Le processus de fabrication des engrenages de métallurgie des poudres repose principalement sur le pressage de la poudre + le frittage pour obtenir une mise en forme quasi nette. Par rapport à l'usinage traditionnel, il présente les avantages d'une utilisation élevée des matériaux, d'un faible coût de production et d'une aptitude à la production de masse. Les étapes spécifiques sont les suivantes :
1. Préparation de poudre brute et conception de formule
C’est l’étape fondamentale qui détermine les performances de l’équipement. La composition de la poudre doit être choisie en fonction des conditions de fonctionnement de l'engrenage (exigences de charge, de vitesse, de résistance à l'usure).
Poudres principales : des poudres de fer courantes (telles que la poudre de fer réduite et la poudre de fer atomisée à l'eau) sont utilisées comme base. Pour améliorer la solidité et la résistance à l'usure, de la poudre de cuivre ou de la poudre de nickel peuvent être ajoutées ; pour des propriétés autolubrifiantes, de la poudre de graphite peut être ajoutée (formant du graphite libre après frittage).
Additifs auxiliaires : Des lubrifiants/liants tels que le stéarate de zinc et la paraffine sont ajoutés. Ils servent à améliorer la fluidité de la poudre pour faciliter le remplissage du moule et à réduire la friction entre la poudre et le moule pour prolonger la durée de vie du moule.
Processus de mélange : tous les composants de la poudre sont placés dans un mélangeur (tel qu'un mélangeur de type V ou un mélangeur conique) pour un mélange uniforme. Le temps de mélange est généralement de 10 à 60 minutes pour garantir une distribution cohérente et éviter les différences de performances locales.
Frittage (processus de durcissement critique)
Le frittage est l'étape principale de la conversion du vert en corps frittés dotés d'une résistance métallique, et la diffusion et la fusion atomiques se produisent entre les particules de poudre par chauffage à haute température pour former des liaisons métallurgiques.
Équipement de frittage : utilisez un four de frittage continu ou un four de frittage de type poussoir, qui est divisé en zone de préchauffage, zone à haute température et zone de refroidissement, qui peuvent réaliser une production continue.
Atmosphère de frittage : Il doit être réalisé sous atmosphère protectrice pour éviter que la poudre ne s'oxyde. Les atmosphères courantes incluent :
Atmosphère réductrice : hydrogène, gaz de décomposition d'ammoniac (75 % H₂ + 25 % N₂), adapté aux engrenages à base de poudre de fer ;
Atmosphère inerte : azote, argon, adaptée aux engrenages en poudre d'alliage contenant du cuivre et du nickel.
Paramètres de frittage :
Température : l'engrenage à base de poudre de fer est généralement de 1 100 à 1 250 °C ;
Temps : Le temps de conservation à haute température est de 30 à 120 minutes, si le temps est trop court, la combinaison métallurgique est insuffisante et la résistance est insuffisante ; Un temps trop long peut facilement conduire à des grains grossiers et réduire la ténacité.
Modifications post-frittage : le vert rétrécira légèrement (généralement de 5 à 15 %), réduira le volume, augmentera la densité et augmentera considérablement la résistance et la dureté.
Immersion dans l'huile : placez l'engrenage dans l'huile lubrifiante, utilisez l'action capillaire pour faire pénétrer l'huile dans les pores à l'intérieur de l'engrenage, obtenez une autolubrification, réduisez le bruit de fonctionnement et l'usure, souvent utilisé dans les engrenages de transmission, les réducteurs.
Traitement thermique : si l'engrenage nécessite une dureté élevée et une résistance à l'usure élevée, il peut être carburé et trempé, carbonitruré et autres traitements thermiques, et la dureté de surface peut atteindre HRC 58-62, et le noyau reste résistant pour éviter la fracture par impact.
Usinage : pour les engrenages de haute précision (tels que les nuances ISO 5-7), la rectification des engrenages est également nécessaire après la finition pour corriger les erreurs de forme des dents afin de répondre aux besoins d'une transmission à grande vitesse et de haute précision.
Traitement de surface : Selon les besoins de prévention de la rouille, un noircissement, une galvanisation, une phosphatation et d'autres traitements peuvent être effectués.
6. Inspection et emballage
Inspection de qualité : les éléments d'inspection comprennent la précision de la forme des dents, les tolérances dimensionnelles, la densité, la dureté, la résistance à la traction et les défauts cosmétiques (tels que les fissures, la porosité, les dents manquantes) pour garantir la conformité aux exigences du client.
Emballage en stock : les engrenages qualifiés sont placés dans l'entrepôt après un emballage antirouille, en attendant qu'ils quittent l'usine.
Le frittage est l'étape principale de la conversion du vert en corps frittés dotés d'une résistance métallique, et la diffusion et la fusion atomiques se produisent entre les particules de poudre par chauffage à haute température pour former des liaisons métallurgiques.
Équipement de frittage : utilisez un four de frittage continu ou un four de frittage de type poussoir, qui est divisé en zone de préchauffage, zone à haute température et zone de refroidissement, qui peuvent réaliser une production continue.
Atmosphère de frittage : Il doit être réalisé sous atmosphère protectrice pour éviter que la poudre ne s'oxyde. Les atmosphères courantes incluent :
Atmosphère réductrice : hydrogène, gaz de décomposition d'ammoniac (75 % H₂ + 25 % N₂), adapté aux engrenages à base de poudre de fer ;
Atmosphère inerte : azote, argon, adaptée aux engrenages en poudre d'alliage contenant du cuivre et du nickel.
Paramètres de frittage :
Température : l'engrenage à base de poudre de fer est généralement de 1 100 à 1 250 °C ;
Temps : Le temps de conservation à haute température est de 30 à 120 minutes, si le temps est trop court, la combinaison métallurgique est insuffisante et la résistance est insuffisante ; Un temps trop long peut facilement conduire à des grains grossiers et réduire la ténacité.
Modifications post-frittage : le vert rétrécira légèrement (généralement de 5 à 15 %), réduira le volume, augmentera la densité et augmentera considérablement la résistance et la dureté.
Immersion dans l'huile : placez l'engrenage dans l'huile lubrifiante, utilisez l'action capillaire pour faire pénétrer l'huile dans les pores à l'intérieur de l'engrenage, obtenez une autolubrification, réduisez le bruit de fonctionnement et l'usure, souvent utilisé dans les engrenages de transmission, les réducteurs.
Traitement thermique : si l'engrenage nécessite une dureté élevée et une résistance à l'usure élevée, il peut être carburé et trempé, carbonitruré et autres traitements thermiques, et la dureté de surface peut atteindre HRC 58-62, et le noyau reste résistant pour éviter la fracture par impact.
Usinage : pour les engrenages de haute précision (tels que les nuances ISO 5-7), la rectification des engrenages est également nécessaire après la finition pour corriger les erreurs de forme des dents afin de répondre aux besoins d'une transmission à grande vitesse et de haute précision.
Traitement de surface : Selon les besoins de prévention de la rouille, un noircissement, une galvanisation, une phosphatation et d'autres traitements peuvent être effectués.
6. Inspection et emballage
Inspection de qualité : les éléments d'inspection comprennent la précision de la forme des dents, les tolérances dimensionnelles, la densité, la dureté, la résistance à la traction et les défauts cosmétiques (tels que les fissures, la porosité, les dents manquantes) pour garantir la conformité aux exigences du client.
Emballage en stock : les engrenages qualifiés sont placés dans l'entrepôt après un emballage antirouille, en attendant qu'ils quittent l'usine.
