşme ve büzülme nedeniyle boyut değişimlerine uğramasıdır. Bir diğer neden ise, parçaların tek seferde elde edilemeyen yüksek tolerans hassasiyeti gerektirmesidir.
Bu blog yazımızda toz metalurjisinde boyutlandırma işleminin detaylı bir şekilde inceleyeceğiz.
İçerik
Toz Metalurjisi Nedir?
Toz metalurjisi, minimum işlemeyle hassas ve karmaşık parçalar üretmek için metal tozları kullanan bir üretim sürecidir. Toz metalurjisi süreci dört aşamadan oluşur: toz karıştırma, sıkıştırma, sinterleme ve genellikle boyutlandırma veya ısıl işlem gibi ikincil bir işlem.
Döküm veya dövme gibi geleneksel yöntemlerin aksine, PM, üreticilerin yüksek malzeme kullanımı (%95'in üzerinde), dar toleranslar ve maliyet verimliliğiyle neredeyse net şekilli bileşenler üretmelerine olanak tanır. Otomotiv, havacılık, endüstriyel ve elektrikli el aletleri endüstrilerinde dişliler, burçlar, yapısal parçalar ve filtreler gibi bileşenleri tutarlı kalitede üretmek için yaygın olarak kullanılır.
Boyutlandırma Sürecinin Adımları
Toz metalurjisinde boyutlandırma aşağıdaki adımları içerir:
Ön boyutlandırma
Her birini tam olarak inceleyerek başlayın toz metalurji parçası sinterleme işleminden sonra niteliksiz olanları seçip ayırıyoruz.
Daha hassas dış veya iç ölçümler için bir mikrometre kullanmayı düşünebilirsiniz. Ya da kritik boyutları ölçmek için bir yükseklik ölçer kullanabilirsiniz.
Kalıp Tasarımı ve Bakımı
Boyutlandırma işlemi için kalıp malzemeleri genellikle yüksek mukavemetli takım çelikleri gibi kullanılır. AISI 4140Yüksek aşınma direnci ve tokluk sunan C 11 veya CPM-10V. Seçilen malzeme, sertlik ve dayanıklılığı artırmak için genellikle ısıl işlem süreçlerinden geçer.
kg toz metalurjisi takım tasarımı Sinterlenmiş ürünün nihai boyutları ve toleranslarıyla uyumlu olmalıdır. Çekme ve geri tepme gibi malzeme özelliklerini göz önünde bulundurduğunuzdan emin olun.
Kalıp tasarımınız, sinterlenmiş bileşenlerin kalıptan kolayca çıkarılmasını sağlayan özellikler de içermelidir. Bu, hem parçalara hem de kalıba gelebilecek hasarı en aza indirmeye yardımcı olur. Ayrıca, boyutlandırma işlemi sırasında havanın kaçmasını sağlamak için uygun havalandırmayı sağlayın.
Kalıbın ömrünü uzatmak için aşağıdaki önlemleri alabilirsiniz:
- Kalıp yüzeyini düzenli olarak temizleyin.
- Metal tozlarının yapışmasını önlemek için yağlayıcılar kullanın
- Titanyum nitrür gibi koruyucu kaplamaların uygulanması yüzey sertliğini ve korozyon direncini artırabilir
Boyutlandırma
Öncelikle, boyutlandırılması gereken ürünü kalıba yerleştirin. Presi çalıştırın ve üst zımba aracılığıyla ürüne dikey baskı uygulayın.
Bu basınç altında, ürünün yüzey tabakası deforme olur, kalıp boşluğunu doldurur ve yüzey gözeneklerini kapatır. Presleme işlemi tamamlandıktan sonra, alt zımba ürünü kalıptan iter. Ürün daha sonra çıkarılır.
Ebatlandırma için tam otomatik ve yarı otomatik presler arasından seçim yapabilirsiniz. Tam otomatik bir şekillendirme presi genellikle dakikada 10-20 parça hızında çalışır. Bu preslerin maksimum basınçları onlarca ila yüzlerce KN arasında değişir. Tonajları ise onlarca ila yüzlerce ton arasında değişir.
Uygulanan basınç genellikle kullanılan basınçtan daha düşüktür. sıkıştırma işlemiVe kalıba zarar verecek kadar yüksek olmamasını sağlamak önemlidir. Ayrıca, boyutlandırma süresi genellikle kısadır, çoğu zaman sadece birkaç saniye. Bu, parçalarda hasara veya aşırı gerilime neden olmadan ayarlamalar yapmak için yeterlidir.
Kalite kontrol
- Boyutlu muayene
Boyutlandırma işlemi tamamlandıktan sonra, ürünün boyutlandırma ölçülerini inceleyin. Bu, belirtilen ölçüleri, yüzey kalitesini ve mekanik özellikleri karşıladığından emin olmak için yapılır.
Bunun için mikrometre ve koordinat ölçüm makineleri (CMM) gibi aletler kullanılır. Ürün hassasiyet gereksinimlerini karşılamıyorsa, ikincil boyutlandırma işlemi veya CNC işleme süreci gerekir.
- Yüzey Kaplama Kontrolü
Çatlak parçayı görsel olarak inceleyebilirsiniz. Bu parçalar, boyutlandırma işlemi sırasında aşırı basınç nedeniyle kusurlara neden olabilir.
Boyutlandırma Sürecinin Faydaları
Boyutsal Doğruluğu Geliştirin
- Daha sıkı toleranslar
Genellikle, parçalar sonrasında sinterleme işlemi yaklaşık 0.04 ila 0.03 mm'lik bir hassasiyete ulaşılabilir. Boyutlandırma yoluyla daha yüksek hassasiyet elde edilebilir, hatta 0.01 mm'lik bir hassasiyete bile ulaşılabilir.
- Daha düşük boyutlu varyasyonlar
Boyutlandırma, boyutsal çeşitlilik aralığını azaltarak ürünün standart boyutlara daha yakın olmasını sağlar.
- Tüm Parti Boyunca Daha Yüksek Tutarlılık
Ayrıca, boyutlandırma, farklı partilerde üretilen parçaların tek tip boyut ve özelliklerini korumasını sağlar. Bu, bitmiş ürün performansının istikrarına katkıda bulunur. Ayrıca, tekrar presleme yoluyla parçanın mekanik mukavemetini de bir miktar artırabilir.
Geliştirilmiş Yüzey İşlemi
- Yüzey düzensizliklerini ortadan kaldırır
Toz metalurjisinde, toz parçacıklarının paketlenmesi ve ısıtılması nedeniyle yüzey düzensizlikleri oluşabilir. Boyutlandırma işlemi, harici basınç uygulanarak bu düzensizliklerin düzeltilmesine yardımcı olur.
- Pürüzlülüğü azaltır
Boyutlandırma, yüzey parçacıklarını birbirine daha yakın sıkıştırarak pürüzlülüğü etkili bir şekilde azaltır. Bu da parçanın daha düzgün ve pürüzsüz bir yüzey elde edilmesini sağlar.
- Yüzey sızdırmazlığı
Ayrıca, boyutlandırma yüzey sızdırmazlığının gerçekleştirilmesine katkıda bulunur yağ emdirilmiş burçlarYüzeyi sıkıştırarak gözenekliliği azaltır ve yağ tutuşunu iyileştirir. Bu daha yoğun yüzey, yağı daha iyi tutarak sürekli yağlama sağlamakla kalmaz, aynı zamanda parçayı da güçlendirir. Yüzey sızdırmazlığı çoğunlukla toz metalurjisi ile yağ emdirilmiş yataklara uygulanır.
Boyutlandırma Sürecindeki Zorluklar
Kalıp Aşınması
Kalıbın sert metal tozlarına tekrar tekrar maruz kalması kalıp aşınmasını artıracaktır. Kalıp aşınması, sıkma toleranslarına ve nihai ürünün yüzey kalitesine zarar verebilir.
Geri Yaylanma Etkisi
Geri yaylanma, uygulanan basınç kaldırıldıktan sonra bir malzemenin orijinal şekline dönmesiyle oluşur. Bu durum, parçaların amaçlanan boyut ve şekillerinden sapmasına neden olabilir. Bu nedenle, bu durum için ek boyutlandırma sonrası işlemlere veya ayarlamalara ihtiyaç duyabilirsiniz.
Malzeme sınırlaması
Bazı metal tozları için boyutlandırma ideal değildir. Örneğin, sinterlenmiş sertleştirilmiş toz (FLC-4608), sinterlemeden sonra çok sertleşir ve genellikle sertliği HRC 30'u aşar. Bu sert malzemelerin preslenmesi, boyutsal hatalara ve kalıpların hasar görmesine yol açabilir.
Boyutlandırma Sürecinde Ekipman ve Araçlar
Boyutlandırma genellikle iki şekilde yapılır: tam otomatik ve yarı otomatik. Hepsinde mekanik presler veya hidrolik presler kullanılır.
- Tam Otomatik Boyutlandırma
Tam otomatik boyutlandırma, küçük ve karmaşık parçalar için uygundur. Başlıca araçlarımız şunlardır:
- Alma Tepsisi
Alma Tepsisi, boyutlandırmadan önce küçük parçaları doğru yöne hizalar ve düzenler.
- Robot kol
Robotik kol, titreşimli plakadan parçaları alıp kalıba yerleştirmekten ve parçaları çıkarmaktan sorumludur. Bu, insan kaynaklı operasyonel hataları azaltır ve verimliliği artırır.
- Yarı otomatik boyutlandırma
Büyük parçalar veya düşük hacimli siparişler için manuel yöntemler daha iyi sonuç verir. Bu yöntemde, çalışanlar toz metal parçalarını kalıba manuel olarak yerleştirir ve çıkarır. Bu yöntemin avantajı, maliyetinin daha düşük olması ve farklı boyutlardaki parçalar için esnek olabilmesidir. Ancak, daha düşük bir üretim hacmine sahiptir.
Pratik uygulamalarımızda boyutlandırma, özellikle bileşen toleranslarını iyileştirmede birçok avantaj sunar. Ancak boyutlandırma, her tür parça için ideal değildir. Tek bir boyutu işlemek için iyi çalışırken, birden fazla boyut söz konusu olduğunda zorluk çıkarır.
Düzenli iç ve dış çaplara sahip parçalar için boyutlandırma, hassasiyetlerini etkili bir şekilde artırabilir. Ancak dişliler gibi özel şekilli ve düzensiz parçalar için boyutlandırma yapmak oldukça zordur.
MAVİ lider bir markadır toz metalurjisi üreticisi Çin'de, takım ücreti ödemeden geniş bir yelpazede standart toz metalurji parçaları sunuyoruz. toz metalurjisi ürün listesi Ücretsiz olarak seçim yapabilirsiniz. Aradığınızı bulamazsanız, özel hizmetlerimiz de mevcuttur.
SSS
Boyutlandırma İşleminin İşçilik Maliyeti Nedir?
İşçiler dakikada yaklaşık 10 ila 15 parça işliyor. Çin'de ortalama bir işçinin aylık maaşı yaklaşık 550 ila 620 dolar arasında. Bir parçanın boyutlandırılması için işçilik maliyeti yaklaşık 0.04 ila 0.11 dolar. Dolayısıyla boyutlandırma, daha dar parça toleransları elde etmenin ekonomik bir yoludur.
Boyutlandırmada Kullanılan Kalıplar ile Sıkıştırmada Kullanılan Kalıplar Aynı mıdır?
Hayır.
Boyutlandırmada kullanılan kalıplar sıkıştırmada kullanılan kalıplarla aynı değildir.
Sıkıştırma işlemi kalıpları daha karmaşık şekillere sahiptir.
Boyutlandırma kalıpları genellikle parçanın tek bir boyutunun boyutunu düzeltir. Parçalar için hassas toleranslar elde etmek üzere özel olarak tasarlanmıştır.
Sıkıştırma Presleri Boyutlandırma Presleri ile aynı mıdır?
Hayır.
Sıkıştırma presleri, metal tozlarını yoğun ve tutarlı bir kütleye sıkıştırmaları gerektiğinden daha yüksek tonajlarda çalışırlar.
Boyutlandırma presleri parçalara küçük boyutlu ayarlamalar yaptığı için uygulanan kuvvetin çok yüksek olmasına gerek kalmaz.