Στον σύγχρονο βιομηχανικό εξοπλισμό, η διαδικασία κατασκευής μεταλλικών εξαρτημάτων υφίσταται επαναστατική αναβάθμιση. Ως τυπικός εκπρόσωπος, τα εργαλεία μεταλλουργίας σκόνης έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως σε οικιακές συσκευές, αυτοκίνητα, μηχανήματα κατασκευής και άλλους τομείς.
Αυτό το άρθρο θα λάβει τον εξοπλισμό κυλίνδρων ως παράδειγμα για την ανάλυση των επιστημονικών αρχών και των πραγματικών εφαρμογών αυτής της τεχνολογίας. 1. Κατασκευαστική αρχή της μεταλλουργίας σκόνης Η μεταλλουργία σκόνης είναι μια διαδικασία κατασκευής εξαρτημάτων μέσω συμπίεσης και πυροσυσσωμάτωσης μεταλλικής σκόνης σε υψηλές θερμοκρασίες και η ιστορία της μπορεί να ανιχνευθεί πίσω στην παραγωγή σύρματος βολφραμίου το 1909.
Σε σύγκριση με την παραδοσιακή επεξεργασία κοπής, αυτή η τεχνολογία μπορεί να μειώσει τη διαδικασία κατασκευής εργαλείων από 12 σε 6-8 περάσματα, να αυξήσει το ποσοστό χρήσης υλικού στο 85%-95% και να μειώσει σημαντικά την κατανάλωση ενέργειας. Τα γρανάζια εξοπλισμού τυμπάνων κατασκευάζονται κυρίως από σκόνη με βάση το σίδηρο (με προσθήκη 1%-3% χαλκού, νικελίου και άλλων στοιχείων), χυτεύονται με πίεση 400-800 MPa και πυροσυσσωματώνονται σε προστατευτική ατμόσφαιρα περίπου 1120°C. Η πυκνότητα του τελικού προϊόντος μπορεί να φτάσει τα 6,8-7,2 g/cm³ (η θεωρητική πυκνότητα του καθαρού σιδήρου είναι 7,87 g/cm³), και η ακρίβεια του σχήματος των δοντιών πληροί το πρότυπο ISO επιπέδου 8-9, που ισοδυναμεί με τον έλεγχο ανοχής ενός δοντιού στην περιοχή 20-40μm. 2. Τεχνική προσαρμοστικότητα του εξοπλισμού τυμπάνων Η πορώδης δομή των γραναζιών μεταλλουργίας σκόνης (πορώδες 5%-15%) έχει το πλεονέκτημα της φυσικής αποθήκευσης λαδιού.
Πειραματικά δεδομένα δείχνουν ότι στο σύστημα κίνησης τυμπάνου του πλυντηρίου, με επεξεργασία διαρροής χαλκού ή λαδιού, το γρανάζι λειτουργεί συνεχώς για 8000 ώρες στις 1500 rpm και η φθορά μπορεί να ελεγχθεί εντός 0,15 mm. Αυτό το χαρακτηριστικό το καθιστά εξαιρετικό σε συνθήκες συχνής εκκίνησης-σταματήματος. Οι βιομηχανικές εφαρμογές δίνουν μεγαλύτερη προσοχή στη βελτιστοποίηση της απόδοσης των υλικών. Στο έργο μετασχηματισμού συστήματος μεταφοράς ενός εργοστασίου τσιμέντου, το σετ εργαλείων μεταλλουργίας σκόνης που χρησιμοποιεί μια ειδική διαδικασία πυροσυσσωμάτωσης έχει διάρκεια ζωής 1,8 φορές μεγαλύτερη από αυτή των παραδοσιακών γραναζιών σε θερμοκρασία λειτουργίας 70°C. Η μεταλλογραφική ανάλυση του υλικού έδειξε ότι η εσωτερική κατανομή διάχυσης καρβιδίου έφτανε το HRC 20-45. 3. Προδιαγραφές χρήσης και κατάσταση βιομηχανίας Η προδιαγραφή συναρμολόγησης συνιστά τη χρήση αντιστοίχισης μετάβασης H7/k6 και η παρεμβολή της διάταξης ελέγχεται στα 0,01-0,03 mm.
Όταν χρησιμοποιείτε συνθετικό λάδι κιβωτίου ταχυτήτων με ιξώδες ISO VG68, τα στερεά λιπαντικά όπως το δισουλφίδιο του μολυβδαινίου πρέπει να συμπληρώνονται τακτικά. Προειδοποίηση αστοχίας Όταν η θερμοκρασία του κιβωτίου ταχυτήτων αυξάνεται κατά περισσότερο από 3°C από τη βασική τιμή ή η τιμή επιτάχυνσης κραδασμών υπερβαίνει τα 4 m/s², συνιστάται προληπτική συντήρηση. Σύμφωνα με τα στατιστικά στοιχεία του Powder Metallurgy Branch της China Steel Association, η παραγωγή εξαρτημάτων μεταλλουργίας σκόνης στη χώρα μας θα φτάσει τους 800.000 τόνους το 2022, εκ των οποίων τα προϊόντα εργαλείων εργαλείων αντιπροσωπεύουν περίπου το 35%.
Στον τομέα της αυτοκινητοβιομηχανίας, αυτή η τεχνολογία έχει επιτύχει μαζική παραγωγή πλανητικών γραναζιών κιβωτίου ταχυτήτων και μια γερμανική μάρκα αύξησε με επιτυχία την αντοχή σε κόπωση των γραναζιών κατά 40% χρησιμοποιώντας τη διαδικασία βαθμίδωσης συμπίεσης. 4. Τεχνολογική ανάπτυξη και πρακτικές προκλήσεις Επί του παρόντος, η τεχνολογία τρισδιάστατης εκτύπωσης μετάλλων έχει αρχίσει να συνδυάζεται με τη μεταλλουργία σκόνης και έχουν δοκιμαστεί στο εργαστήριο γρανάζια βελτιστοποίησης τοπολογίας, με αποτέλεσμα μείωσης βάρους 25%. Ωστόσο, λόγω του κόστους του εξοπλισμού και της σταθερότητας της διαδικασίας, αυτή η τεχνολογία δεν έχει ακόμη εφαρμοστεί σε μεγάλη κλίμακα. Η έρευνα της βιομηχανίας δείχνει ότι τα εργαλεία μεταλλουργίας σκόνης πρέπει ακόμη να χρησιμοποιούνται σε συνδυασμό με παραδοσιακές διαδικασίες σφυρηλάτησης σε σενάρια εξαιρετικά βαρέως τύπου (>5 τόνοι).
Αυτή η τεχνολογία κατασκευής, που ξεκίνησε πριν από εκατό χρόνια, συνεχίζει να εξελίσσεται στην ισορροπία μεταξύ ακρίβειας και αντοχής. Όταν αποσυναρμολογούμε τον εξοπλισμό τυμπάνων, τα γρανάζια που λάμπουν με μεταλλική λάμψη είναι μια μικρογραφία της σύγχρονης βιομηχανικής κατασκευής ακριβείας.
