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为什么说粉末冶金材料减轻电机重量很重要

2020-11-04 14:43:49

重量是当今几乎所有基于金属的产品都需要考虑的问题。值得注意的是,汽车多年来一直严格控制饮食,粉末冶金材料在其中起着重要作用。众所周知,减重意味着更好的表现。对于我们其他人来说,这意味着可以提高油耗,并节省成本。这里介绍一下汽车和其他行业中各种粉末金属材料如何影响成品零件的重量。您会发现,在许多情况下,粉末金属(PM)是减轻重量的关键成分。记住,体重要花钱。

一、选择粉末冶金材料:重量

当然,这并不是汽车轻量化材料备受追捧的原因。对于某些设计师来说,主要的关注点是通过燃烧更少的燃料来减少排气管的排放。从锻造金属零件到粉末金属零件的典型转换可显着减轻重量。如果考虑锻造材料的密度,则为7.8 g / c c,而典型的粉末金属零件为7.0 g / cc。重量减轻了10%!汽车行业并不是对减轻重量感兴趣的行业。但是其他应用程序呢?想一想:电动马达运动控制系统减轻重量意味着减少惯性和降低能耗的任何应用.

1、粉末金属材料可以通过两种方式帮助您实现目标:

它们可以形成的形状。设计人员可以将材料放置在需要的地方,而不用受限于切割路径或让金属流动的需要。

粉末冶金零件的密度低于固态金属。烧结的金属晶粒之间留下的空间会降低密度,因此粉末冶金金属部件的固有重量将小于等效的铸造,锻造或机加工部件。

粉末冶金

二、电动机粉末冶金

减轻重量激动人心的PM应用之一可能是电动机。传统汽车的机会非常丰富,但电动自行车和电动踏板车等其他形式的运输机会也很多。 软磁复合材料(SMC)是一种先进的材料,旨在扩大粉末冶金的3D成形能力,同时还提供增强的磁性能。SMC,用于电动机时:

降低总铁损

允许更高的频率

降低能耗

这就是开胃菜,但这是主要步骤:SMC的密度增加和成形灵活性可将电动机的尺寸减小多达30%。考虑一下电动自行车和电动踏板车中使用的小型电动机-减轻重量确实会有所作为。您不想长时间骑着太重的自行车。 

SMC可大大提高小型电子运输中使用的非传统样式电动机的性能。从材料和形状制造的角度来看,SMC的使用可以改善电动机设计的性能: 

峰值扭矩提高20%

恒定扭矩提高40%

电池续航力提高20%

电机直径缩小20%

电动机效率可能是轻质粉末冶金材料非常酷的应用,但还有其他好处值得探索……

三、多孔PM材料的副作用

粉末冶金零件引起汽车工业工程师兴趣的另一个原因是它们对“ NVH”(噪音,振动,粗糙度)的影响。粉末金属零件的多孔性质可抑制声音和振动-齿轮的设计。(作为证据,请在您的PM零件上轻按您的指甲,然后注意它不会像实线那样“响”。)孔隙可以保留用于润滑或过滤流体的油-仅是考虑使用粉末冶金材料的两个原因。

四、PM达到了设计目标……但是,哪一个呢?

减轻重量是任何从事运动系统的工程师的首要任务。这包括电动机和驱动器以及汽车和飞机。 粉末冶金材料可以帮助实现减重目标,并改善过程性能。汽车制造商及其供应商将在任何可能的地方将零件更换为PM,并且应用范围将不断扩大。

材料选择是性能和成本之间的平衡。利用PM的网络整形功能可以为您提供两全其美的体验。PM具有优势,但在当前的迭代中却有所局限。


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