Rezanje, obrada dijelova metalurgije praha (P / M)

Upotreba procesa metalurgije praha (P / M) za proizvodnju dijelova za elektroenergetske sisteme automobila nastavlja rasti. Dijelovi proizvedeni P / M procesom imaju mnoge važne i jedinstvene prednosti. Zaostala porozna struktura namjerno ostavljena u ovim dijelovima dobra je za samopodmazivanje i zvučnu izolaciju. Složene legure koje je teško ili nemoguće proizvesti tradicionalnim postupkom lijevanja mogu se proizvesti pomoću P / M tehnologije. Dijelovi proizvedeni ovom tehnologijom obično imaju mali ili nikakav kapacitet prerade, što ih čini jeftinijim i s manje otpada u materijalima. Nažalost, iza privlačnosti ovih karakteristika, P / M dijelove je teško obrađivati.

Iako je jedna od prvobitnih namjera P / M industrije da ukloni svu preradu, ovaj cilj još nije postignut. Većina dijelova može biti samo "blizu konačnog oblika" i još im je potrebno malo dorade.

Međutim, u usporedbi s odljevcima i otkivcima, mala količina materijala koju je potrebno ukloniti s P / M dijelova tipičan je materijal otporan na habanje.

Porozna struktura jedna je od karakteristika zbog kojih p / M dijelovi imaju široku upotrebu, ali porozna struktura oštetiće i vijek trajanja alata. Porozna struktura može pohraniti ulje i zvuk, ali također dovodi do mikro isprekidanog rezanja. Pri kretanju naprijed-natrag iz rupe prema čvrstim česticama, vrh alata kontinuirano utječe, što može dovesti do vrlo male deformacije loma umora i urušavanja finog ruba duž rezne ivice. Da stvar bude gora, čestice su obično vrlo tvrde. Čak i ako je izmjerena makro tvrdoća materijala između 20 i 35 stepeni, veličina čestica komponente je čak 60 stepeni. Ove tvrde čestice uzrokuju jako i brzo trošenje rubova. Mnogi p / M dijelovi se mogu termički obraditi, a tvrdoća i čvrstoća materijala su veći nakon toplinske obrade. Konačno, zbog tehnologije sinteriranja i toplinske obrade i korištenih plinova, površina materijala sadržavat će okside i / ili karbide tvrde i otporne na habanje.

Performanse P / M dijelova

Većina svojstava P / M dijelova, uključujući obradivost, povezane su ne samo s kemijskim sastavom legure, već i s nivoom poroznosti porozne strukture. Poroznost mnogih strukturnih dijelova je do 15% ～ 20%. Poroznost dijelova koji se koriste kao uređaji za filtriranje može biti i do 50%. Na drugom kraju serije, poroznost kovanih dijelova ili dijelova kuka iznosi samo 1% ili manje. Ovi materijali postaju posebno važni u automobilskim i zrakoplovnim aplikacijama jer mogu postići veće nivoe čvrstoće.
Vlačna čvrstoća, žilavost i duktilnost P / M legure povećavat će se s povećanjem gustoće, a može se i poboljšati obradivost, jer je poroznost štetna za vrh alata.
Povećanje poroznosti može poboljšati performanse zvučne izolacije dijelova. Prigušujuće osciliranje u standardnim dijelovima značajno je smanjeno u P / M dijelovima, što je vrlo važno za alatne strojeve, ispušne cijevi za klimatizaciju i pneumatske alate. Visoka poroznost također je potrebna za samopodmazujuće zupčanike.

Poteškoće u mašinskoj obradi

Iako je jedan od ciljeva kontinuiranog razvoja P / M industrije uklanjanje strojne obrade, a jedna od glavnih atrakcija P / M procesa je to što je potrebna samo mala količina obrade, mnogim dijelovima je ipak potrebna naknadna obrada da bi se dobilo veća preciznost ili bolja površinska obrada. Nažalost, obrada ovih dijelova je izuzetno teška. Većina problema s kojima se susreće uzrokovana je poroznošću. Poroznost dovodi do mikro zamora rezne ivice. Rezna oštrica se stalno ubacuje i izvlači. Prolazi između čestica i rupa. Ponovljeni mali udar dovodi do malih pukotina na reznoj ivici.

Ove zamorne pukotine rastu sve dok se oštrica ne sruši. Ova vrsta rubova mikro usitnjavanja obično je vrlo mala i obično pokazuje normalno abrazivno trošenje.
Poroznost također smanjuje toplinsku vodljivost P / M dijelova, što rezultira visokom temperaturom na reznoj ivici i uzrokuje trošenje i deformaciju kratera. Unutarnja porozna struktura pruža put za ispuštanje rezne tekućine iz područja rezanja. To može uzrokovati vruće pukotine ili deformacije, osobito pri bušenju.

Povećanje površine uzrokovano unutrašnjom poroznom strukturom također dovodi do oksidacije i / ili karbonizacije tijekom toplinske obrade. Kao što je ranije spomenuto, ovi oksidi i karbidi su tvrdi i otporni na habanje.

Porozna struktura takođe daje greške u očitavanju tvrdoće dela, što je izuzetno važno. Kada se makro tvrdoća P / M dijela mjeri namjerno, uključuje faktor tvrdoće rupe. Porozna struktura dovodi do urušavanja strukture i ostavlja pogrešan dojam relativno mekih dijelova. Čestice su mnogo tvrđe. Kao što je gore opisano, razlika je dramatična.

Postojanje inkluzija u PM dijelovima je također nepovoljno. Tijekom strojne obrade ove će se čestice povući s površine, a na površini dijela će se stvoriti ogrebotina ili ogrebotina kada se protrlja ispred alata. Ovi uključci su obično veliki, ostavljajući vidljive rupe na površini dijela.

Razlika u sadržaju ugljika dovodi do nedosljednosti obradivosti. Na primjer, sadržaj ugljika u leguri fc0208 kreće se od 0.6% do 0.9%. Šarža materijala sa sadržajem ugljika od 0.9% relativno je tvrda, što rezultira lošim vijekom trajanja alata. Druga serija materijala sa 0.6% sadržaja ugljika ima odličan vijek trajanja alata. Obje legure su unutar dopuštenog raspona.

Konačni problem obrade vezan je za vrstu rezanja koja se javlja na P / M dijelu. Kako je dio blizu konačnog oblika, dubina rezanja obično je vrlo mala. Ovo zahtijeva slobodnu oštricu. Nakupljanje strugotine na reznoj ivici često dovodi do mikro usitnjavanja.

Tehnologija obrade

Za prevladavanje ovih problema primjenjuje se nekoliko tehnologija (jedinstvenih u industriji). Površinska porozna struktura često je zapečaćena infiltracijom. Obično je potrebno dodatno besplatno rezanje. Nedavno su korištene poboljšane tehnike proizvodnje praha osmišljene za povećanje čistoće praha i smanjenje oksida i karbida tijekom toplinske obrade.

Porozna struktura zatvorene površine postiže se infiltracijom metala (obično bakra) ili polimera. Nagađalo se da infiltracija djeluje kao mazivo. Većina eksperimentalnih podataka pokazuje da prava prednost leži u zatvaranju površinske porozne strukture i na taj način sprječava mikro zamor rezne ivice. Smanjenje brbljanja poboljšava vijek trajanja alata i završnu obradu površine. Najdramatičnija upotreba infiltracije pokazuje 200% povećanje vijeka trajanja alata kada se porozna struktura zatvori.

Poznato je da aditivi poput MNS, s, MoS2, MgSiO3 i BN povećavaju vijek trajanja alata. Ovi aditivi poboljšavaju obradivost olakšavajući odvajanje iverja od obratka, lomeći strugotine, sprječavajući nakupljanje strugotine i podmazujući oštricu. Povećanje količine aditiva može poboljšati obradivost, ali smanjiti čvrstoću i žilavost.

Tehnologija raspršivanja praha za kontrolu pečenja plina iz peći za sinteriranje i toplinsku obradu omogućuje proizvodnju čistog praha i dijelova, čime se minimizira pojava inkluzija i površinskih oksidnih karbida.

Materijal alata

Najčešće korišteni alati u P / M industriji su oni materijali koji su otporni na trošenje, otporni na pucanje rubova i bez čipova pod uvjetom dobre površinske obrade. Ove karakteristike su korisne za bilo koju obradu, posebno za P / M dijelove. Materijali alata koji su uključeni u ovu kategoriju su alati od kubnog bor nitrida (CBN), neobloženi i premazani kermeti i poboljšani sinterirani cementirani karbidi.

CBN alati privlačni su zbog visoke tvrdoće i otpornosti na habanje. Ovaj alat se godinama koristi u obradi čelika i lijevanog željeza sa Rockwell tvrdoćom od 45 i više. Međutim, zbog jedinstvenih svojstava P / M legure i značajne razlike između mikrotvrdoće i makrotvrdoće, CBN alati se mogu koristiti za P / M dijelove s Rockwellovom tvrdoćom 25. Ključni parametar je tvrdoća čestica. Kada tvrdoća čestica prelazi Rockwell 50 stepeni, CBN alati su dostupni bez obzira na vrijednost makro tvrdoće. Očigledno ograničenje ovih alata je nedostatak žilavosti. U slučaju povremenog rezanja ili velike poroznosti, potrebno je pojačanje rubova, uključujući negativno košenje i jako brušenje. Jednostavno lagano rezanje može se izvesti brušenjem oštrice.

Postoji nekoliko materijala CBN -a koji su efikasni. Materijal s najboljom žilavošću uglavnom se sastoji od cijelog CBN -a. Odlične su žilavosti pa se mogu koristiti za grubu obradu. Njihova ograničenja obično se odnose na završnu obradu površine. To je u velikoj mjeri određeno pojedinačnim česticama CBN koje čine alat. Kad čestice padnu s rezne ivice, one će utjecati na površinu materijala obratka. Međutim, nije toliko ozbiljno da alat za fine čestice padne s jedne čestice.

CBN materijal koji se obično koristi ima visok sadržaj CBN -a i srednju veličinu čestica. Oštrica za završnu obradu CBN -a je sitnog zrna, a sadržaj CBN -a je nizak. Najefikasniji su kada je potrebno lagano rezanje i površinska obrada ili kada je legura koja se obrađuje posebno tvrda.

U mnogim aplikacijama za rezanje vijek trajanja alata ne ovisi o vrsti materijala. Drugim riječima, bilo koji CBN materijal može postići sličan vijek trajanja alata. U tim se slučajevima odabir materijala uglavnom temelji na najnižoj cijeni svake oštrice. Jedno okruglo sječivo ima cijelu gornju površinu CBN -a i može pružiti četiri ili više oštrica, što je jeftinije od četiri umetnuta CBN noža.

Kada je tvrdoća P / M dijelova niža od Rockwellovih 35 stupnjeva, a tvrdoća čestica je unutar raspona, kermet je obično jedan od izbora. Kermeti su vrlo tvrdi, mogu učinkovito spriječiti nakupljanje čipova i mogu izdržati velike brzine. Osim toga, jer su se kermeti uvijek koristili za brzu i završnu obradu čelika i nehrđajućeg čelika, obično imaju idealne geometrijske utore pogodne za bliske oblikovane dijelove.

Današnji kermeti su složeni u metalurgiji, s do 11 legirajućih elemenata. Obično se sinteriraju iz TiCN čestica i Ni Mo ljepila. TiCN pruža tvrdoću, otpornost na nakupljanje strugotina i hemijsku stabilnost važne za uspješnu upotrebu kermeta. Osim toga, ovi alati obično imaju visok sadržaj ljepila, što znači da imaju dobru žilavost. Jednom riječju, imaju sve karakteristike efikasne obrade P / M legure. Nekoliko vrsta kermeta je djelotvorno, baš kao i sinterirani cementirani karbid od volframovog karbida, što je veći sadržaj veziva, to je žilavost bolja.

Poznati relativno novi razvoj je da kemijsko taloženje isparavanjem na srednjoj temperaturi (mtcvd) također daje prednost industriji P / M. Mtcvd zadržava svu otpornost na habanje i otpornost na habanje kratera tradicionalnim kemijskim taloženjem para (CVD), ali i objektivno poboljšava žilavost. Povećanje žilavosti uglavnom dolazi zbog smanjenja pukotina. Premaz se taloži na visokoj temperaturi i zatim hladi u peći. Premaz sadrži pukotine kada alat postigne sobnu temperaturu zbog nedosljednog toplinskog širenja. Slično ogrebotinama na ravnom staklu, ove pukotine smanjuju čvrstoću oštrice. Niža temperatura taloženja mtcvd dovodi do niže učestalosti pukotina i veće žilavosti rezne ivice.

Kada podloga od CVD premaza i mtcvd premaza imaju iste karakteristike i obradu ivica, može se pokazati razlika u njihovoj žilavosti. Kada se koristi u aplikacijama gdje je potrebna žilavost rubova, performanse mtcvd premaza su bolje od onih kod CVD premaza. Kroz analizu, pri obradi P / M dijelova sa poroznom strukturom važna je žilavost rubova. Mtcvd premaz je bolji od CVD premaza.

Premaz za fizičko taloženje isparenja (PVD) tanji je i manje otporan na habanje od mtcvd ili CVD premaza. Međutim, PVD premaz može izdržati značajan utjecaj u primjeni. PVD premaz je efikasan kada je rezanje abrazivno, CBN i kermeti su previše krhki i zahtijevaju odličnu površinsku obradu.

Na primjer, rezna ivica cementiranog karbida C-2 može se obraditi fc0205 brzinom linije od 180 m / min i brzinom dodavanja od 0.15 mm / okretaju. Nakon obrade 20 dijelova, nakupljanje strugotine može uzrokovati mikro kolaps. Kada se koristi PVD premaz od titanijevog nitrida (TIN), nakupljanje strugotine je ograničeno, a vijek trajanja alata produžen. Kada se za ovo ispitivanje koristi limena prevlaka, očekuje se da će abrazivne habanje P / M dijelova biti učinkovitije sa TiCN premazom. TiCN ima gotovo istu otpornost na nakupljanje strugotina kao i kositar, ali je tvrđi i otporniji na habanje od kalaja.

Porozna struktura je važna i utječe na obradivost fc0208 legure. Kada se porozna struktura i karakteristike promijene, različiti materijali alata pružaju odgovarajuće prednosti. Kada je gustoća mala (6.4 g/cm3), makrotvrdoća je niska. U ovom slučaju, cementirani karbid obložen mtcvd -om pruža najbolji vijek trajanja alata. Mikro zamor rezne ivice je vrlo važan, a žilavost ivica vrlo važna. U ovom slučaju, dobra žilavost metalne oštrice omogućava maksimalan vijek trajanja alata.

Prilikom proizvodnje iste legure gustoće 6.8 g/cm3, abrazivno trošenje postaje važnije od pukotine na rubu. U ovom slučaju, mtcvd premaz pruža najbolji vijek trajanja alata. Cementirani karbid presvučen PVD-om koristi se za ispitivanje dvije vrste izuzetno tvrdih dijelova i lomi se kada dodirne reznu ivicu.

Kad se brzina poveća (linearna brzina je veća od 300 metara u minuti), kermeti, pa čak i premazani kermeti, uzrokovat će trošenje kratera. Prevučeni cementirani karbid je prikladniji, posebno ako je žilavost premazanog cementnog karbida dobra. Mtcvd premaz je posebno efikasan za cementirani karbid sa površinom bogatom kobaltom.

Kermeti se najčešće koriste pri okretanju i bušenju. Cementirani karbidi obloženi PVD-om idealni su za obradu navoja jer se mogu očekivati ​​manje brzine i veća pažnja pri nakupljanju.

Molimo zadržite izvor i adresu ovog članka radi ponovnog štampanja:Rezanje, obrada dijelova metalurgije praha (P / M)  

Tvrtka Minghe Casting posvećena je proizvodnji i pružanju kvalitetnih dijelova i dijelova za lijevanje visokih performansi (opseg dijelova za livenje metala uglavnom uključuje Tankozidno lijevanje,Vruće komore Die Casting,Livenje u hladnoj komori), Okrugla usluga (usluga lijevanja,CNC obrada,Izrada kalupa, Površinska obrada). Bilo koji prilagođeni lijev od aluminija, livenje magnezijumom ili Zamakom / cinkom i drugi odljevci dobrodošli su da nas kontaktirate.

Pod kontrolom ISO9001 i TS 16949, svi procesi se provode kroz stotine naprednih mašina za livenje pod tlakom, 5-osnih mašina i drugih objekata, od blastera do Ultra Sonic mašina za pranje rublja. Minghe ne samo da ima naprednu opremu već ima i profesionalnu opremu tim iskusnih inženjera, rukovatelja i inspektora kako bi ostvarili dizajn kupca.

Ugovorni proizvođač kalupa. Mogućnosti uključuju dijelove za livenje aluminijuma u hladnoj komori od 0.15 lbs. do 6 lbs., brza promjena i obrada. Usluge s dodanom vrijednošću uključuju poliranje, vibriranje, uklanjanje brušenja, miniranje sačmama, farbanje, oblaganje, premazivanje, montaža i obrada alata. Materijali s kojima se radi uključuju legure poput 360, 380, 383 i 413.

Pomoć pri dizajniranju lijevanja cinkom / istovremene inženjerske usluge. Prilagođeni proizvođač preciznih odljevaka od cinka. Mogu se proizvoditi minijaturni odljevci, odljevci za kalupe pod visokim pritiskom, odlivci kalupa sa više klizača, konvencionalni odljevci od kalupa, odljevci za kalupe i neovisni kalupi i odljevci sa šupljinom. Odljevci se mogu izrađivati ​​u dužinama i širinama do 24 in. U toleranciji +/- 0.0005 in.  

ISO 9001: 2015 certificirani proizvođač lijevanog magnezijuma. Mogućnosti uključuju lijevanje magnezijumom pod visokim pritiskom do 200 tona vruće komore i 3000 tona hladne komore, dizajn alata, poliranje, oblikovanje, obrada, farbanje u prahu i tečnostima, puni QA sa CMM mogućnostima , montaža, pakovanje i dostava.

Ovjeren ITAF16949 Dodatna usluga lijevanja uključuje investiranje,livenje peska,Gravitacijsko lijevanje, Casting Lost Foam,Centrifugalno livenje,Vakuumski livenje,Trajno lijevanje kalupa, .Sposobnosti uključuju EDI, inženjersku pomoć, solidno modeliranje i sekundarnu obradu.

Casting Industries Studije slučaja za dijelove za automobile, bicikle, zrakoplove, muzičke instrumente, plovila, optičke uređaje, senzore, modele, elektroničke uređaje, kućišta, satove, mašine, motore, namještaj, nakit, vrpce, telekom, osvjetljenje, medicinske uređaje, fotografske uređaje, Roboti, skulpture, zvučna oprema, sportska oprema, alat, igračke i još mnogo toga. 

Šta vam možemo dalje pomoći?

∇ Idite na početnu stranicu za Kina za lijevanje pod pritiskom

By Proizvođač lijevanja Minghe | Kategorije: Korisni članci |materijal Tagovi: Aluminijsko livenje, Lijevanje cinka, Magnezijum lijevanje, Titanijsko livenje, Lijevanje nehrđajućeg čelika, Lijevanje od mesinga,Lijevanje bronce,Casting Video,Istorija kompanije,Aluminijsko livenje | Komentari isključeni