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什么是粉末冶金烧结工艺?其主要设计优势?

2020-10-28 14:13:04

什么是高温粉末金属?高温粉末冶金(或粉末冶金烧结件工艺)专注于为锻造、冲压、铸造和机械加工工艺提供经济且效率高的替代方案。它结合了粉末冶金压实的高容量工艺和通过称为“烧结”的温度控制气氛获得的优异物理性能。

一、高温颗粒物的好处

高温粉末冶金具有其他不锈钢冶金形式所不具备的优点。因此,粉末冶金部件正迅速成为铸件、锻件和机械加工零件的有效替代品。

二、高温粉末冶金的设计优势:

1、材料效率:粉末冶金工艺在成本方面的优势之一是粉末成品实际上使用消耗的颗粒物。这消除了在生产带孔或不同厚度的零件时,在冲压、精冲或机械加工过程中发现的浪费。

2、复杂的形状:基本上没有增加成本,粉末冶金可以很容易地提供内部或外部花键,齿轮,滚花,或旋钮。特征可以偏离中心或部分通过,如偏心孔或隐藏的口袋。

3、精密公差:精密模具、冲头和芯棒生产的净形零件比铸件、锻件和冲压件的公差更小。如果需要额外的尺寸精度,可以对烧结钢部件进行铸造或机械加工。

4、特别的材料属性:粉末冶金不锈钢提供各种标准合金,以满足大多数要求;然而,任何尺寸的定制混合物都可以很容易地制造出来,以满足特定的材料要求。

5、劳动效率:自动快速循环压力机始终如一地生产粉末冶金不锈钢部件。虽然复杂的工具设置可能有些冗长,但更长的压机运行和连续烧结有效地分摊了这部分成本。

粉末冶金

6、减少的组件:在许多情况下,需要复杂的多个零件和组装步骤的功能被整合到单个预防性维护组件中,从而较大限度地减少制造步骤并降低成本。

三、定义过程和历史

粉末冶金是一个成熟的过程,从公元前3000年的装饰应用开始,发展到100多年前的大批量工业生产。过去50年来,设备和材料的进步带来了显著的进步。高温不锈钢部件利用这些进步来实现比传统粉末冶金更好的性能,同时与其他金属成形工艺相比,继续提供成本优势。

传统粉末冶金工艺将零件烧结到理论密度的82-88%,而高温材料经过精心加工,密度变化范围为理论密度的88% - 94%。由于材料性能如伸长率、屈服强度、耐腐蚀性和磁性与密度直接相关,高温材料的性能明显优于传统材料。

四、混合

选择真正纯的粉末冶金和添加剂,以提供根据客户要求定制的物理性能。粉末冶金与有助于流动性、生坯密度和生坯强度的润滑剂混合。在固态下混合粉末冶金提供了设计多种粉末冶金特有的材料特性的机会。

五、压制

粉末从送料履带片流入模腔,在模腔中,多个冲头将粉末压缩至其原始体积的一半。强烈的压实迫使钢首先重新排列,然后使金属颗粒变形,产生局部机械结合,形成“绿色”零件。绿色零件被机械弹出和输送,以较大限度地减少处理损坏。从4吨到550吨的压力机能够进行多种运动,我们甚至能够生产较复杂的不锈钢零件。

六、烧结

我们的高温不锈钢(2300华氏度以上)能力产生许多优点,例如改进的冶金结合、致密化、延展性和冲击能量。初始烧结阶段去除粘合剂和润滑剂,并清洁金属颗粒的表面,确保成品不锈钢部件具有优异的机械性能。温度下的时间提供了将机械结合转化为冶金结合的能量。低于熔点的加热会产生工程烧结部件合金理论密度的88%到94%。

七、结束

粉末金属烧结产品是净成形能力——通常在不锈钢粉末冶金件烧结操作后提供成品不锈钢部件。尺寸或压印操作用于更严格的尺寸要求。使用各种加工应用,包括磨削、车削、铣削、攻丝等,可以获得额外的特征复杂性。油浸渍利用颗粒物质的多孔通道作为内置的润滑容器。其他表面处理也可以达到特定的要求。


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