Источник: www.azom.com
Преимущества порошковой металлургии относительно производства.
Недостатки и ограничения порошковой металлургии , как производства.
Проектные требования.
Практические аспекты производства.
Производство деталей из металлических порошков относится к отрасли техники, называемой порошковой металлургией. Использование этой техники изготовления дает существенные технические и экономические преимущества.
Продукция порошковой металлургии широко используется в самых разнообразных отраслях, так как технологии порошковой металлургии сочетают уникальные технические характеристики с экономической эффективностью.
Некоторые методы, описанные в статье, также используется для изготовления спеченных твердых сплавов, таких как «карбиды» или «карбиды вольфрама», однако эти материалы не рассматриваются в данной работе.
Преимущества порошковой металлургии :
Технические и коммерческие преимущества изготовления деталей из порошка :
· производство изделий близких к заданным;
· практически полное исключение дополнительных операций;
· высокий коэффициент использования исходного материала ;
· однородность порошка и, следовательно, одинаковый химический состав вследствие равномерной кристаллизации предварительно легированных частиц порошка;
· уникальные композиции и сплавы, изготовляемые благодаря отсутствию плавления, а введение в них специфических частиц дают особые свойства (например, введение кремния и графита в изготовлении тормозных колодках) ;
· изготовление неравновесных композиций (например, из медно-хромовых сплавов);
· металлургические структуры, как правило, имеют тонкие и однородные структуры:
Недостатки и ограничения порошковой металлургии :
Безусловно, существуют и некоторые недостатки, в том числе:
· дороговизна исходных материалов для производства порошка
· ограничения по форме готовых изделий, например, процесс не может производить входящие углы фиксированной матрица для прессования или выполнять радиальные отверстия в вертикальных цилиндрах;
· размеры изделия, после спекания изменяются, обычно это можно предвидеть, так как они зависит от ряда факторов (в том числе от плотности), которым можно управлять;
· загрязнения воздуха на рабочем месте, которое может привести к ухудшению здоровья персонала;
Порошково-металлургической промышленности часто приходится сталкиваться с чертежами для изделий, разработанных с альтернативными производственными процессами. Для изготовителя необязательно пытаться использовать именно эти чертежи или проекты, так как есть вероятность, что некоторые их особенности невозможно произвести. Желательно перепроектировать это изделие так, что бы оно могло полностью выполнить свою функцию в этом проекте, а также максимально улучшить порошково-металлургический процесс, в частотности, сделать его более экономически выгодным, близким к заданным параметрам изделия, его и размерам и допускам.
Есть несколько простых факторов :
· необходимо избегать заострения ребер детали при механической обработке. Напряжение на ребрах может привести к их деформации и неисправности частей инструментов (эту проблему можно решить, используя небольшой плоский участок).
· неспособность процесса порошковой металлургии изготовить входящий угол и поперечные отверстия. Эти операции должны быть произведены на последующих стадиях обработки.
· острые углы, следует избегать, сменяя их малыми радиусами.
· должны быть возможность извлечь части инструментов после прессования;
Другие правила проектирования связаны с практическими аспектами создания определенных форм оснастки и должны быть рассмотрены на конкретных условиях.
Существуют ограничения по высоте и толщине стенки деталей. Первоначальная высота порошка в матрице примерно в 2,5 раз выше, чем высота готовой прессовки. Поэтому компоненты с конечными размерами высоты, при которых толщина стенки превышает отношение, примерно 16 : 1 не возможны. Заполнение также становится проблемой, обычно стенки толщиной менее 2 мм, при таком соотношении также не возможно изготовить.
Обычно изделия порошковой металлургии производятся одной операцией, состоящим из прессования и спекания. Возможно производить сложные изделия, но невозможно производить их одной операцией, спрессовать два простых компонента и совместить спекание и пайку во время процесса спекания.
Спекание основывается на взаимном присоединении, состоящем из двух частей, без дополнительных операций, в то время как спекание-пайка использует промежуточный слой из материала пайки между двумя изделиями, который соединяет их вместе, пока они при температуре спекания. Третьим вариантом является сварка двух изделий вместе после спекания.
Крайне желательно, обратиться за консультацией к производителю изделий порошковой металлургии, чтобы выяснить наиболее экономически эффективной разработки для каждого изделия, обсуждая все их функции и критической параметры.
Порошковой металлургии предоставляет уникальную возможность для производства, близких к заданному размеру компонентов с минимальными затратами, исключить или свести к минимуму необходимость вторичной обработки деталей. Её методами также можно получать уникальные материалы.
Первичный автор: Г. Гритам
Отвлечении от информационных материалов службы, под редакцией Стивена Хармер.
Более подробную информацию смотрите в публикации Института материаловедения