El proceso de fabricación de engranajes de pulvimetalurgia se basa principalmente en el prensado de polvo + sinterización para lograr una conformación casi neta. En comparación con el mecanizado tradicional, tiene las ventajas de una alta utilización de material, un bajo costo de producción y la idoneidad para la producción en masa. Los pasos específicos son los siguientes:
1. Preparación del polvo crudo y diseño de fórmulas
Este es el paso fundamental que determina el rendimiento del engranaje. La composición del polvo debe seleccionarse en función de las condiciones de funcionamiento del engranaje (carga, velocidad, requisitos de resistencia al desgaste).
Polvos principales: como base se utilizan polvos de hierro comunes (como polvo de hierro reducido y polvo de hierro atomizado con agua). Para mejorar la resistencia y la resistencia al desgaste, se puede agregar polvo de cobre o polvo de níquel; para obtener propiedades autolubricantes, se puede agregar grafito en polvo (formando grafito libre después de la sinterización).
Aditivos auxiliares: Se añaden lubricantes/aglutinantes como estearato de zinc y parafina. Sirven para mejorar la fluidez del polvo para facilitar el llenado del molde y reducir la fricción entre el polvo y el molde para prolongar la vida útil del molde.
Proceso de mezcla: todos los componentes del polvo se colocan en un mezclador (como un mezclador tipo V o un mezclador cónico) para una mezcla uniforme. El tiempo de mezclado suele ser de 10 a 60 minutos para garantizar una distribución uniforme y evitar diferencias de rendimiento locales.
Sinterización (proceso de curado crítico)
La sinterización es el paso central para convertir lo verde en cuerpos sinterizados con resistencia metálica, y la difusión y fusión atómicas se producen entre las partículas de polvo mediante calentamiento a alta temperatura para formar enlaces metalúrgicos.
Equipo de sinterización: utilice un horno de sinterización continuo o un horno de sinterización tipo varilla de empuje, que se divide en zona de precalentamiento, zona de alta temperatura y zona de enfriamiento, lo que puede lograr una producción continua.
Atmósfera de sinterización: Debe realizarse en atmósfera protectora para evitar que el polvo se oxide. Las atmósferas comunes incluyen:
Atmósfera reductora: hidrógeno, gas de descomposición de amoníaco (75% H₂+25% N₂), adecuado para engranajes con base de polvo de hierro;
Atmósfera inerte: nitrógeno, argón, adecuada para engranajes de polvo de aleación que contienen cobre y níquel.
Parámetros de sinterización:
Temperatura: el engranaje base de polvo de hierro suele estar entre 1100 y 1250 °C;
Tiempo: el tiempo de conservación a alta temperatura es de 30 a 120 minutos, si el tiempo es demasiado corto, la combinación metalúrgica es insuficiente y la resistencia es insuficiente; Demasiado tiempo puede provocar fácilmente la formación de granos gruesos y reducir la dureza.
Cambios posteriores a la sinterización: el verde se encogerá ligeramente (generalmente entre un 5 % y un 15 %), reducirá el volumen, aumentará la densidad y aumentará considerablemente la resistencia y la dureza.
Inmersión en aceite: coloque el engranaje en el aceite lubricante, use la acción capilar para hacer que el aceite penetre en los poros dentro del engranaje, logre la autolubricación, reduzca el ruido de funcionamiento y el desgaste, a menudo se usa en engranajes de transmisión, engranajes reductores.
Tratamiento térmico: si el engranaje requiere alta dureza y alta resistencia al desgaste, se puede carburizar y templar, carbonitrurar y otros tratamientos térmicos, y la dureza de la superficie puede alcanzar HRC 58-62, y el núcleo permanece resistente para evitar la fractura por impacto.
Mecanizado: para engranajes de alta precisión (como los grados ISO 5-7), también se requiere rectificado de engranajes después del acabado para corregir errores en la forma de los dientes para satisfacer las necesidades de transmisión de alta velocidad y alta precisión.
Tratamiento superficial: Según las necesidades de prevención de la oxidación se pueden realizar ennegrecimiento, galvanizado, fosfatado y otros tratamientos.
6. Inspección y embalaje
Inspección de calidad: Los elementos de inspección incluyen precisión de la forma de los dientes, tolerancias dimensionales, densidad, dureza, resistencia a la tracción y defectos cosméticos (como grietas, porosidad, dientes faltantes) para garantizar el cumplimiento de los requisitos del cliente.
Embalaje y almacenamiento: los engranajes calificados se colocan en el almacén después del embalaje antioxidante, esperando que salgan de la fábrica.
La sinterización es el paso central para convertir lo verde en cuerpos sinterizados con resistencia metálica, y la difusión y fusión atómicas se producen entre las partículas de polvo mediante calentamiento a alta temperatura para formar enlaces metalúrgicos.
Equipo de sinterización: utilice un horno de sinterización continuo o un horno de sinterización tipo varilla de empuje, que se divide en zona de precalentamiento, zona de alta temperatura y zona de enfriamiento, lo que puede lograr una producción continua.
Atmósfera de sinterización: Debe realizarse en atmósfera protectora para evitar que el polvo se oxide. Las atmósferas comunes incluyen:
Atmósfera reductora: hidrógeno, gas de descomposición de amoníaco (75% H₂+25% N₂), adecuado para engranajes con base de polvo de hierro;
Atmósfera inerte: nitrógeno, argón, adecuada para engranajes de polvo de aleación que contienen cobre y níquel.
Parámetros de sinterización:
Temperatura: el engranaje base de polvo de hierro suele estar entre 1100 y 1250 °C;
Tiempo: el tiempo de conservación a alta temperatura es de 30 a 120 minutos, si el tiempo es demasiado corto, la combinación metalúrgica es insuficiente y la resistencia es insuficiente; Demasiado tiempo puede provocar fácilmente la formación de granos gruesos y reducir la dureza.
Cambios posteriores a la sinterización: el verde se encogerá ligeramente (generalmente entre un 5 % y un 15 %), reducirá el volumen, aumentará la densidad y aumentará considerablemente la resistencia y la dureza.
Inmersión en aceite: coloque el engranaje en el aceite lubricante, use la acción capilar para hacer que el aceite penetre en los poros dentro del engranaje, logre la autolubricación, reduzca el ruido de funcionamiento y el desgaste, a menudo se usa en engranajes de transmisión, engranajes reductores.
Tratamiento térmico: si el engranaje requiere alta dureza y alta resistencia al desgaste, se puede carburizar y templar, carbonitrurar y otros tratamientos térmicos, y la dureza de la superficie puede alcanzar HRC 58-62, y el núcleo permanece resistente para evitar la fractura por impacto.
Mecanizado: para engranajes de alta precisión (como los grados ISO 5-7), también se requiere rectificado de engranajes después del acabado para corregir errores en la forma de los dientes para satisfacer las necesidades de transmisión de alta velocidad y alta precisión.
Tratamiento superficial: Según las necesidades de prevención de la oxidación se pueden realizar ennegrecimiento, galvanizado, fosfatado y otros tratamientos.
6. Inspección y embalaje
Inspección de calidad: Los elementos de inspección incluyen precisión de la forma de los dientes, tolerancias dimensionales, densidad, dureza, resistencia a la tracción y defectos cosméticos (como grietas, porosidad, dientes faltantes) para garantizar el cumplimiento de los requisitos del cliente.
Embalaje y almacenamiento: los engranajes calificados se colocan en el almacén después del embalaje antioxidante, esperando que salgan de la fábrica.
