粉末冶金
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粉末冶金生產的部件的性能、特性和設計

2021-05-13 11:33:18

通過粉末冶金工藝生產物理性能接近類似鍛造材料的部件是可能的。然而,為了實現這一點,需要進行再壓制和再燒結,這又增加了生產成本。粉末冶金零件的性能也會受到后熱處理的影響。

一、典型的粉末冶金零件的鋁性能

通常情況下,粉末冶金生產的零件的抗拉強度約為鍛造材料生產/加工的抗拉強度的75%。由于粉末冶金零件的多孔性,其硬度通常會低于由鍛造材料制成的零件。但是,實際顆粒的硬度會更硬,幾乎相當于鍛造材料。與鍛造材料相比,孔隙率和相對較低的截面結合面積也導致較低的延展性。

1、組件形狀

零件形狀僅受成形工藝和相關模具的限制。對于使用單軸壓制形成的零件,所有零件將具有垂直對稱性。在零件具有幾個壁厚和/或臺階的情況下,上沖頭和下沖頭可以由多個單獨的沖頭組成。模具設計和形狀是一個事實,在設計粉末冶金制造的部件時必需牢記在心。

2、多直徑元件

多種直徑可設計成組件,但可能需要多次壓制操作才能生產。多次壓制操作有助于確保整個零件的密度一致。作為設計規則,不同直徑的數量不應超過壓機能夠進行的壓制操作的數量,或工具規定的數量。如果需要更大的直徑,可以在以后加工

3、非粉末冶金友好的設計特征

一些部件特征不適合粉末冶金成形工藝,特別是單軸壓制。另一個要求的設計屬性是零件必需能夠在壓制后從模具中推出。雖然這些設計特征在單軸壓制中可能是不可能的,但是它們可以使用更復雜的成形工藝來生產,但是顯然會增加生產成本。

粉末冶金

4、壁厚

非常小的壁厚會因粉末填充而導致問題。為此,通常不建議小于約0.075毫米的壁厚,但較小實際壁厚可由粉末決定。壓制零件應避免的另一個特征是直徑的突然變化。這導致壓制件中的壓力差,進而導致燒結過程中的變形。壓制零件也有較大長徑比。對于空心圓柱形零件,該比率約為2.5。對于實心圓柱體,或者壁厚大于約3毫米的地方,可以使用4的長徑比。

5、組件大小

粉末冶金部件的尺寸主要由生產硬件決定。較小尺寸由模具和壓機的精度以及粉末流量控制。然而,尺寸的上限是由壓力機所能提供的壓力控制的。

二、粉末冶金缺陷

1、分層破裂

如果空氣無法從模具中逸出,它將被截留在生坯部件中。這通常是由于在垂直于壓制方向的方向上試圖過快地壓制部件而導致層壓破裂的結果。這是由于壓縮空氣層導致相鄰顆粒無法機械互鎖造成的。

2、爆裂

當所有截留的空氣試圖在沖模和沖頭相遇的單一點逸出時,就會發生井噴。

3、經濟考慮

粉末冶金可以作為其他制造工藝的一種可行的替代方法,因為它適合大規模生產。雖然實際生產率取決于設備能力,但以每小時幾千件的速度生產小零件并不罕見。

可能影響組件生產速度的其他因素包括:

?粉末流速,即模具填充的速度

?截留空氣從模具中排出的速率


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