Rezanie častí práškovej metalurgie (P / M)

Čas zverejnenia: 06 / 27 2021 Autor: editor stránok Návšteva: 13778

Používanie procesu práškovej metalurgie (P / M) na výrobu dielov pre energetické systémy automobilu naďalej rastie. Súčiastky vyrobené procesom P / M majú veľa dôležitých a jedinečných výhod. Zvyšková pórovitá štruktúra zámerne ponechaná v týchto častiach je vhodná na samomazanie a zvukovú izoláciu. Komplexné zliatiny, ktoré je ťažké alebo nemožné vyrobiť tradičným odlievacím procesom, je možné vyrobiť pomocou technológie P / M. Súčiastky vyrobené touto technológiou majú zvyčajne malú alebo žiadnu spracovateľskú kapacitu, čo ich robí lacnejšími a menším odpadom z materiálov. Bohužiaľ, za príťažlivosťou týchto funkcií sa ťažko obrábajú diely P / M.

Aj keď jedným z pôvodných zámerov odvetvia P / M je eliminovať všetko spracovanie, tento cieľ ešte nebol dosiahnutý. Väčšina dielov môže byť iba „blízko k finálnemu tvaru“ a ešte je potrebné ich dokončiť.

Avšak v porovnaní s odliatkami a výkovkami je malé množstvo materiálu, ktoré je potrebné z P / M dielov odstrániť, typickým materiálom odolným proti opotrebovaniu.

Porézna štruktúra je jednou z charakteristík, vďaka ktorej majú diely p / M široké použitie, ale životnosť pórov tiež poškodí pórovitá štruktúra. Porézna štruktúra môže ukladať olej a zvuk, ale vedie tiež k prerušovanému rezaniu. Pri pohybe tam a späť z otvoru na pevné častice je hrot nástroja neustále nárazovo ovplyvňovaný, čo môže viesť k veľmi malej deformácii únavovým lomom a jemnému zrúteniu okraja pozdĺž reznej hrany. Aby toho nebolo málo, častice sú zvyčajne veľmi tvrdé. Aj keď je makro tvrdosť meraného materiálu medzi 20 a 35 stupňami, veľkosť častíc súčasti je až 60 stupňov. Tieto tvrdé častice spôsobujú silné a rýchle opotrebovanie hrán. Mnoho dielov p / M je tepelne spracovateľných a tvrdosť a pevnosť materiálu sú po tepelnom spracovaní vyššie. Nakoniec vďaka technológii spekania a tepelného spracovania a použitým plynom bude povrch materiálu obsahovať tvrdé oxidy a / alebo karbidy odolné proti opotrebovaniu.

Výkon častí P / M

Väčšina vlastností P / M dielov vrátane obrábateľnosti súvisí nielen s chemickým zložením zliatiny, ale aj s úrovňou pórovitosti poréznej štruktúry. Pórovitosť mnohých konštrukčných častí je až 15% ～ 20%. Pórovitosť častí použitých ako filtračné zariadenie môže byť až 50%. Na druhom konci série je pórovitosť kovaných alebo bedrových častí iba 1% alebo menej. Tieto materiály sa stávajú obzvlášť dôležitými v automobilových a leteckých aplikáciách, pretože môžu dosiahnuť vyššiu úroveň pevnosti.
Pevnosť v ťahu, húževnatosť a ťažnosť zliatiny P / M sa bude zvyšovať so zvyšovaním hustoty a môže sa tiež zlepšovať obrobiteľnosť, pretože pórovitosť je škodlivá pre hrot nástroja.
Zvýšenie úrovne pórovitosti môže zlepšiť zvukovú izoláciu dielov. Oscilácia tlmenia v štandardných častiach je výrazne znížená v častiach P / M, čo je veľmi dôležité pre obrábacie stroje, vzduchotechnické rúry a pneumatické náradie. Vysoká pórovitosť je nevyhnutná aj pre samomazné prevody.

Ťažkosti pri obrábaní

Aj keď jedným z cieľov neustáleho rozvoja P / M priemyslu je eliminácia obrábania a jedným z hlavných lákadiel P / M procesu je, že je potrebné len malé množstvo spracovania, na získanie mnohých súčastí je ešte potrebné dodatočné ošetrenie vyššia presnosť alebo lepšia povrchová úprava. Obrábanie týchto dielov je bohužiaľ mimoriadne náročné. Väčšina zistených problémov je spôsobená pórovitosťou. Pórovitosť vedie k mikroúnave reznej hrany. Rezná hrana sa neustále zarezáva dovnútra a von. Prechádza medzi časticami a otvormi. Opakovaný malý náraz vedie k malým trhlinám na reznej hrane.

Tieto únavové trhliny rastú, až kým sa hrana nezrúti. Tento druh mikroštiepkovej hrany je zvyčajne veľmi malý a zvyčajne vykazuje bežné abrazívne opotrebenie.
Pórovitosť tiež znižuje tepelnú vodivosť častí P / M, čo vedie k vysokej teplote na reznej hrane a spôsobuje opotrebovanie a deformáciu kráteru. Vnútorne spojená porézna štruktúra poskytuje cestu na vypúšťanie reznej kvapaliny z reznej oblasti. To môže spôsobiť horúce praskliny alebo deformácie, najmä pri vŕtaní.

Zväčšenie povrchu spôsobené vnútornou pórovitou štruktúrou tiež vedie k oxidácii a / alebo karbonizácii počas tepelného spracovania. Ako už bolo spomenuté, tieto oxidy a karbidy sú tvrdé a odolné proti opotrebovaniu.

Porézna štruktúra tiež vedie k poruche odpočtu tvrdosti časti, čo je mimoriadne dôležité. Ak sa zámerne meria makro tvrdosť časti P / M, zahŕňa to faktor tvrdosti otvoru. Porézna štruktúra vedie k jej zrúteniu a vytvára zlý dojem o relatívne mäkkých častiach. Častice sú oveľa tvrdšie. Ako je opísané vyššie, rozdiel je dramatický.

Existencia inklúzií v častiach PM je tiež nevýhodná. Počas obrábania budú tieto častice vyťahované z povrchu nahor a na povrchu dielu sa vytvorí škrabanec alebo škrabanec, keď sa bude trieť pred nástrojom. Tieto inklúzie sú zvyčajne veľké a na povrchu časti zostávajú viditeľné otvory.

Rozdiel v obsahu uhlíka vedie k nekonzistencii obrobiteľnosti. Napríklad obsah uhlíka v zliatine fc0208 sa pohybuje od 0.6% do 0.9%. Dávka materiálov s 0.9% obsahom uhlíka je pomerne tvrdá, čo má za následok zlú životnosť nástroja. Druhá várka materiálov s 0.6% obsahom uhlíka má vynikajúcu životnosť nástroja. Obidve zliatiny sú v prípustnom rozmedzí.

Problém konečného obrábania súvisí s typom rezania, ku ktorému dochádza na P / M súčiastke. Pretože sa diel blíži k finálnemu tvaru, je hĺbka rezu obvykle veľmi malá. To si vyžaduje voľný rezný okraj. Nahromadenie triesky na reznej hrane často vedie k mikroštiepku.

Technológia spracovania

Na prekonanie týchto problémov sa používa niekoľko technológií (jedinečných v priemysle). Povrchová pórovitá štruktúra je často utesnená infiltráciou. Spravidla sa vyžaduje ďalšie bezplatné rezanie. Nedávno sa používali vylepšené techniky výroby prášku určené na zvýšenie čistoty prášku a zníženie oxidov a karbidov počas tepelného spracovania.

Porézna štruktúra s uzavretým povrchom sa dosahuje infiltráciou pomocou kovu (zvyčajne medi) alebo polyméru. Špekulovalo sa, že infiltrácia funguje ako mazivo. Väčšina experimentálnych údajov ukazuje, že skutočná výhoda spočíva v uzatvorení pórovitej štruktúry povrchu a zabránení mikroúnavy reznej hrany. Redukcia chvenia zvyšuje životnosť nástroja a povrchovú úpravu. Najdramatickejšie použitie infiltrácie ukazuje 200% predĺženie životnosti nástroja, keď je porézna štruktúra uzavretá.

Je známe, že aditíva ako MNS, s, MoS2, MgSiO3 a BN zvyšujú životnosť nástroja. Tieto prísady zlepšujú obrobiteľnosť uľahčením oddeľovania triesok od obrobku, lámaním triesok, zabránením hromadenia triesky a mazaním reznej hrany. Zvýšenie množstva prísad môže zlepšiť spracovateľnosť, ale znížiť pevnosť a húževnatosť.

Technológia atomizácie prášku na riadenie sintrovania a tepelného spracovania plynu v peci umožňuje vyrábať čistý prášok a časti, čo minimalizuje výskyt inklúzií a povrchových karbidov oxidov.

Materiál náradia

Najpoužívanejšie nástroje v priemysle P / M sú materiály, ktoré sú odolné proti opotrebeniu, odolné proti praskaniu na hranách a bez triesok za podmienky dobrej povrchovej úpravy. Tieto charakteristiky sú užitočné pre každú operáciu obrábania, najmä pre diely P / M. Nástrojovými materiálmi zahrnutými v tejto kategórii sú nástroje z kubického nitridu bóru (CBN), nepotiahnuté a potiahnuté cermety a vylepšené potiahnuté slinuté cementy.

CBN nástroje sú atraktívne pre svoju vysokú tvrdosť a odolnosť proti opotrebovaniu. Tento nástroj sa už mnoho rokov používa pri spracovaní ocele a liatiny s tvrdosťou Rockwell 45 a viac. Avšak kvôli jedinečným vlastnostiam P / M zliatiny a významnému rozdielu medzi mikrotvrdosťou a makro tvrdosťou je možné použiť CBN nástroje pre P / M diely s tvrdosťou podľa Rockwella 25. Kľúčovým parametrom je tvrdosť častíc. Keď tvrdosť častíc presiahne Rockwell o 50 stupňov, sú k dispozícii nástroje CBN bez ohľadu na hodnotu makro tvrdosti. Zjavným obmedzením týchto nástrojov je ich nedostatočná odolnosť. V prípade prerušovaného rezania alebo vysokej pórovitosti je potrebné zosilnenie hrán vrátane negatívneho skosenia hrany a silného honovania. Jednoduché ľahké rezanie je možné vykonať pomocou vybrúsenej reznej hrany.

Existuje niekoľko materiálov CBN, ktoré sú účinné. Materiál s najlepšou húževnatosťou je zložený hlavne z celého CBN. Majú vynikajúcu húževnatosť, takže sa dajú použiť na hrubovanie. Ich obmedzenia obvykle súvisia s povrchovou úpravou. Je to do značnej miery určené jednotlivými CBN časticami, ktoré tvoria nástroj. Keď častice spadnú z reznej hrany, ovplyvnia povrch materiálu obrobku. Nie je to však také vážne, že nástroj s jemnými časticami spadne z jednej častice.

Obvykle používaný CBN materiál má vysoký obsah CBN a strednú veľkosť častíc. Dokončovacia čepeľ CBN je jemnozrnná a obsah CBN je nízky. Sú najefektívnejšie, keď sa vyžaduje ľahké rezanie a povrchová úprava alebo keď je spracovávaná zliatina obzvlášť tvrdá.

V mnohých rezných aplikáciách je životnosť nástroja nezávislá od typu materiálu. Inými slovami, akýkoľvek materiál CBN môže dosiahnuť podobnú životnosť nástroja. V týchto prípadoch je výber materiálu založený hlavne na najnižších nákladoch na každú reznú hranu. Jedna okrúhla čepeľ má celý horný povrch CBN a môže poskytovať štyri alebo viac rezných hrán, čo je lacnejšie ako štyri vykladané čepele CBN.

Keď je tvrdosť častí P / M nižšia ako 35 stupňov Rockwell a tvrdosť častíc je v rozmedzí, je jednou z možností zvyčajne cermet. Cermety sú veľmi tvrdé, účinne bránia hromadeniu triesok a odolávajú vysokej rýchlosti. Okrem toho, pretože cermety sa vždy používali na vysokorýchlostné a dokončovacie obrábanie ocele a nehrdzavejúcej ocele, majú zvyčajne ideálne geometrické drážky vhodné pre tvarované časti.

Dnešné cermety sú zložité v metalurgii a obsahujú až 11 legujúcich prvkov. Spravidla sa spekajú z častíc TiCN a lepidla Ni Mo. TiCN poskytuje tvrdosť, odolnosť proti vytváraniu triesok a chemickú stabilitu, ktoré sú dôležité pre úspešné použitie cermetov. Okrem toho majú tieto nástroje zvyčajne vysoký obsah lepidla, čo znamená, že majú dobrú húževnatosť. Jedným slovom, majú všetky vlastnosti na efektívne spracovanie P / M zliatiny. Účinných je niekoľko druhov cermetov, rovnako ako spekaný slinutý karbid karbidu volfrámu, čím vyšší je obsah spojiva, tým lepšia je húževnatosť.

Známym relatívne novým vývojom je, že chemická depozícia z plynnej fázy pri vysokej teplote (mtcvd) tiež poskytuje výhodu pre priemysel P / M. Mtcvd si zachováva všetku odolnosť proti opotrebovaniu a odolnosť proti opotrebovaniu v kráteri tradičného chemického naparovania (CVD), ale tiež objektívne zvyšuje húževnatosť. Zvýšenie húževnatosti spočíva hlavne v znížení trhlín. Povlak sa nanáša pri vysokej teplote a potom sa ochladí v peci. Keď náradie dosiahne izbovú teplotu kvôli nekonzistentnej tepelnej rozťažnosti, povlak obsahuje trhliny. Tieto praskliny, podobne ako škrabance na plochom skle, znižujú pevnosť reznej hrany. Nižšia teplota nanášania mtcvd vedie k nižšej frekvencii trhlín a lepšej húževnatosti reznej hrany.

Ak majú substrát povlaku CVD a povlaku mtcvd rovnaké vlastnosti a sú v súlade s úpravou hrán, je možné preukázať rozdiel v ich húževnatosti. Ak sa používa v aplikáciách, kde sa vyžaduje húževnatosť hrán, je výkon povlaku mtcvd lepší ako pri povlaku CVD. Analýzou je pri obrábaní P / M dielov s pórovitou štruktúrou dôležitá húževnatosť hrán. Povlak Mtcvd je lepší ako povlak CVD.

Povlak nanášaný fyzikálnou parou (PVD) je tenší a menej odolný proti opotrebovaniu ako povlak mtcvd alebo CVD. Avšak PVD povlak vydrží pri aplikácii značný dopad. Povlak PVD je účinný pri abrazívnom opotrebovaní, CBN a cermety sú príliš krehké a vyžadujú vynikajúcu povrchovú úpravu.

Napríklad rezná hrana C-2 slinutého karbidu môže byť obrábaná fc0205 pri linkovej rýchlosti 180 m / min a rýchlosti posuvu 0.15 mm / otáčku. Po obrábaní 20 dielov môže nahromadenie čipu spôsobiť mikrokolaps. Ak sa použije povlak PVD titánnitrid (TIN), zabráni sa hromadeniu triesok a predĺži sa životnosť nástroja. Ak sa pre tento test použije pocínovaný povlak, očakáva sa, že charakteristiky abrazívneho opotrebenia častí P / M budú pri povlaku TiCN efektívnejšie. TiCN má takmer rovnakú odolnosť proti tvoreniu triesok ako cín, je však tvrdší a odolnejší voči opotrebovaniu ako cín.

Porézna štruktúra je dôležitá a ovplyvňuje spracovateľnosť zliatiny fc0208. Keď sa porézna štruktúra a charakteristiky zmenia, rôzne materiály nástroja poskytujú zodpovedajúce výhody. Ak je hustota nízka (6.4 g / cm3), je tvrdosť makra nízka. V takom prípade poskytuje najlepšiu životnosť nástroja slinutý karbid potiahnutý mtcvd. Mikro únava reznej hrany je veľmi dôležitá a tuhosť hrany je veľmi dôležitá. V tomto prípade poskytuje dobrá húževnatosť cermetový kotúč maximálnu životnosť nástroja.

Keď sa vyrába rovnaká zliatina s hustotou 6.8 g / cm3, stáva sa abrazívne opotrebenie dôležitejším ako trhlina na okraji. V takom prípade poskytuje mtcvd povlak najlepšiu životnosť nástroja. Cementovaný karbid potiahnutý PVD sa používa na testovanie dvoch typov mimoriadne tvrdých častí a pri dotyku s reznou hranou sa rozbije.

Keď sa rýchlosť zvýši (lineárna rýchlosť je viac ako 300 metrov za minútu), cermety a dokonca aj potiahnuté cermety spôsobia opotrebenie krátera. Vhodnejší je potiahnutý slinutý karbid, najmä keď je tvrdosť reznej hrany potiahnutého slinutého karbidu dobrá. Povlak Mtcvd je obzvlášť efektívny pre slinutý karbid s plochou bohatou na kobalt.

Cermety sa najčastejšie používajú pri sústružení a vyvrtávaní. Cementované karbidy pokryté PVD sú ideálne na obrábanie závitov, pretože je možné očakávať nižšie rýchlosti a väčšiu pozornosť ich hromadeniu.

Ponechajte si zdroj a adresu tohto článku na opätovnú tlač:Rezanie častí práškovej metalurgie (P / M)

Spoločnosť Minghe Casting Company sa venuje výrobe a poskytovaniu kvalitných a vysoko výkonných odlievacích dielov (sortiment kovových tlakových odliatkov zahŕňa hlavne Tenkostenné tlakové liatie,Odlievanie horúcej komory,Odlievanie za studena), Round Service (Die Casting Service,CNC obrábanie,Výroba foriem, Povrchová úprava). Akékoľvek vlastné hliníkové tlakové liatie, horčíkové alebo zamakové / zinkové tlakové liatie a ďalšie požiadavky na odliatky nás môžu kontaktovať.

ISO90012015 A ITAF 16949 CASTINGOVÁ SPOLOČNOSŤ

Pod kontrolou noriem ISO9001 a TS 16949 sa všetky procesy uskutočňujú prostredníctvom stoviek pokrokových strojov na tlakové liatie, 5-osých strojov a ďalších zariadení, od blasterov po práčky Ultra Sonic. Spoločnosť Minghe má nielen moderné vybavenie, ale aj profesionálne vybavenie tím skúsených technikov, operátorov a inšpektorov, aby sa uskutočnil zákaznícky dizajn.

Zmluvný výrobca tlakových odliatkov. Zahŕňa hliníkové odlievacie diely zo studenej komory od 0.15 libry. do 6 libier., nastavenie rýchlej výmeny a obrábanie. Medzi služby s pridanou hodnotou patria leštenie, vibrovanie, odhrotovanie, otryskávanie, maľovanie, pokovovanie, natieranie, montáž a obrábanie nástrojov. Medzi materiály, s ktorými sa pracuje, patria zliatiny ako 360, 380, 383 a 413.

Pomoc pri navrhovaní zinkových tlakových liatín / súčasné inžinierske služby. Zákazkový výrobca presných odliatkov zo zinku. Môžu sa vyrábať miniatúrne odliatky, vysokotlakové odliatky, viacskĺzne odliatky do formy, konvenčné odliatky do formy, jednotkové a nezávislé tlakové odliatky a do dutých odliatkov. Odliatky je možné vyrábať v dĺžkach a šírkach do tolerancie +/- 24 palca.

ISO 9001 2015 certifikovaný výrobca tlakovo liateho horčíka a výroba foriem

Výrobca certifikovaný podľa ISO 9001: 2015 pod tlakom liateho horčíka. Medzi jeho funkcie patrí vysokotlakové liatie do horúca komora 200 ton a studená komora 3000 ton, návrh nástrojov, leštenie, formovanie, obrábanie, práškové a tekuté lakovanie, plná QA so schopnosťami CMM , montáž, balenie a dodávka.

Minghe Casting Dodatočné odlievanie Služba - investičné liatie atď

Certifikované ITAF16949. Zahŕňa ďalšiu službu odlievania investičné casting,odlievanie piesku,Gravitačné liatie, Odlievanie stratenej peny,Odstredivé liatie,Vákuové liatie,Trvalé liatie foriemMedzi „možnosti“ patrí EDI, technická podpora, solídne modelovanie a sekundárne spracovanie.

Casting Industries Prípadové štúdie náhradných dielov pre: automobily, bicykle, lietadlá, hudobné nástroje, vodné skútre, optické prístroje, snímače, modely, elektronické prístroje, škatule, hodiny, stroje, motory, nábytok, šperky, prípravky, telekomunikácie, osvetlenie, lekárske prístroje, fotografické prístroje, Roboty, sochy, ozvučenie, športové vybavenie, náradie, hračky a ďalšie.