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                      粉末冶金
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                      深入了解粉末冶金工艺的设计和应用常识

                      2021-04-13 11:07:55

                      粉末加工由材料粉末形成固体零件。据称,5000年前埃及人使用粉末冶金,2000年前印度人也使用粉末冶金,两者都用于制造铁零件。现代粉末加工技术始于19世纪初。粉末加工在工业制造中广泛使用,在19世纪初用于生产钨丝灯泡。现代工业采用许多不同的粉末工艺。50-100磅的零件可以生产为粉末冶金中典型的尺寸上限。然而,通过这些类型的方法生产的大部分零件往往小于5磅。粉末工艺的设计和应用在本节中讨论。

                      粉末工艺设计

                      粉末工艺适用于特定且范围有限的制造应用。由于粉末冶金的性质,存在一套特别的设计考虑。一般来说,压实和从模具中排出以及压实过程中的粉末流动是影响粉末工艺设计的主要因素。模具是制造过程设计中不可或缺的因素。例如,需要长而薄的冲头的零件应该避免,因为冲头的刚性至关重要。

                      在设计粉末冶金制造工艺时,尽可能限制零件的复杂性通常是有利的。粉末冶金在生产具有二维轮廓和均匀厚度的零件方面有效。增加工件的厚度会增加获得粉末均匀压实的难度。来自两侧的压缩通常用于缓解这个问题。另一个因素是粉末在压制过程中不会在模腔内横向流动。厚度超过一层的零件生产起来会更复杂。随着整个零件中不同厚度值的数量增加,制造该零件的难度急剧上升。制造更简单的设计可以用一个冲头或两个相反方向的冲头来完成。反向压制也是一种用于更复杂工作的方法,但是对于更复杂的零件,可以使用带有独立控制的多冲头。在某些情况下,可以使用多达十个单独动作的机器。

                      粉末冶金零件设计可以通过厚度值来定量测量复杂程度。简单的零件厚度均匀性低,可以从一个方向压制。下一级的复杂性可以被认为是厚度均匀的厚部分,需要从两个方向进行处理。第三层复杂性包括两种不同厚度的零件。河北粉末冶金零件的高复杂性定义了三种或三种以上不同厚度的零件设计。

                      加工考虑使得零件几何形状中的尖角不适合粉末加工。应提供圆角半径。

                      粉末冶金

                      如果可行,还应提供拐角半径。然而,如果外半径要求冲压边缘过薄,则应使用另一种替代方法。倒角可以用来代替拐角半径。倒角应该是45度或更大的角度,以防止冲压边缘变得太薄和缺乏操作所需的刚性。有时半径可以和倒角组合在一起。

                      特定的几何特征可以通过粉末加工产生,也可以不通过粉末加工产生。不能创建的特征在后者中加工。例如,在粉末加工操作中不能生产螺纹??梢陨慵系耐乖祷蛲怀鑫?。法兰长度应Z小化,因为生坯上较长的法兰容易断裂,尤其是在脱模过程中。凸台可以设计在粉末冶金零件上,但是它们应该尽可能地圆,并且不高于零件总高度的15%。壁厚,无论是外部还是内部,都不应设计得太薄。Z小壁厚通常约为0.06英寸(1.5毫米),但在某些情况下,已经制造了壁厚比这更薄的零件。

                      粉末加工有多种孔几何形状和底切。芯棒用于在压块上制造孔。设计孔和底切时的基本规则是,该特征不得阻止零件在压制后弹出??缀偷浊杏ζ叫杏谘怪品较?。

                      粉末冶金的应用

                      粉末加工适用于某些特定的制造应用。许多因素使粉末加工特别。粉末冶金的一个优点是浪费的材料很少,而金属铸造需要一个必须拆除的浇注系统。此外,大部分制造过程可以自动化,因此人工成本低。由于这些原因,随着材料和劳动力成本的增加,粉末加工变得更加有利。然而,昂贵的工具需要大量的粉末冶金制品来证明设置成本的合理性。另一个缺点是,在传统的粉末加工中,材料的机械性能通常不如其他工艺。石家庄粉末冶金制造工艺的公差适中,一般为0.003-0.005英寸。由于这些原因,在制造大量不需要高机械强度或精密公差的小零件时,粉末加工与其他工艺相比具有竞争力。值得注意的是,通过锻造和机械加工的进一步加工可以改善零件的机械性能并获得优异的几何精度。此外,一些特殊的替代粉末工艺,如热等静压,可以自行获得优异的机械性能。

                      除了更有效、更有竞争力的制造工艺之外,还有另一个应用分支,其中零件必须通过粉末工艺制造,因为它们很难或不可能以任何其他方式制造。这种制造具有可控孔隙率的材料的方法适用于过滤器或含油轴承和齿轮的制造。具有高熔化温度的难熔金属,例如钨,可以使用粉末工艺形成。一些合金和材料组合只能通过粉末加工来实现。用于成型模具和机器刀具等部件的硬质合金工具是使用粉末加工技术制造的。粉末加工的其他特殊应用包括摩擦材料,如离合器衬片,电接触材料,包括开关和滑动触点,电子系统铁芯和磁铁。


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