Trong các thiết bị công nghiệp hiện đại, quy trình sản xuất các bộ phận kim loại đang được nâng cấp mang tính cách mạng. Là một đại diện điển hình, bánh răng luyện kim bột đã được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị gia dụng, ô tô, máy móc xây dựng và các lĩnh vực khác.
Bài viết này sẽ lấy thiết bị con lăn làm ví dụ để phân tích nguyên lý khoa học và ứng dụng thực tế của công nghệ này. 1. Nguyên lý sản xuất luyện kim bột Luyện kim bột là một quá trình sản xuất các bộ phận thông qua việc ép và thiêu kết bột kim loại ở nhiệt độ cao, và lịch sử của nó có thể bắt nguồn từ việc sản xuất dây vonfram vào năm 1909.
So với xử lý cắt truyền thống, công nghệ này có thể giảm quy trình sản xuất bánh răng từ 12 xuống còn 6-8 lượt, tăng tỷ lệ sử dụng vật liệu lên 85% -95% và giảm đáng kể mức tiêu thụ năng lượng. Bánh răng của thiết bị trống hầu hết được làm bằng bột gốc sắt (thêm 1% -3% đồng, niken và các nguyên tố khác), được đúc ở áp suất 400-800MPa và thiêu kết trong môi trường bảo vệ khoảng 1120 ° C. Mật độ của thành phẩm có thể đạt 6,8-7,2g/cm³ (mật độ lý thuyết của sắt nguyên chất là 7,87g/cm³) và độ chính xác hình dạng răng đáp ứng tiêu chuẩn ISO cấp 8-9, tương đương với kiểm soát dung sai của một răng trong khoảng 20-40μm. 2. Khả năng thích ứng kỹ thuật của thiết bị trống Cấu trúc xốp của bánh răng luyện kim bột (độ xốp 5% -15%) có ưu điểm là trữ dầu tự nhiên.
Dữ liệu thực nghiệm cho thấy trong hệ thống truyền động trống của máy giặt, được xử lý rò rỉ đồng hoặc dầu, bánh răng chạy liên tục trong 8000 giờ với tốc độ 1500 vòng / phút và độ mòn có thể được kiểm soát trong vòng 0,15mm. Tính năng này làm cho nó trở nên tuyệt vời trong điều kiện khởi động-dừng thường xuyên. Các ứng dụng công nghiệp chú ý nhiều hơn đến việc tối ưu hóa hiệu suất vật liệu. Trong dự án chuyển đổi hệ thống truyền động của nhà máy xi măng, bộ bánh răng luyện kim bột sử dụng quy trình thiêu kết đặc biệt có tuổi thọ cao gấp 1,8 lần so với bộ bánh răng truyền thống ở nhiệt độ làm việc 70°C. Phân tích kim loại của vật liệu cho thấy sự phân bố khuếch tán cacbit bên trong đã đạt tới HRC 20-45. 3. Thông số kỹ thuật sử dụng và trạng thái ngành Thông số kỹ thuật lắp ráp khuyến nghị sử dụng khớp chuyển tiếp H7/k6 và độ nhiễu lắp ráp được kiểm soát ở mức 0,01-0,03mm.
Khi sử dụng dầu bánh răng tổng hợp có độ nhớt ISO VG68, chất bôi trơn rắn như molypden disulfide cần được bổ sung thường xuyên. Cảnh báo lỗi Khi nhiệt độ của hộp số tăng hơn 3°C so với giá trị cơ bản hoặc giá trị gia tốc rung vượt quá 4m/s², nên bảo trì phòng ngừa. Theo thống kê của Chi nhánh Luyện kim bột thuộc Hiệp hội Thép Trung Quốc, sản lượng các bộ phận luyện kim bột ở nước ta sẽ đạt 800.000 tấn vào năm 2022, trong đó sản phẩm bánh răng chiếm khoảng 35%.
Trong lĩnh vực ô tô, công nghệ này đã đạt được mục tiêu sản xuất hàng loạt hộp số bánh răng hành tinh và một thương hiệu của Đức đã tăng thành công độ bền mỏi của bánh răng lên 40% bằng quy trình ép gradient. 4. Phát triển công nghệ và những thách thức thực tế Hiện nay, công nghệ in 3D kim loại đã bắt đầu được kết hợp với luyện kim bột và các thiết bị tối ưu hóa cấu trúc liên kết đã được sản xuất thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, với hiệu quả giảm trọng lượng là 25%. Tuy nhiên, do giá thành thiết bị và tính ổn định của quy trình nên công nghệ này vẫn chưa được áp dụng trên quy mô lớn. Nghiên cứu trong ngành cho thấy các bánh răng luyện kim bột vẫn cần được sử dụng kết hợp với các quy trình rèn truyền thống trong các tình huống chịu tải cực cao (>5 tấn).
Công nghệ sản xuất này, có nguồn gốc từ một trăm năm trước, tiếp tục phát triển trong sự cân bằng giữa độ chính xác và sức mạnh. Khi chúng tôi tháo rời thiết bị trống, các bánh răng tỏa sáng ánh kim loại là mô hình thu nhỏ của quá trình sản xuất chính xác công nghiệp hiện đại.
