W nowoczesnych urządzeniach przemysłowych proces produkcji części metalowych przechodzi rewolucyjną modernizację. Jako typowy przedstawiciel, przekładnie metalurgii proszków są szeroko stosowane w sprzęcie gospodarstwa domowego, samochodach, maszynach budowlanych i innych dziedzinach.
W tym artykule na przykładzie urządzeń rolkowych zostaną przeanalizowane zasady naukowe i zastosowania tej technologii w świecie rzeczywistym. 1. Zasada wytwarzania w metalurgii proszków Metalurgia proszków to proces wytwarzania części poprzez prasowanie proszków metali i spiekanie w wysokich temperaturach, a jego historia sięga produkcji drutu wolframowego w 1909 roku.
W porównaniu z tradycyjną obróbką skrawania, technologia ta może skrócić proces produkcji kół zębatych z 12 do 6-8 przejść, zwiększyć stopień wykorzystania materiału do 85%-95% i znacznie zmniejszyć zużycie energii. Przekładnie urządzeń bębnowych są w większości wykonane z proszku na bazie żelaza (z dodatkiem 1%-3% miedzi, niklu i innych pierwiastków), formowane pod ciśnieniem 400-800MPa i spiekane w atmosferze ochronnej około 1120°C. Gęstość gotowego produktu może sięgać 6,8-7,2 g/cm3 (teoretyczna gęstość czystego żelaza wynosi 7,87 g/cm3), a dokładność kształtu zęba spełnia normę ISO poziom 8-9, co odpowiada kontroli tolerancji pojedynczego zęba w zakresie 20-40μm. 2. Możliwości techniczne wyposażenia bębnów Porowata struktura przekładni wykonanych w technologii metalurgii proszków (porowatość 5%-15%) ma tę zaletę, że umożliwia naturalne magazynowanie oleju.
Dane eksperymentalne pokazują, że w układzie napędowym bębna pralki, z obróbką miedzi lub wyciekania oleju, przekładnia pracuje nieprzerwanie przez 8000 godzin przy 1500 obr./min, a zużycie można kontrolować w zakresie 0,15 mm. Ta funkcja sprawia, że doskonale sprawdza się w częstych warunkach start-stop. Zastosowania przemysłowe zwracają większą uwagę na optymalizację wydajności materiałów. W projekcie transformacji układu przekładniowego cementowni, przekładnia wykonana metodą metalurgii proszków w specjalnym procesie spiekania charakteryzuje się 1,8-krotnie dłuższą żywotnością w porównaniu z przekładniami tradycyjnymi w temperaturze pracy 70°C. Analiza metalograficzna materiału wykazała, że rozkład dyfuzji wewnętrznej węglika osiągał HRC 20-45. 3. Specyfikacje użytkowania i status branżowy Specyfikacja montażu zaleca stosowanie dopasowania przejścia H7/k6, a zakłócenia montażowe są kontrolowane na poziomie 0,01-0,03 mm.
W przypadku stosowania syntetycznego oleju przekładniowego o lepkości ISO VG68 należy regularnie uzupełniać stałe środki smarne, takie jak dwusiarczek molibdenu. Ostrzeżenie o awarii Gdy temperatura skrzyni biegów wzrośnie o więcej niż 3°C od wartości bazowej lub wartość przyspieszenia drgań przekroczy 4m/s², zaleca się konserwację zapobiegawczą. Według statystyk Oddziału Metalurgii Proszków China Steel Association, produkcja części z metalurgii proszków w naszym kraju osiągnie w 2022 roku 800 000 ton, z czego około 35% stanowią produkty przekładniowe.
W branży motoryzacyjnej technologia ta umożliwiła masową produkcję przekładni planetarnych do skrzyń biegów, a niemieckiej marce udało się zwiększyć wytrzymałość zmęczeniową przekładni o 40%, stosując proces prasowania gradientowego. 4. Rozwój technologiczny i wyzwania praktyczne Obecnie zaczęto łączyć technologię druku 3D metali z metalurgią proszków, a w laboratorium produkowano próbnie przekładnie do optymalizacji topologii, uzyskując efekt redukcji masy o 25%. Jednak ze względu na koszt sprzętu i stabilność procesu technologia ta nie została dotychczas zastosowana na szeroką skalę. Badania branżowe pokazują, że przekładnie wykonane w technologii metalurgii proszków nadal muszą być stosowane w połączeniu z tradycyjnymi procesami kucia w scenariuszach wymagających ekstremalnie dużych obciążeń (> 5 ton).
Ta technologia produkcji, która powstała sto lat temu, wciąż ewoluuje w równowadze pomiędzy precyzją i wytrzymałością. Kiedy demontujemy osprzęt bębna, lśniące metalicznym połyskiem koła zębate stanowią mikrokosmos nowoczesnej, przemysłowej produkcji precyzyjnej.
