I modern industriell utrustning genomgår tillverkningsprocessen av metalldelar en revolutionerande uppgradering. Som en typisk representant har pulvermetallurgiska redskap använts i stor utsträckning inom hushållsapparater, bilar, byggmaskiner och andra områden.
Den här artikeln kommer att ta rullutrustning som ett exempel för att analysera de vetenskapliga principerna och verkliga tillämpningarna av denna teknik. 1. Tillverkningsprincip för pulvermetallurgi Pulvermetallurgi är en process för tillverkning av delar genom metallpulverpressning och sintring vid höga temperaturer, och dess historia kan spåras tillbaka till tillverkningen av volframtråd 1909.
Jämfört med traditionell skärbearbetning kan denna teknik minska växeltillverkningsprocessen från 12 till 6-8 pass, öka materialutnyttjandet till 85% -95% och avsevärt minska energiförbrukningen. Kugghjul för trumutrustning är mestadels gjorda av järnbaserat pulver (tillsätter 1%-3% koppar, nickel och andra element), gjutna med 400-800MPa tryck och sintrade i en skyddande atmosfär på cirka 1120°C. Densiteten hos den färdiga produkten kan nå 6,8-7,2g/cm³ (den teoretiska densiteten för rent järn är 7,87g/cm³), och tandformens noggrannhet uppfyller ISO-nivån 8-9-standarden, vilket motsvarar den enkla tandtoleranskontrollen i intervallet 20-40μm. 2. Teknisk anpassningsförmåga hos trumutrustning Den porösa strukturen hos pulvermetallurgiska kugghjul (porositet 5%-15%) har fördelen av naturlig oljelagring.
Experimentella data visar att i tvättmaskinens trumdrivsystem, med koppar- eller oljeläckagebehandling, går växeln kontinuerligt i 8000 timmar vid 1500rpm, och slitaget kan kontrolleras inom 0,15 mm. Denna funktion gör den utmärkt under frekventa start-stopp-förhållanden. Industriella applikationer ägnar mer uppmärksamhet åt materialprestandaoptimering. I transformationsprojektet för transmissionssystem i en cementfabrik har pulvermetallurgiska kugghjul som använder en speciell sintringsprocess en livslängd som är 1,8 gånger längre än för traditionella kugghjul vid en arbetstemperatur på 70°C. Den metallografiska analysen av materialet visade att den interna karbiddiffusionsfördelningen nådde HRC 20-45. 3. Användningsspecifikationer och industristatus Monteringsspecifikationen rekommenderar att man använder H7/k6-övergångsmatchning, och monteringsinterferensen kontrolleras till 0,01-0,03 mm.
När man använder ISO VG68 syntetisk växelolja med viskositet måste fasta smörjmedel som molybdendisulfid kompletteras regelbundet. Felvarning När temperaturen på växellådan stiger med mer än 3°C från utgångsvärdet, eller vibrationsaccelerationsvärdet överstiger 4m/s², rekommenderas förebyggande underhåll. Enligt statistiken från Powder Metallurgy Branch of China Steel Association kommer produktionen av pulvermetallurgidelar i vårt land att nå 800 000 ton år 2022, varav redskapsprodukter står för cirka 35%.
Inom fordonsområdet har denna teknik uppnått massproduktion av växellådans planetväxlar, och ett tyskt märke har framgångsrikt ökat utmattningshållfastheten hos växlar med 40 % med hjälp av en gradientpressningsprocess. 4. Teknologisk utveckling och praktiska utmaningar För närvarande har metall 3D-utskriftsteknik börjat kombineras med pulvermetallurgi, och topologioptimeringsväxlar har provproducerats i laboratoriet, med en viktminskningseffekt på 25 %. Men på grund av utrustningskostnad och processstabilitet har denna teknik ännu inte tillämpats i stor skala. Branschforskning visar att pulvermetallurgiska kugghjul fortfarande behöver användas i samband med traditionella smidesprocesser i extremt tunga (>5 ton) scenarier.
Denna tillverkningsteknik, som uppstod för hundra år sedan, fortsätter att utvecklas i balansen mellan precision och styrka. När vi plockar isär trumutrustningen är kugghjulen som lyser med en metallglans ett mikrokosmos av modern industriell precisionstillverkning.
