Skjæremaskinering av pulvermetallurgi (P / M) deler

Bruken av pulvermetallurgiprosess (P / M) for å produsere deler til bilkraftsystemer fortsetter å vokse. Deler produsert av P / M-prosessen har mange viktige og unike fordeler. Den gjenværende porøse strukturen med vilje som er igjen i disse delene, er god for selvsmøring og lydisolasjon. Komplekse legeringer som er vanskelige eller umulige å produsere ved tradisjonell støpeprosess kan produseres ved bruk av P / M-teknologi. Deler produsert med denne teknologien har vanligvis liten eller ingen prosesseringskapasitet, noe som gjør dem billigere og mindre avfall i materialer. Dessverre, bak tiltrekningen av disse funksjonene, er P / M-deler vanskelige å bearbeide.

Selv om en av de opprinnelige intensjonene til P / M-bransjen er å eliminere all behandling, er dette målet ennå ikke oppnådd. De fleste deler kan bare være "nær den endelige formen" og trenger fortsatt etterbehandling.

Imidlertid, sammenlignet med støpegods og smiing, er en liten mengde materiale som må fjernes fra P / M-deler, et typisk slitesterk materiale.

Porøs struktur er en av egenskapene som gjør at p / M-deler har et bredt spekter av bruksområder, men verktøyets levetid vil også bli skadet av porøs struktur. Porøs struktur kan lagre olje og lyd, men det fører også til mikrointermitterende skjæring. Når du beveger deg frem og tilbake fra hullet til de faste partiklene, blir verktøyspissen kontinuerlig påvirket, noe som kan føre til svært liten utmattelsesdeformasjonsdeformasjon og fin kantkollaps langs skjærekanten. For å gjøre saken verre er partiklene vanligvis veldig harde. Selv om makrohardheten til det målte materialet er mellom 20 og 35 grader, er partikkelstørrelsen på komponenten så høy som 60 grader. Disse harde partiklene forårsaker alvorlig og rask kantslitasje. Mange p / M-deler kan varmebehandles, og hardheten og styrken til materialet er høyere etter varmebehandling. Til slutt, på grunn av sintrings- og varmebehandlingsteknologien og gassene som brukes, vil overflaten av materialet inneholde harde og slitesterke oksider og / eller karbider.

Ytelse på P / M-deler

De fleste egenskapene til P / M-deler, inkludert bearbeidbarhet, er ikke bare relatert til den kjemiske sammensetningen av legeringen, men også til porøs strukturens porøsitetsnivå. Porøsiteten til mange strukturelle deler er opptil 15% ～ 20%. Porøsiteten til deler som brukes som filtreringsanordninger kan være så høy som 50%. I den andre enden av serien er porøsiteten til smidde eller hofte deler bare 1% eller mindre. Disse materialene blir spesielt viktige i bil- og flyapplikasjoner fordi de kan oppnå høyere styrke.
Strekkfasthet, seighet og duktilitet til P / M-legering vil øke med økning av tetthet, og bearbeidbarheten kan også forbedres fordi porøsiteten er skadelig for verktøyspissen.
Økningen av porøsitetsnivået kan forbedre lydisoleringsytelsen til deler. Dempingssvingningen i standarddeler er betydelig redusert i P / M-deler, noe som er veldig viktig for maskinverktøy, luftkondisjoneringsrør og pneumatiske verktøy. Høy porøsitet er også nødvendig for selvsmørende tannhjul.

Vanskeligheter med maskinering

Selv om et av målene for den kontinuerlige utviklingen av P / M-industrien er å eliminere maskinering, og en av hovedattraksjonene i P / M-prosessen er at bare en liten mengde prosessering er nødvendig, trenger mange deler fortsatt etterbehandling for å oppnå høyere nøyaktighet eller bedre overflatebehandling. Dessverre er bearbeiding av disse delene ekstremt vanskelig. De fleste av problemene som er oppstått er forårsaket av porøsitet. Porøsitet fører til mikroutmattelse i skjæret. Skjæret skjærer stadig ut og inn. Den passerer mellom partikler og hull. Gjentatt liten støt fører til små sprekker i skjæret.

Disse utmattelsessprekker vokser til forkant faller sammen. Denne typen mikroflisekant er vanligvis veldig liten og viser vanligvis normal slitasje.
Porøsitet reduserer også den termiske ledningsevnen til P / M-deler, noe som resulterer i høy temperatur på skjæret og forårsaker kratterslitasje og deformasjon. Den internt tilkoblede porøse strukturen gir en bane for utslipp av skjærevæske fra skjæreområdet. Dette kan forårsake varme sprekker eller deformasjoner, spesielt ved boring.

Økningen av overflatearealet forårsaket av indre porøs struktur fører også til oksidasjon og / eller karbonisering under varmebehandling. Som nevnt tidligere er disse oksyder og karbider harde og slitestyrke.

Den porøse strukturen gir også svikt i delens hardhetsavlesning, noe som er ekstremt viktig. Når makrohardheten til en P / M-del måles med vilje, inkluderer den faktoren for hullhardhet. Den porøse strukturen fører til at strukturen kollapser og gir feil inntrykk av relativt myke deler. Partiklene er mye vanskeligere. Som beskrevet ovenfor er forskjellen dramatisk.

Eksistensen av inneslutninger i PM-deler er også ufordelaktig. Under bearbeiding vil disse partiklene trekkes opp fra overflaten, og riper eller riper vil bli dannet på overflaten av delen når den gnides foran verktøyet. Disse inneslutningene er vanligvis store, og etterlater synlige hull på overflaten av delen.

Forskjellen på karboninnhold fører til inkonsistensen av bearbeidbarhet. For eksempel varierer karboninnholdet i fc0208-legering fra 0.6% til 0.9%. En gruppe materialer med 0.9% karboninnhold er relativt harde, noe som resulterer i dårlig levetid for verktøyet. Den andre mengden materialer med 0.6% karboninnhold har utmerket levetid. Begge legeringene er innenfor det tillatte området.

Det siste bearbeidingsproblemet er relatert til den type skjæring som skjer på P / M-delen. Siden delen er nær den endelige formen, er skjæredybden vanligvis veldig grunne. Dette krever en fri forkant. Oppbygging av flis på forkant fører ofte til mikroflis.

Behandlingsteknologi

For å overvinne disse problemene brukes flere teknologier (unike for bransjen). Den porøse overflatestrukturen forsegles ofte ved infiltrasjon. Ytterligere gratis kutting er vanligvis nødvendig. Nylig er forbedrede pulverproduksjonsteknikker designet for å øke pulverets renhet og redusere oksider og karbider under varmebehandling.

Den porøse strukturen med lukket overflate oppnås ved metall (vanligvis kobber) eller polymerinfiltrasjon. Det har blitt spekulert i at infiltrasjon fungerer som et smøremiddel. De fleste av de eksperimentelle dataene viser at den virkelige fordelen ligger i å lukke den overflate porøse strukturen og dermed forhindre mikroutmattelse av skjæret. Reduksjonen av skravling forbedrer verktøyets levetid og overflatebehandling. Den mest dramatiske bruken av infiltrasjon viser en økning på 200% i verktøyets levetid når den porøse strukturen er lukket.

Tilsetningsstoffer som MNS, s, MoS2, MgSiO3 og BN er kjent for å øke verktøyets levetid. Disse tilsetningsstoffene forbedrer bearbeidbarheten ved å gjøre det lettere for spon å skille seg fra arbeidsstykket, bryte spon, forhindre spondannelse og smøre forkant. Å øke mengden tilsetningsstoffer kan forbedre bearbeidbarheten, men redusere styrken og seigheten.

Pulverforstøvningsteknologi for å kontrollere sintring og varmebehandlingsovnsgass gjør det mulig å produsere rent pulver og deler, noe som minimerer forekomsten av inneslutninger og overflateoksydkarbider.

Verktøymateriale

De mest brukte verktøyene i P / M-bransjen er de materialene som er slitesterke, kantsprekker og sponfrie under god overflatebehandling. Disse egenskapene er nyttige for enhver bearbeiding, spesielt for P / M-deler. Verktøymaterialene som inngår i denne kategorien er kubiske bornitrid (CBN) verktøy, ubelagte og belagte kermeter, og forbedrede belagte sintrede sementkarbider.

CBN-verktøy er attraktive på grunn av høy hardhet og slitestyrke. Dette verktøyet har blitt brukt i mange år i prosessering av stål og støpejern med Rockwell-hardhet på 45 og over. På grunn av de unike egenskapene til P / M-legering og den betydelige forskjellen mellom mikrohardhet og makrohardhet, kan CBN-verktøy brukes til P / M-deler med Rockwell-hardhet på 25. Nøkkelparameteren er hardheten til partikler. Når hardheten til partikler overstiger Rockwell 50 grader, er CBN-verktøy tilgjengelig uavhengig av makrohardhetsverdien. Den åpenbare begrensningen av disse verktøyene er deres mangel på seighet. Ved intermitterende skjæring eller høy porøsitet er kantarmering inkludert negativ avfasning og kraftig pussing nødvendig. Enkel lysskjæring kan gjøres med finslipt skjær.

Det er flere materialer av CBN som er effektive. Materialet med best seighet består hovedsakelig av hele CBN. De har utmerket seighet, så de kan brukes til groving. Begrensningene deres er vanligvis relatert til overflatefinishen. Det bestemmes i stor grad av de enkelte CBN-partiklene som utgjør verktøyet. Når partiklene faller av fra skjærekanten, vil de påvirke overflaten til arbeidsstykkematerialet. Det er imidlertid ikke så alvorlig at finpartikkelverktøyet faller av en partikkel.

CBN-materialet som vanligvis brukes, har høyt innhold av CBN og middels partikkelstørrelse. CBN-finishblad er fint korn, og CBN-innhold er lavt. De er mest effektive når lett kutting og overflatebehandling er nødvendig, eller når legeringen som behandles er spesielt hard.

I mange skjæreoppgaver er verktøyets levetid uavhengig av materialtype. Med andre ord kan ethvert CBN-materiale oppnå lignende levetid. I disse tilfellene er materialvalget hovedsakelig basert på den laveste kostnaden for hver forkant. Ett rundt blad har en hel CBN-overflate og kan gi fire eller flere skjærekanter, noe som er billigere enn fire innlagte CBN-blader.

Når hardheten til P / M-deler er lavere enn Rockwell 35 grader, og hardheten til partikler er innenfor området, er cermet vanligvis et av valgene. Cermets er veldig harde, kan effektivt forhindre chipoppbygging og tåler høy hastighet. I tillegg, fordi cermets alltid har blitt brukt til høyhastighets- og finishbearbeiding av stål og rustfritt stål, har de vanligvis ideelle geometriske spor som passer for nært dannede deler.

Dagens kermeter er intrikate i metallurgi, med opptil 11 legeringselementer. De sintres vanligvis fra TiCN-partikler og Ni Mo-lim. TiCN gir hardhet, spenningsoppbyggingsmotstand og kjemisk stabilitet som er viktig for vellykket bruk av cermets. I tillegg har disse verktøyene vanligvis et høyt liminnhold, noe som betyr at de har god seighet. Med et ord har de alle egenskapene til å behandle P / M-legering effektivt. Flere typer kermeter er effektive, akkurat som sintret sementkarbid av wolframkarbid, jo høyere innhold av bindemiddel, desto bedre seighet.

En kjent relativt ny utvikling er at kjemisk dampdeponering (mtcvd) i middels temperatur også gir en fordel for P / M-industrien. Mtcvd beholder all slitestyrke og slitestyrke for krater i den tradisjonelle kjemiske dampavsetningen (CVD), men forbedrer også seigheten objektivt. Økningen av seighet kommer hovedsakelig fra nedgangen i sprekker. Belegget avsettes ved høy temperatur og avkjøles deretter i ovnen. Belegget inneholder sprekker når verktøyet når romtemperatur på grunn av inkonsekvent termisk ekspansjon. I likhet med riper på flatt glass reduserer disse sprekker styrken på skjæret. Den lavere avsetningstemperaturen på mtcvd fører til lavere sprekkfrekvens og bedre seighet av skjæret.

Når underlaget til CVD-belegg og mtcvd-belegg har de samme egenskapene og kantforbindingen, kan forskjellen på deres seighet demonstreres. Når det brukes i applikasjoner der det er påkrevd med kantstyrke, er ytelsen til mtcvd-belegg bedre enn for CVD-belegg. Gjennom analyse, når du bearbeider P / M-deler med porøs struktur, er kantens seighet viktig. Mtcvd-belegg er bedre enn CVD-belegg.

Det fysiske dampdeponeringsbelegget (PVD) er tynnere og mindre slitesterk enn mtcvd- eller CVD-belegget. Imidlertid tåler PVD-belegg betydelig innvirkning på applikasjonen. PVD-belegg er effektivt når kutting er slitende, CBN og cermets er for sprø og krever utmerket overflatebehandling.

For eksempel kan skjærekanten av C-2 sementkarbid maskiniseres fc0205 med en linjehastighet på 180 m / min og en tilførselshastighet på 0.15 mm / omdreining. Etter bearbeiding av 20 deler kan sponoppbyggingen forårsake mikrokollaps. Når PVD-titannitridbelegg (TIN) brukes, blir sponoppbygging begrenset og verktøyets levetid forlenges. Når tinnbelegg brukes til denne testen, forventes slitasjeegenskapene til P / M-deler å være mer effektive med TiCN-belegg. TiCN har nesten samme motstandsdyktighet mot oppbygging av flis som tinn, men det er vanskeligere og mer slitesterk enn tinn.

Porøs struktur er viktig, og det påvirker bearbeidbarheten til fc0208-legering. Når den porøse strukturen og egenskapene endres, gir forskjellige verktøymaterialer tilsvarende fordeler. Når tettheten er lav (6.4 g / cm3), er makrohardheten lav. I dette tilfellet gir mtcvd-belagt sementkarbid den beste levetiden på verktøyet. Mikroutmattelsen til skjæret er veldig viktig, og kantens seighet er veldig viktig. I dette tilfellet gir en god seighetskermblad maksimal levetid for verktøyet.

Når du produserer den samme legeringen med en tetthet på 6.8 g / cm3, blir slitasje viktigere enn kantsprekker. I dette tilfellet gir mtcvd-belegg den beste levetiden til verktøyet. PVD-belagt sementkarbid brukes til å teste de to typene ekstremt harde deler, og den går i stykker når den berører skjæret.

Når hastigheten øker (den lineære hastigheten er mer enn 300 meter per minutt), vil cermets og til og med belagte cermets produsere kraterslitasje. Bestrøket sementkarbid er mer egnet, spesielt når skjærkantens seighet av belagt sementkarbid er god. Mtcvd-belegg er spesielt effektivt for sementert karbid med koboltrikt område.

Cermets er oftest brukt i sving og kjedelig. PVD-belagte sementkarbider er ideelle for gjengebearbeiding fordi det kan forventes lavere hastigheter og mer oppmerksomhet rundt oppbygging.

Oppbevar kilden og adressen til denne artikkelen for omtrykk:Skjæremaskinering av pulvermetallurgi (P / M) deler  

Minghe Casting Company er dedikert til å produsere og tilby kvalitet og høy ytelse Casting Parts (metallstøpedeler inkluderer hovedsakelig Tynnveggstøping,Hot Chamber Die Casting,Støping av kaldkammer), Round Service (Die Casting Service,Cnc-maskinering,Forming, Overflatebehandling). Eventuelle tilpassede aluminiumstøpegods, magnesium- eller Zamak / sinkstøpegods og andre støpekrav er velkomne til å kontakte oss.

Under kontroll av ISO9001 og TS 16949, utføres alle prosesser gjennom hundrevis av avanserte støpemaskiner, 5-akse maskiner og andre fasiliteter, alt fra blasters til Ultra Sonic vaskemaskiner.Minghe har ikke bare avansert utstyr, men har også profesjonelt team av erfarne ingeniører, operatører og inspektører for å gjøre kundens design til virkelighet.

Kontraktprodusent av støpegods. Funksjoner inkluderer støpegodsdeler med kaldt kammer aluminium fra 0.15 kg. til 6 kg., hurtigoppsett og maskinering. Verditilførte tjenester inkluderer polering, vibrering, avfelling, sprengning, maling, plating, belegg, montering og verktøy. Materialer som det arbeides med inkluderer legeringer som 360, 380, 383 og 413.

Sink-støping designassistanse / samtidige ingeniørtjenester. Tilpasset produsent av presisjonsstøpegods. Miniatyrstøperier, høytrykksstøpegods, støpegods med flere lysbilder, konvensjonelle støpegods, støpegods og uavhengige støpegods og hulromsforseglede støpegods kan produseres. Støpegods kan produseres i lengder og bredder opp til 24 tommer i +/- 0.0005 tommer toleranse.  

ISO 9001: 2015-sertifisert produsent av presstøpt magnesium, evner inkluderer høytrykksstøpegodsstøping på opptil 200 tonn varmekammer og 3000 tonn kaldkammer, verktøydesign, polering, støping, maskinering, pulver- og væskemaling, full kvalitetssikring med CMM-funksjoner , montering, emballasje og levering.

ITAF16949 sertifisert. Ekstra castingtjeneste inkluderer investering avstøpning,sandstøping,Gravity Casting, Mistet skumstøping,Sentrifugalstøping,Vakuumstøping,Permanent støping av støpeformFunksjoner inkluderer EDI, teknisk assistanse, solid modellering og sekundær prosessering.

Casting Industries Deler Casestudier for: Biler, Sykler, Luftfartøy, Musikkinstrumenter, Vannfartøy, Optiske apparater, Sensorer, Modeller, Elektroniske apparater, Kapslinger, Klokker, Maskiner, Motorer, Møbler, Smykker, Jigs, Telekom, Belysning, Medisinsk utstyr, Fotografisk utstyr, Roboter, skulpturer, lydutstyr, sportsutstyr, verktøy, leker og mer. 

Hva kan vi hjelpe deg med å gjøre videre?

∇ Gå til hjemmesiden for Die Casting Kina

By Minghe støpeprodusent | Kategorier: Nyttige artikler |Materiale Tags: Aluminiumsstøping, Sinkstøping, Magnesiumstøping, Titanstøping, Støping i rustfritt stål, Messingstøping,Bronsestøping,Casting video,Selskapets historie,Aluminium Die Casting | Kommentarer av