Toz metalurjisi dişlilerinin üretim süreci esas olarak net şekillendirmeye ulaşmak için toz presleme + sinterlemeye dayanır. Geleneksel işlemeyle karşılaştırıldığında yüksek malzeme kullanımı, düşük üretim maliyeti ve seri üretime uygunluk gibi avantajlara sahiptir. Spesifik adımlar aşağıdaki gibidir:
1. Ham Toz Hazırlama ve Formül Tasarımı
Bu, dişlinin performansını belirleyen temel adımdır. Toz bileşimi dişlinin çalışma koşullarına (yük, hız, aşınma direnci gereksinimleri) göre seçilmelidir.
Ana tozlar: Baz olarak yaygın demir tozları (indirgenmiş demir tozu ve suyla atomize edilmiş demir tozu gibi) kullanılır. Mukavemeti ve aşınma direncini arttırmak için bakır tozu veya nikel tozu eklenebilir; kendi kendini yağlama özellikleri için grafit tozu eklenebilir (sinterlemeden sonra serbest grafit oluşturur).
Yardımcı katkı maddeleri: Çinko stearat ve parafin gibi yağlayıcılar/bağlayıcılar eklenir. Kalıbın daha kolay doldurulması için tozun akışkanlığını artırmaya ve kalıp ömrünü uzatmak için toz ile kalıp arasındaki sürtünmeyi azaltmaya yararlar.
Karıştırma işlemi: Tüm toz bileşenler, homojen bir karıştırma için bir karıştırıcıya (V tipi karıştırıcı veya konik karıştırıcı gibi) yerleştirilir. Tutarlı dağıtım sağlamak ve yerel performans farklılıklarını önlemek için karıştırma süresi genellikle 10-60 dakikadır.
Sinterleme (Kritik Kürleme Süreci)
Sinterleme, yeşilin metal mukavemetli sinterlenmiş gövdelere dönüştürülmesinin temel adımıdır ve metalurjik bağlar oluşturmak için yüksek sıcaklıkta ısıtma yoluyla toz parçacıkları arasında atomik difüzyon ve füzyon meydana gelir.
Sinterleme ekipmanı: Sürekli üretim sağlayabilen ön ısıtma bölgesi, yüksek sıcaklık bölgesi ve soğutma bölgesine bölünmüş sürekli sinterleme fırını veya itme çubuğu tipi sinterleme fırını kullanın.
Sinterleme atmosferi: Tozun oksitlenmesini önlemek için koruyucu bir atmosferde yapılmalıdır. Ortak atmosferler şunları içerir:
İndirgeyici atmosfer: hidrojen, amonyak ayrıştırma gazı (%75 H₂+%25 N₂), demir tozu temel dişlileri için uygundur;
İnert atmosfer: nitrojen, argon, bakır ve nikel içeren alaşımlı toz dişliler için uygundur.
Sinterleme parametreleri:
Sıcaklık: Demir tozu taban dişlisi genellikle 1100-1250°C'dir;
Süre: Yüksek sıcaklıkta koruma süresi 30-120 dakikadır, eğer süre çok kısaysa, metalurjik kombinasyon yetersizdir ve mukavemet yetersizdir; Çok uzun süre kolayca kaba tanelere yol açabilir ve tokluğu azaltabilir.
Sinterleme sonrası değişiklikler: Yeşil hafifçe küçülecek (genellikle %5-15), hacmi azaltacak, yoğunluğu artıracak ve mukavemeti ve sertliği büyük ölçüde artıracaktır.
Yağa daldırma: Dişliyi yağlama yağına koyun, yağın dişli içindeki gözeneklere nüfuz etmesini sağlamak için kılcal etkiyi kullanın, kendi kendini yağlamayı sağlayın, çalışma gürültüsünü ve aşınmayı azaltın, genellikle şanzıman dişlilerinde, redüksiyon dişlilerinde kullanılır.
Isıl işlem: Dişli yüksek sertlik ve yüksek aşınma direnci gerektiriyorsa, karbürlenebilir ve söndürülebilir, karbonitrasyon ve diğer ısıl işlemler yapılabilir ve yüzey sertliği HRC 58-62'ye ulaşabilir ve darbe kırılmasını önlemek için çekirdek sert kalır.
İşleme: Yüksek hassasiyetli dişliler için (ISO 5-7 dereceleri gibi), yüksek hızlı ve yüksek hassasiyetli iletim ihtiyaçlarını karşılamak amacıyla diş şekli hatalarını düzeltmek için bitirme işleminden sonra dişli taşlama da gereklidir.
Yüzey işleme: İhtiyaca göre pas önleme, karartma, galvanizleme, fosfatlama ve diğer işlemler yapılabilmektedir.
6. Muayene ve paketleme
Kalite Denetimi: Denetim öğeleri, müşteri gereksinimlerine uygunluğu sağlamak için diş şekli doğruluğunu, boyut toleranslarını, yoğunluğu, sertliği, çekme mukavemetini ve kozmetik kusurları (çatlak, gözeneklilik, eksik dişler gibi) içerir.
Depolamaya paketleme: Nitelikli dişliler pas önleyici paketlemeden sonra depoya konulur ve fabrikadan çıkmaları beklenir.
Sinterleme, yeşilin metal mukavemetli sinterlenmiş gövdelere dönüştürülmesinin temel adımıdır ve metalurjik bağlar oluşturmak için yüksek sıcaklıkta ısıtma yoluyla toz parçacıkları arasında atomik difüzyon ve füzyon meydana gelir.
Sinterleme ekipmanı: Sürekli üretim sağlayabilen ön ısıtma bölgesi, yüksek sıcaklık bölgesi ve soğutma bölgesine bölünmüş sürekli sinterleme fırını veya itme çubuğu tipi sinterleme fırını kullanın.
Sinterleme atmosferi: Tozun oksitlenmesini önlemek için koruyucu bir atmosferde yapılmalıdır. Ortak atmosferler şunları içerir:
İndirgeyici atmosfer: hidrojen, amonyak ayrıştırma gazı (%75 H₂+%25 N₂), demir tozu temel dişlileri için uygundur;
İnert atmosfer: nitrojen, argon, bakır ve nikel içeren alaşımlı toz dişliler için uygundur.
Sinterleme parametreleri:
Sıcaklık: Demir tozu taban dişlisi genellikle 1100-1250°C'dir;
Süre: Yüksek sıcaklıkta koruma süresi 30-120 dakikadır, eğer süre çok kısaysa, metalurjik kombinasyon yetersizdir ve mukavemet yetersizdir; Çok uzun süre kolayca kaba tanelere yol açabilir ve tokluğu azaltabilir.
Sinterleme sonrası değişiklikler: Yeşil hafifçe küçülecek (genellikle %5-15), hacmi azaltacak, yoğunluğu artıracak ve mukavemeti ve sertliği büyük ölçüde artıracaktır.
Yağa daldırma: Dişliyi yağlama yağına koyun, yağın dişli içindeki gözeneklere nüfuz etmesini sağlamak için kılcal etkiyi kullanın, kendi kendini yağlamayı sağlayın, çalışma gürültüsünü ve aşınmayı azaltın, genellikle şanzıman dişlilerinde, redüksiyon dişlilerinde kullanılır.
Isıl işlem: Dişli yüksek sertlik ve yüksek aşınma direnci gerektiriyorsa, karbürlenebilir ve söndürülebilir, karbonitrasyon ve diğer ısıl işlemler yapılabilir ve yüzey sertliği HRC 58-62'ye ulaşabilir ve darbe kırılmasını önlemek için çekirdek sert kalır.
İşleme: Yüksek hassasiyetli dişliler için (ISO 5-7 dereceleri gibi), yüksek hızlı ve yüksek hassasiyetli iletim ihtiyaçlarını karşılamak amacıyla diş şekli hatalarını düzeltmek için bitirme işleminden sonra dişli taşlama da gereklidir.
Yüzey işleme: İhtiyaca göre pas önleme, karartma, galvanizleme, fosfatlama ve diğer işlemler yapılabilmektedir.
6. Muayene ve paketleme
Kalite Denetimi: Denetim öğeleri, müşteri gereksinimlerine uygunluğu sağlamak için diş şekli doğruluğunu, boyut toleranslarını, yoğunluğu, sertliği, çekme mukavemetini ve kozmetik kusurları (çatlak, gözeneklilik, eksik dişler gibi) içerir.
Depolamaya paketleme: Nitelikli dişliler pas önleyici paketlemeden sonra depoya konulur ve fabrikadan çıkmaları beklenir.
