Процес виготовлення деталей в порошковій металургії
Висока якість та точність деталей
Базовий виробничий процес спеченої деталі
СИРИЙ МАТЕРІАЛ
Сировиною спеченого компонента завжди є металевий порошок. Характеристики матеріалу, яких необхідно досягти, визначають хімічний склад порошку. Металеві порошки можуть бути як з чистого металу (залізо, мідь), так і з легованих порошків (бронза, латунь, сталь та тощо). Існують порошки різної природи (губчасті, нерегулярні, сферичні, ламінарні), які надають певні властивості компоненту.
ЗМІШУВАННЯ
Базовий порошок змішується з різними легуючими елементами, залежно від складу кінцевого матеріалу (такими як графіт, нікель, мідь, тощо), з органічним твердим мастилом (необхідним для ущільнення порошку), а іноді зі спеціальними добавками. У результаті виходить порошкова суміш з однорідним розподілом добавок. Хімічний склад матеріалу забезпечується шляхом суворого дозування та процесів контролю, і це має вирішальне значення для досягнення механічних, фізичних або хімічних характеристик матеріалу.
ПРОЕКТУВАННЯ КОНСТРУКЦІЇ
Обговорення з замовником характеристик міцності, розмірів, форми. Створення документації та форм під виготовлення деталей.
УЩІЛЬНЕННЯ
У процесі пресування порошок пресується в сирі частини під високим тиском. Порошкова суміш заповнюється в порожнину форми змішувача самопливом, і на неї прикладається одноосьовий тиск в межах від 200 до 1500 МПа залежно від кінцевої щільності, яку потрібно досягти.На цьому етапі готова пресована частина має майже остаточну форму, але не потрібну міцність. Під час процесу пресування утворюється дуже мало відходів, оскільки використовується точна кількість порошку, яка потрібна для формування деталі. Це означає економію коштів у порівнянні з іншими технологіями формування. Ущільнена частина виймається з форми, і в результаті виходить «зелена деталь», яка має певну механічну міцність.
СПІКАННЯ
Спікання — це термічний цикл, що складається з нагрівання ущільненої частини протягом певного часу при температурі, нижчій за температуру плавлення основного металу. Висока температура призводить до зварювання частинок між ними, а також до легуючих елементів за допомогою твердотільного механізму дифузії. Спікання здійснюється в безперервних печах, з контрольованою швидкістю та в атмосфері з контрольованим хімічним складом. Спікання зазвичай відбувається при температурах від 750 до 1300 °C залежно від матеріалу та характеристик, яких потрібно досягти. Результатом цих основних операцій є металева частина з певною мікропористістю, високою точністю розмірів і ідеально функціональною, коли отримані характеристики відповідають специфікаціям компонента.
КАЛІБРУВАННЯ
Наші агломеровані деталі забезпечують високу точність розмірів. Щоб гарантувати точність розмірів, необхідний процес калібрування або визначення розміру.
Точність розмірів, а також щільність підвищуються за допомогою калібрування, і можна покращити шорсткість поверхні деталі. Таким чином, дорогі додаткові процедури, які часто необхідні в інших технологіях формування, зведені до мінімуму.
МЕХАНІЧНА ОБРОБКА
Ми оснащені різними токарними, фрезерними та шліфувальними верстатами для механічної обробки.
За допомогою цих машин ми можемо формувати деталі в остаточну форму, видаляючи надлишки матеріалу.
Додаткові операції
Застосування додаткових операцій на спеченому компоненті дозволяє покращити одну або більше характеристик, які неможливо отримати безпосередньо в основному процесі
Калібрування (додаткове калібрування)
Цей процес складається з повторного ущільнення деталі всередині жорсткої форми, яка має симетричну протилежну форму деталі.
Розмір може мати кілька цілей:
● Підвищення розмірної точності в діаметрі, досягаючи IT 5. Ступінь ущільнення нижче 4%.
● Створення рельєфних геометричних деталей, які неможливо реалізувати в ущільненій частині, або покращення шорсткості.
● Ущільнення. Застосовуваний ступінь ущільнення становить 7-10%, і він також відомий як карбування. Можлива щільність до 7,6 г/см3.Просокання пористості
Просочення полягає в заповненні пор хімічним продуктом:
● Масляне просочення. Масло, що міститься в порах, може діяти як мастило для контакту підшипник-вал, отже, забезпечується самозмащення.
● Просочення пластиком або смолою забезпечує герметизацію. Ця операція досить поширена як підготовка деталі перед нанесенням покриття.
● Мідне просочення, називається Інфільтрація. Він складається зі спікання деталі разом із запресованою на ній мідною пластиною. Мідь розплавляється під час спікання та просочується в пори за допомогою капілярів. Інфільтрація використовується для підвищення механічної міцності та в'язкості низьколегованих спечених сталей.Механічна обробка (додаткова обробка)
Спечені компоненти іноді можна обробити, коли потрібна форма або допуск, яких неможливо досягти ущільненням. Спечені деталі підтримують усі звичайні операції механічної обробки, тобто точіння, фрезерування, свердління, нарізання різьби, шліфування, притирання, розгортання, полірування тощо.
Зняття задубок/задирок
Задирки видаляються або гуртом (галтовка, дробеструйна обробка тощо), або поштучно (щіткою, полірування, електролітичне видалення задирок тощо). Масове зняття задирок іноді використовується для забезпечення однорідної поверхні або дуже низької шорсткості.
Очищення
Операції очищення використовуються для зменшення або усунення кількості забруднюючих твердих або рідких речовин, які може містити деталь. Існує багато методів, залежно від матеріалу, типу забруднювача та необхідних специфікацій.
Парова обробка
Це термічний цикл контрольованого окислення сталі, що здійснюється в безперервних печах з водяною парою. На поверхні деталі та пористості утворюється шар магнетиту. Його нанесення на компонент підвищує міцність на стиск, ущільнює пористість і покращує стійкість до корозії в навколишньому середовищі.
Термічна обробка
Термічна обробка – це термічний цикл, який змінює властивості матеріалу. Вони зазвичай застосовуються для збільшення твердості та міцності компонента. Основними термічними обробками поверхні або серцевини є: загартування, цементування та карбонітрування. Індукційне гартування використовується для підвищення твердості в локальній зоні деталі. Іншими можливими методами обробки є іонне азотування, оксинітроцементація або відпал.
Окремим випадком є загартовані компоненти, виготовлені зі спеціального типу сталі, яка загартується в печі для спікання під час охолодження.Нанесення покриття
Це осадження матеріалу на поверхні компонента, яке змінює властивості поверхні без зміни хімічного складу основного металу. Покриття наносяться для захисту від зносу, тертя або корозії.
Спечені деталі приймають майже всі звичайні покриття, такі як цинкування, хромування, нікель, фосфатування, металізація, антипригарне покриття (політетрафторетилен - PTFE) та інші спеціальні покриття.З'єднання з іншими деталями
Спечені деталі можна з’єднувати з іншими спеченими деталями або компонентами, виготовленими за іншими технологіями. Типовими методами з’єднання є зварювання, паяння твердим припоєм, спікання, підгонка, приклеювання, заклепка, накладка тощо.