Процесс производства зубчатых колес порошковой металлургии в основном основан на прессовании порошка + спекании для достижения почти чистой формы. По сравнению с традиционной механической обработкой он имеет преимущества, заключающиеся в более высоком использовании материала, низкой себестоимости производства и пригодности для массового производства. Конкретные шаги заключаются в следующем:
1. Приготовление сырого порошка и разработка формулы.
Это фундаментальный шаг, который определяет производительность механизма. Состав порошка следует выбирать исходя из условий эксплуатации передачи (нагрузка, частота вращения, требования к износостойкости).
Основные порошки: В качестве основы используются обычные железные порошки (такие как восстановленный железный порошок и распыленный водой железный порошок). Для повышения прочности и износостойкости можно добавить медный или никелевый порошок; для самосмазывающихся свойств можно добавлять графитовый порошок (образующий свободный графит после спекания).
Вспомогательные присадки: добавляются смазочные материалы/связующие, такие как стеарат цинка и парафин. Они служат для улучшения сыпучести порошка для облегчения заполнения формы и уменьшения трения между порошком и формой для продления срока службы формы.
Процесс смешивания: Все порошкообразные компоненты помещаются в смеситель (например, смеситель V-образного типа или конический смеситель) для равномерного перемешивания. Время смешивания обычно составляет 10–60 минут, чтобы обеспечить равномерное распределение и избежать локальных различий в производительности.
Спекание (процесс критического отверждения)
Спекание является основным этапом преобразования сырца в спеченные изделия, обладающие прочностью металла, а атомная диффузия и сплавление происходят между частицами порошка посредством высокотемпературного нагрева с образованием металлургических связей.
Оборудование для спекания: используйте печь для спекания непрерывного действия или печь для спекания толкающего типа, которая разделена на зону предварительного нагрева, зону высокой температуры и зону охлаждения, что позволяет обеспечить непрерывное производство.
Спекание в атмосфере: оно должно проводиться в защитной атмосфере, чтобы предотвратить окисление порошка. Обычная атмосфера включает в себя:
Восстановительная атмосфера: водород, газ разложения аммиака (75% H₂+25% N₂), подходит для зубчатых передач на основе железного порошка;
Инертная атмосфера: азот, аргон, подходит для зубчатых передач из порошковых сплавов, содержащих медь и никель.
Параметры спекания:
Температура: базовая передача из железного порошка обычно составляет 1100-1250°C;
Время: время сохранения при высокой температуре составляет 30-120 минут. Если время слишком короткое, металлургическая комбинация недостаточна и прочность недостаточна; Слишком долгое время может легко привести к образованию крупных зерен и снижению прочности.
Изменения после спекания: зелень немного сжимается (обычно на 5–15%), уменьшает объем, увеличивает плотность и значительно увеличивает прочность и твердость.
Погружение в масло: поместите шестерню в смазочное масло, используйте капиллярное действие, чтобы масло проникло в поры внутри шестерни, добейтесь самосмазывания, уменьшите рабочий шум и износ, часто используется в трансмиссионных передачах, редукторах.
Термическая обработка: если шестерня требует высокой твердости и высокой износостойкости, ее можно подвергнуть цементации и закалке, карбонитридированию и другим термическим обработкам, а твердость поверхности может достигать HRC 58-62, а сердечник остается жестким, чтобы избежать ударного разрушения.
Обработка: для высокоточных зубчатых колес (таких как классы ISO 5-7) после чистовой обработки также требуется шлифовка шестерен, чтобы исправить ошибки формы зубьев для удовлетворения потребностей высокоскоростной и высокоточной передачи.
Обработка поверхности: В зависимости от необходимости предотвращения ржавчины можно выполнить чернение, гальванизацию, фосфатирование и другие виды обработки.
6. Проверка и упаковка
Проверка качества: элементы проверки включают точность формы зуба, допуски на размеры, плотность, твердость, прочность на разрыв и косметические дефекты (такие как трещины, пористость, отсутствие зубов), чтобы обеспечить соответствие требованиям заказчика.
Упаковка на хранение: квалифицированные шестерни после антикоррозийной упаковки помещаются на склад в ожидании отправки с завода.
Спекание является основным этапом преобразования сырца в спеченные изделия, обладающие прочностью металла, а атомная диффузия и сплавление происходят между частицами порошка посредством высокотемпературного нагрева с образованием металлургических связей.
Оборудование для спекания: используйте печь для спекания непрерывного действия или печь для спекания толкающего типа, которая разделена на зону предварительного нагрева, зону высокой температуры и зону охлаждения, что позволяет обеспечить непрерывное производство.
Спекание в атмосфере: оно должно проводиться в защитной атмосфере, чтобы предотвратить окисление порошка. Обычная атмосфера включает в себя:
Восстановительная атмосфера: водород, газ разложения аммиака (75% H₂+25% N₂), подходит для зубчатых передач на основе железного порошка;
Инертная атмосфера: азот, аргон, подходит для зубчатых передач из порошковых сплавов, содержащих медь и никель.
Параметры спекания:
Температура: базовая передача из железного порошка обычно составляет 1100-1250°C;
Время: время сохранения при высокой температуре составляет 30-120 минут. Если время слишком короткое, металлургическая комбинация недостаточна и прочность недостаточна; Слишком долгое время может легко привести к образованию крупных зерен и снижению прочности.
Изменения после спекания: зелень немного сжимается (обычно на 5–15%), уменьшает объем, увеличивает плотность и значительно увеличивает прочность и твердость.
Погружение в масло: поместите шестерню в смазочное масло, используйте капиллярное действие, чтобы масло проникло в поры внутри шестерни, добейтесь самосмазывания, уменьшите рабочий шум и износ, часто используется в трансмиссионных передачах, редукторах.
Термическая обработка: если шестерня требует высокой твердости и высокой износостойкости, ее можно подвергнуть цементации и закалке, карбонитридированию и другим термическим обработкам, а твердость поверхности может достигать HRC 58-62, а сердечник остается жестким, чтобы избежать ударного разрушения.
Обработка: для высокоточных зубчатых колес (таких как классы ISO 5-7) после чистовой обработки также требуется шлифовка шестерен, чтобы исправить ошибки формы зубьев для удовлетворения потребностей высокоскоростной и высокоточной передачи.
Обработка поверхности: В зависимости от необходимости предотвращения ржавчины можно выполнить чернение, гальванизацию, фосфатирование и другие виды обработки.
6. Проверка и упаковка
Проверка качества: элементы проверки включают точность формы зуба, допуски на размеры, плотность, твердость, прочность на разрыв и косметические дефекты (такие как трещины, пористость, отсутствие зубов), чтобы обеспечить соответствие требованиям заказчика.
Упаковка на хранение: квалифицированные шестерни после антикоррозийной упаковки помещаются на склад в ожидании отправки с завода.
