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通常加工粉末金属零件是很少需要?

2020-08-10 14:49:28

通过机械加工生产金属零件本质上是浪费的。您的供应商花费了很多精力将金属变成芯片,这些芯片被报废甚至重新熔化。显然,粉末冶金之类的净成形或近净成形工艺具有许多优势-尤其是节省材料成本。但是,在某些情况下,模具约束意味着零件需要二次加工。诚然,加工粉末金属零件提出了挑战。一些制造商以此为借口,采用更浪费的制造方法(例如铜渗透或树脂浸渍)。实际情况是,可以通过对粉末金属材料和成形过程有透彻的了解来克服这些限制。

一、净形状很大程度地减少了对粉末金属的加工需求

在制造粉末金属零件时,您的供应商会将准确数量的粉末滴入模具或型腔中。然后用冲头压实粉末,以确保填充模头的每个IOTA。释放后,压缩零件进入熔炉进行烧结。这会熔化粉末颗粒,从而形成坚硬的成品或半成品。

网状成形与常规方法相比至少具有四个优点,但是也有一个局限性。冲头移入模具产生的轴向压缩意味着无法形成一些特征。要么粉末不会移动到模具中,要么将粉末移动到模具中,否则以后释放零件将变得困难甚至是不可能的。这些功能包括:十字孔、咬边、线程数、反向锥度

二、实质性挑战

设计工程师经常指定粉末金属零件以利用材料的功能。尽管大多数粉末金属零件是由铁-碳-铜混合物制成的,但还有其他一些选项可以提供增强的性能。添加剂包括:镍、钼、铬(不锈钢的主食)、钒

这些金属通常会增加耐蚀性,强度和硬度,但还有其他好处。例如,镍被用于热处理的PM组件中,因为镍在热处理后具有更好的机械性能。铬可改善拉伸性能和疲劳性能,并且铌和钒可细化晶粒尺寸。

粉末冶金

较硬的材料较难加工(例如,不锈钢与铝相比),但粉末金属也带来了自己的挑战。松散硬度可能不会显得特别高,但不要低估零件中孔隙的磨蚀作用。粉末金属零件固有的(通常是希望的)低孔隙率,但是,这会导致微观间断的切削,从而导致颤动,切削和机床寿命缩短。总之,在加工粉末金属零件时,切削力通常较高,刀具寿命较短。此外,颤动可能不利于表面光洁度,特别是在美观与组件息息相关的情况下。

三、改善粉末金属零件的可加工性

有以下三种途径。查看您的粉末金属部件供应商是否在使用以下做法:

1.优化切削刀具的几何形状

一般而言,您希望供应商使用锋利的工具和轻巧的切口。更具体地说,负前角可提高韧性,而紧密的半径则有助于减小作用力。

2.选择合适的切削刀具材料

金属陶瓷(硬质钛颗粒硬质合金)是一种经济的选择。立方氮化硼通常用于大批量和高精度应用。硬质合金是间断切削和穿线的理想选择。

3.粉末金属材料改性

加工粉末冶金零件有两种方法。使用树脂渗透孔隙率可改善润滑效果并减少颤动。此外,某些材料添加剂(尤其是硫化锰)可以减少切削力和磨损。

四、二次加工:很少需要,通常是可能的

粉末冶金比机加工具有许多优势。这是一个快速而有效的过程,并且会缩小:交货时间、能源消耗、物料浪费

同时,它开辟了更多的材料可能性。但是,压实粉末的结果是不能形成某些特征。在这种情况下,如果需要这些功能,则须进行二次加工。对于那些缺乏粉末冶金专业知识的人来说,这似乎令人生畏。现实情况是,粉末金属零件可以用少量的肘部润滑脂和预见力进行加工。缺点是固有的材料浪费。


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