분말 야금 기어의 제조 공정은 주로 분말 압축 + 소결에 의존하여 거의 순 형상을 달성합니다. 기존 가공에 비해 재료 활용도가 높고 생산 비용이 낮으며 대량 생산에 적합하다는 장점이 있습니다. 구체적인 단계는 다음과 같습니다:
1. 원료 분말 준비 및 배합 설계
이는 기어의 성능을 결정하는 기본 단계입니다. 분말 구성은 기어의 작동 조건(부하, 속도, 내마모성 요구 사항)에 따라 선택해야 합니다.
주요 분말: 일반적인 철분말(예: 환원철분말, 물분무 철분말)을 베이스로 사용합니다. 강도와 내마모성을 향상시키기 위해 구리 분말 또는 니켈 분말을 첨가할 수 있습니다. 자기 윤활성을 위해 흑연 분말을 첨가할 수 있습니다(소결 후 유리 흑연 형성).
보조 첨가제: 스테아린산아연, 파라핀 등 윤활제/결합제가 첨가됩니다. 이는 분말의 유동성을 향상시켜 금형 충진을 용이하게 하고 분말과 금형 사이의 마찰을 줄여 금형 수명을 연장시키는 역할을 합니다.
혼합 공정: 균일한 혼합을 위해 모든 분말 성분을 혼합기(예: V형 혼합기 또는 원추형 혼합기)에 넣습니다. 일관된 분배를 보장하고 로컬 성능 차이를 방지하기 위해 혼합 시간은 일반적으로 10-60분입니다.
소결(임계 경화 공정)
소결(Sintering)은 압분물을 금속강도를 지닌 소결체로 만드는 핵심공정으로, 고온 가열을 통해 분말 입자들 사이에 원자확산과 융합이 일어나 야금학적 결합을 형성한다.
소결 장비: 연속 소결로 또는 푸시로드형 소결로를 사용하며 예열 구역, 고온 구역 및 냉각 구역으로 구분되어 연속 생산이 가능합니다.
소결 분위기: 분말이 산화되는 것을 방지하기 위해 보호 분위기에서 이루어져야 합니다. 일반적인 분위기는 다음과 같습니다.
환원 분위기: 철 분말 기본 기어에 적합한 수소, 암모니아 분해 가스(75% H2+25% N2);
불활성 분위기: 질소, 아르곤, 구리와 니켈을 함유한 합금 분말 기어에 적합합니다.
소결 매개변수:
온도: 철분 베이스 기어는 일반적으로 1100-1250°C입니다.
시간: 고온 보존 시간은 30-120분입니다. 시간이 너무 짧으면 야금학적 조합이 불충분하고 강도가 불충분합니다. 시간이 너무 길면 쉽게 거친 입자가 생기고 인성이 저하될 수 있습니다.
소결 후 변화: 그린은 약간 줄어들고(일반적으로 5%-15%) 부피가 감소하고 밀도가 증가하며 강도와 경도가 크게 증가합니다.
오일 침지: 기어를 윤활유에 넣고 모세관 현상을 사용하여 오일이 기어 내부의 기공으로 침투하도록 하고 자체 윤활을 달성하고 작동 소음과 마모를 줄입니다. 변속기 기어, 감속 기어에 자주 사용됩니다.
열처리 : 기어에 높은 경도와 높은 내마모성이 필요한 경우 침탄 및 담금질, 탄질화 및 기타 열처리가 가능하며 표면 경도는 HRC 58-62에 도달할 수 있으며 코어는 충격 파괴를 피하기 위해 단단하게 유지됩니다.
가공: 고정밀 기어(예: ISO 5-7 등급)의 경우 고속 및 고정밀 전송 요구 사항을 충족하기 위해 치형 오류를 수정하기 위해 마무리 후 기어 연삭도 필요합니다.
표면 처리: 녹 방지의 필요에 따라 흑화, 아연 도금, 인산염 처리 및 기타 처리를 수행할 수 있습니다.
6. 검사 및 포장
품질 검사: 검사 항목에는 치형 정확도, 치수 공차, 밀도, 경도, 인장 강도 및 외관 결함(예: 균열, 다공성, 누락된 치아)이 포함되어 고객 요구 사항을 준수하는지 확인합니다.
보관소에 포장: 적격 기어를 방청 포장 후 창고에 넣고 공장에서 출고될 때까지 기다립니다.
소결(Sintering)은 압분물을 금속강도를 지닌 소결체로 만드는 핵심공정으로, 고온 가열을 통해 분말 입자들 사이에 원자확산과 융합이 일어나 야금학적 결합을 형성한다.
소결 장비: 연속 소결로 또는 푸시로드형 소결로를 사용하며 예열 구역, 고온 구역 및 냉각 구역으로 구분되어 연속 생산이 가능합니다.
소결 분위기: 분말이 산화되는 것을 방지하기 위해 보호 분위기에서 이루어져야 합니다. 일반적인 분위기는 다음과 같습니다.
환원 분위기: 철 분말 기본 기어에 적합한 수소, 암모니아 분해 가스(75% H2+25% N2);
불활성 분위기: 질소, 아르곤, 구리와 니켈을 함유한 합금 분말 기어에 적합합니다.
소결 매개변수:
온도: 철분 베이스 기어는 일반적으로 1100-1250°C입니다.
시간: 고온 보존 시간은 30-120분입니다. 시간이 너무 짧으면 야금학적 조합이 불충분하고 강도가 불충분합니다. 시간이 너무 길면 쉽게 거친 입자가 생기고 인성이 저하될 수 있습니다.
소결 후 변화: 그린은 약간 줄어들고(일반적으로 5%-15%) 부피가 감소하고 밀도가 증가하며 강도와 경도가 크게 증가합니다.
오일 침지: 기어를 윤활유에 넣고 모세관 현상을 사용하여 오일이 기어 내부의 기공으로 침투하도록 하고 자체 윤활을 달성하고 작동 소음과 마모를 줄입니다. 변속기 기어, 감속 기어에 자주 사용됩니다.
열처리 : 기어에 높은 경도와 높은 내마모성이 필요한 경우 침탄 및 담금질, 탄질화 및 기타 열처리가 가능하며 표면 경도는 HRC 58-62에 도달할 수 있으며 코어는 충격 파괴를 피하기 위해 단단하게 유지됩니다.
가공: 고정밀 기어(예: ISO 5-7 등급)의 경우 고속 및 고정밀 전송 요구 사항을 충족하기 위해 치형 오류를 수정하기 위해 마무리 후 기어 연삭도 필요합니다.
표면 처리: 녹 방지의 필요에 따라 흑화, 아연 도금, 인산염 처리 및 기타 처리를 수행할 수 있습니다.
6. 검사 및 포장
품질 검사: 검사 항목에는 치형 정확도, 치수 공차, 밀도, 경도, 인장 강도 및 외관 결함(예: 균열, 다공성, 누락된 치아)이 포함되어 고객 요구 사항을 준수하는지 확인합니다.
보관소에 포장: 적격 기어를 방청 포장 후 창고에 넣고 공장에서 출고될 때까지 기다립니다.
