Dişli Toz Metalurjisi Preslenmiş Parçalar

Ürün Açıklaması

Dişliler, önemli bir transmisyon parçası olarak otomobillerde kilit rol oynar. Dişlinin yoğunluğu ve sertliği, malzemenin performansı ve hazırlama süreci ile yakından ilgilidir. Gelişmiş sıkıştırma teknolojisi, toz kompaktların yoğunluğunu arttırır ve toz metalurjisi ürünlerinin performansını iyileştirir; aynı zamanda, Gear toz metalurjisi preslenmiş parçalarının boyutsal doğruluğu iyileştirilebilir ve şekil daha karmaşık olabilir. Aşağıda ilk olarak yeni toz metalürjisi süreci ve bunun dişliler üzerindeki etkisi tartışılmaktadır.

1. 1 Sıcak sıkıştırma şekillendirme

Sıcak presleme teknolojisi, 1990'larda geliştirilen ve yüksek mukavemetli demir bazlı toz metalurji parçaları üretmek için endüstriyel olarak uygulanan yeni bir sert kalıp şekillendirme teknolojisidir. Bu teknoloji, yalnızca geleneksel kalıplama işleminin yüksek üretkenlik ve yüksek boyutsal doğruluğunun temel özelliklerini korumakla kalmaz, aynı zamanda parçaların yoğunluğunu (7.20-7.35g/cm3) daha düşük bir maliyetle artırır. Parçaların yoğunluğunun artması nedeniyle, kapsamlı mekanik özellikleri büyük ölçüde iyileştirildi ve uygulama kapsamı hızla genişleyerek, toz metalurjisinin teknik avantajlarına tam anlamıyla yer verilmesi için koşullar yarattı.

Sıcak presleme teknolojisinin yoğunlaştırılması, esas olarak sıcak presleme sıcaklığında demir tozu parçacıklarının iş sertleştirme oranını ve derecesini azaltarak ve demir tozu parçacıklarının plastik deformasyon direncini azaltarak elde edilir. Ayrıca, şekillendirme işlemi sırasında parçacıkların yeniden düzenlenmesi de yoğunluğu artırabilir. Şimdiye kadar çekme dayanımı 1500 MPa olan sinterlenmiş demir esaslı parçalar hazırlanmıştır. Ford Motor Company, motorda 1,2 kg kütleye sahip bir termobarik sıvı değişken hızlı türbin göbeği kullanmıştır. Sıcak presleme işleminin anahtarı, yüksek performanslı demir bazlı toz metalürji parçalarını daha düşük maliyetle üretmek ve otomobil parçaları için performans ve maliyet arasında daha iyi bir kombinasyon noktası bulmaktır. Sıcak preslemenin avantajları şunlardır: yüksek ham yoğunluk ve sinterlenmiş yoğunluk, yüksek ham mukavemet, düşük kalıptan çıkarma basıncı ve küçük elastik etki.

1. 2 Yüksek hızlı presleme

İsveç, yüksek hızlı presleme için bir süreç geliştirdi. Bu sürecin geliştirilmesi, 5 kg'ı aşan yüksek yoğunluklu ve büyük ölçekli toz metalurji parçalarının geliştirilmesini mümkün kılmaktadır. Tozun 20 ms içinde sıkıştırılmasını sağlar ve yoğunluk, 300 ms içinde çoklu sıkıştırmalarla daha da artırılabilir. Bir seri üretim yöntemi olarak, yüksek hızlı presleme, mevcut toz metalürjisinin sınırlamalarını aşabilir. Geleneksel pres şekillendirme, yüksek şekillendirme basıncı gerektirir ve şekillendirme basıncı, presin tonajı ile sınırlıdır, yüksek hızlı presleme ise bu sınırlamaya tabi değildir. Ön alaşımlama ve difüzyon alaşımlamaya dayalı toz yoğunluğu 7.{10}}.7g/cm3'e ulaşabilir. Bu yeni üretim teknolojisi, yakın zamanda toz metalurjisi endüstrisine girmiştir. Yüksek hızlı preslemenin yoğunlaştırılması, esas olarak hidrolik olarak kontrol edilen çekiç tarafından üretilen güçlü şok dalgası ile gerçekleştirilir. Çekicin kütlesi ve presleme hızı, darbe enerjisinin büyüklüğünü ve yoğunlaşma derecesini belirler. Hidrolik kontrol sayesinde güvenlik performansı yüksektir. Uygun proses kontrolü sayesinde, eksenel olmayan geri yaylanma yeşil parçanın mikroskobik kusurlarını önleyebilir. Yüksek hızlı presleme için, geleneksel preslerle ilk preslemeden sonra tekrarlanan preslerin yoğunluğunda önemli bir artış olmadan çoklu presleme yapmak mümkündür. 4kJ'nin darbe enerjisi, 2kJ'lik iki darbe enerjisininkiyle aynı olduğundan, presleme yoğunluğu aynıdır. Bu nedenle, birden fazla presleme yoluyla yüksek yoğunluk elde etmek için bir orta pres kullanılabilir. Her şok arasındaki aralık süresi 300ms'den az olduğu için çoklu şok bastırma da hızlı bir şekilde yapılabilir. Bu tür bir pres, çekicin strokunu ve darbe enerjisini hassas bir şekilde kontrol etmek için bilgisayarı kullanabilir ve preslediği parçaların üretim süreci temel olarak geleneksel şekillendirme süreciyle aynıdır.

Geleneksel toz kompaktların yoğunluğu ortada düşük ve her iki uçta yüksektir, bu da sinterlemeden sonra kolayca ortada aşırı büzülmeye neden olabilir ve parçaların boyutsal doğruluğunu etkileyebilir. Yüksek hızda preslenen parçalar daha homojen bir yoğunluk dağılımına sahiptir. Sinterlemeden sonra, orta kısım ile uç kısım arasındaki boyut farkı daha küçük olacak ve bu da parça boyutunun tutarlılığını artıracaktır. Yüksek hızlı şekillendirme diğer işlemlerle birleştirilirse, malzemelerin performansı büyük ölçüde geliştirilecektir. Yüzde 0,4 karbon içeriğine sahip ASTALOY CrM ön alaşımlı tozun yoğunluğu, yüksek hızlı preslemeden sonra 7,5 g/cm3'e ulaşabilir ve yüksek sıcaklıktan sonra çekme mukavemeti 1220 MPa'ya ulaşabilir 1250 derecede sinterleme ve 1120 derecede sinterleme ve sertleştirmeden sonra çekme mukavemeti 1380'e ulaşabilir. MPa. Yüksek hızda preslenen parçaların performansının daha üst seviyeye ulaştığı görülmektedir. Geleneksel toz şekillendirme ve toz dövme arasındaki bir süreç olarak, yüksek hızlı preslemenin bariz avantajları vardır. İyi maliyet performansı nedeniyle geniş bir uygulama yelpazesine sahiptir. Spesifik olarak, avantajları şunlardır: yüksek ve düzgün dağılmış yoğunluk, yüksek üretkenlik, birkaç kilogramlık büyük parçalar üretilebilir, küçük elastik art etkiler ve yüksek hassasiyet ve nispeten büyük uzunluk ve çapa sahip parçalar üretilebilir (uzun Çap oranı 6,0'a kadar) . Yüksek hızlı presleme teknolojisi hala sürekli olarak geliştirilmektedir. Geliştirmenin ilk aşamasında, yalnızca basamaksız düz fıçılar gibi basit parçalar oluşturabiliyordu, ancak şimdi basamak oluşturabilen daha karmaşık parçalar geliştirdi. Ancak daha karmaşık şekillere sahip diğer parçalar şu anda üretilememektedir, bu da yüksek hızlı presleme teknolojisinin sınırlı olmasının önemli bir nedenidir.

1.3 Sinter sertleştirme

Sinterleme sertleştirme, maliyetleri azaltmak amacıyla malzeme özelliklerini iyileştirmek için toz metalürjisi sinterleme ve su verme ısıl işleminin birleşimidir. Sinter sertleştirme işlemi, sinterleme sonrası ısıl işlem sürecini kurtarabilir ve aynı zamanda yüksek mukavemet ve yüksek sertlik özellikleri elde ederek üretim maliyetlerini azaltabilir. Ayrıca su verme sırasında yüksek artık iç gerilim oluşacak ve parçalar deforme olacak, bu da parçaların boyutsal toleransının kontrolünü zorlaştıracaktır. Sinterleme sertleştirme işleminde, sinterleme sonrası soğuma hızı su verme işlemine göre çok daha düşük olduğu için deformasyon en aza indirilebilir. Bu nedenle sinter sertleştirme işlemi, işlenmesi zor olan büyük ve karmaşık şekilli parçalar için uygundur. Sinterle sertleştirilmiş çelikler genellikle orta ila yüksek yoğunluklu parçaların üretiminde kullanılır. Genel olarak sinter sertleştirme demir tozunun ana alaşım elementleri molibden, manganez, krom, bakır ve nikeldir. Bu alaşım elementlerini içeren malzemeler, sinterleme soğutması sırasında sertleşmek için yeterince yüksek sertleşebilirliğe sahiptir. Sinterleme ve sertleştirmeden sonra, alaşımın metalografik yapısı, az miktarda ince perlit, bainit ve tutulan östenite ek olarak çoğunlukla martensittir; sinterleme sıcaklığına ve süresine bağlı olarak az miktarda nikelce zengin bölgeler olabilir. Gerçek sinterleme koşullarına ve parçaların özel gereksinimlerine göre, kimyasal bileşim uygun şekilde ayarlanır ve soğuduktan sonra gerekli sertlik ve performans elde edilebilir. Literatür raporlarına göre, otomobiller gibi aktarma mekanizmalarına çok sayıda sinterlenmiş sertleştirilmiş dişli uygulanmıştır. Geleneksel proses ile karşılaştırıldığında, üretim maliyetini düşürür, ancak performansı düşürmez. Bu Gear toz metalurjisi preslenmiş parçalar, yüksek boyutsal doğruluğa, düşük gürültüye, yüksek mukavemete, iyi aşınma direncine ve korozyon direncine sahiptir. Ningbo Dongmu (NB TM) Co., Ltd.'nin dişlileri sinterleme ile sertleştirilir, yoğunluk 7.0 g/cm3'ten fazladır ve temperlemeden sonra sertlik HRC40'tan yüksektir. Geleneksel yöntemle karşılaştırıldığında, maliyet yüzde 10 azalır ve su verme deformasyonu riski azalır.

1. 4 Yüksek sıcaklıkta sinterleme

Yüksek sıcaklıkta sinterleme, mukavemeti artırmak için önemli bir önlemdir. Yüksek sıcaklıkta sinterleme yoluyla oksidin bir kısmı azaltılabilir, atomların difüzyon hızı artırılabilir ve bileşim tekdüzeliği artırılabilir ve gözenekler tamamen küremsi hale getirilebilir ve gözenek aralığı daha büyük olabilir. Yüksek hız çeliği, paslanmaz çelik ve yüksek sıcaklık alaşımları gibi yeni toz metalurji malzemeleri için uygundur. Bu sayede parçanın yoğunluğu, mekanik özellikleri, eksenel/dönme eğilme yorulma mukavemeti, korozyon direnci ve fiziksel özellikleri iyileştirilebilir. Bununla birlikte, artan ekipman kaybı, artan enerji tüketimi, artan fırın bakım maliyetleri, azalan üretkenlik, artan parça deformasyonu, parçaların eş eksenliliği, düşük soğutma hızları ve diğer proses sorunları gibi bazı dezavantajlar da vardır. Bu nedenle, toz metalurji parçalarının yüksek sıcaklıkta sinterlenmesi bazı ek maliyetleri artıracaktır. Demir bazlı malzemeler için, yüksek sıcaklıkta sinterleme aşağıdaki durumlar için uygundur: yeni silikon içeren demir bazlı malzemeler, yüksek performanslı paslanmaz çelik gibi yüksek sıcaklıkta sinterleme gerektiren malzemeler; yüksek sıcaklıkta sinterleme, gereksinimleri karşılayabilecek en etkili veya tek yöntemdir; yüksek sıcaklıkta sinterleme, ikincil preslemenin birincil preslemeye değiştirilmesi gibi süreçleri veya diğer ekipmanları azaltabilir; ön alaşımlama veya önceden karıştırılmış toz sinterleme, bu sırada bazı oksitlerin indirgenmesi nedeniyle alaşım derecesi artar, sertleşme performansı artar ve mekanik özellikler gelişir. Sinterlenmiş dişlilerin kararsız performansının önemli bir nedeni, karışık tozun ayrışmasıdır. Yüksek sıcaklıkta sinterleme ile ayrışmanın etkisi önemli ölçüde azaltılabilir veya ortadan kaldırılabilir. Bazı malzemeler için yüksek sıcaklıkta sinterleme gereklidir, öte yandan mevcut malzemeler daha düşük sıcaklıklarda sinterlendiğinde tam potansiyellerine ulaşmazlar. Bu malzemelerin yüksek görünür sertliğe, olağanüstü darbe direncine ve çekme direncine sahip olmalarını gerektiren potansiyelinden tam olarak yararlanmak için, yüksek sıcaklıkta sinterleme de kullanılmalıdır. Bu özelliklere sahip toz metalürjisi parçaları çok rekabetçi olacaktır; yabancı analizlere göre, yüksek sıcaklıkta sinterleme maliyeti yaklaşık yüzde 10 ila yüzde 15 artıracak.

1.5 Sızma

Sızma, sinterleme işlemi sırasında diğer malzemeleri (esas olarak demir bazlı sinterlenmiş parçalar için bakır) eritmek ve parçanın yoğunluğunu ve performansını iyileştirmek için kılcal ve yerçekimi etkisi altında sinterlenmiş gövdeye sızmaktır. Genel olarak, hammadde maliyeti yüksektir ve bakır iskelet matrisine yayılır ve sızma sırasında büyük miktarda sıvı faz üretir ve boyut büyük ölçüde değişir. Ningbo Dongmu Company'nin bakır sızdırılmış dişlisinin kütlesi 2700 g ve yüksekliği 70 mm'den fazladır; sinterleme ve sızma işleminden sonra dişlinin sertliği HRB85 ve genel yoğunluğu 7,3 g/cm3'tür.

Metal Enjeksiyon Kalıplama İşlemi

Algılama Sistemleri