Quy trình sản xuất bánh răng luyện kim bột chủ yếu dựa vào quá trình ép bột + thiêu kết để đạt được hình dạng gần như lưới. So với gia công truyền thống, nó có ưu điểm là sử dụng vật liệu cao, chi phí sản xuất thấp và phù hợp cho sản xuất hàng loạt. Các bước cụ thể như sau:
1. Chuẩn bị bột thô và thiết kế công thức
Đây là bước cơ bản quyết định khả năng hoạt động của thiết bị. Thành phần bột nên được lựa chọn dựa trên các điều kiện hoạt động của thiết bị (yêu cầu về tải trọng, tốc độ, khả năng chống mài mòn).
Bột chính: Các loại bột sắt thông thường (như bột sắt khử và bột sắt nguyên tử hóa nước) được sử dụng làm chất nền. Để cải thiện độ bền và khả năng chống mài mòn, có thể thêm bột đồng hoặc bột niken; để có đặc tính tự bôi trơn, có thể thêm bột than chì (tạo thành than chì tự do sau khi thiêu kết).
Phụ gia phụ trợ: Chất bôi trơn/chất kết dính như kẽm stearate và parafin được thêm vào. Chúng giúp cải thiện khả năng chảy của bột để đổ khuôn dễ dàng hơn và giảm ma sát giữa bột và khuôn để kéo dài tuổi thọ khuôn.
Quá trình trộn: Tất cả các thành phần bột được cho vào máy trộn (như máy trộn chữ V hoặc máy trộn hình nón) để trộn đều. Thời gian trộn thường là 10-60 phút để đảm bảo phân phối đồng đều và tránh sự khác biệt về hiệu suất cục bộ.
Thiêu kết (Quy trình xử lý quan trọng)
Quá trình thiêu kết là bước cốt lõi để chuyển màu xanh lá cây thành vật liệu thiêu kết có độ bền kim loại, đồng thời quá trình khuếch tán và hợp nhất nguyên tử xảy ra giữa các hạt bột thông qua quá trình nung ở nhiệt độ cao để hình thành liên kết luyện kim.
Thiết bị thiêu kết: sử dụng lò thiêu kết liên tục hoặc lò thiêu kết loại đẩy, được chia thành vùng gia nhiệt trước, vùng nhiệt độ cao và vùng làm mát, có thể đạt được sản xuất liên tục.
Môi trường thiêu kết: Phải thực hiện trong môi trường bảo vệ để bột không bị oxy hóa. Bầu không khí chung bao gồm:
Khí quyển khử: hydro, khí phân hủy amoniac (75% H₂+25% N₂), thích hợp cho bánh răng có đế bột sắt;
Môi trường trơ: nitơ, argon, thích hợp cho các bánh răng bột hợp kim có chứa đồng và niken.
Thông số thiêu kết:
Nhiệt độ: Bánh đế bột sắt thường là 1100-1250°C;
Thời gian: Thời gian bảo quản ở nhiệt độ cao là 30-120 phút, nếu thời gian quá ngắn thì sự kết hợp luyện kim không đủ và cường độ không đủ; Để quá lâu dễ dẫn đến hạt thô, giảm độ dai.
Những thay đổi sau quá trình thiêu kết: Màu xanh lá cây sẽ co lại một chút (thường là 5% -15%), giảm âm lượng, tăng mật độ và tăng đáng kể độ bền và độ cứng.
Ngâm dầu: Đặt bánh răng vào dầu bôi trơn, sử dụng tác động mao dẫn để dầu thấm vào các lỗ bên trong bánh răng, đạt được khả năng tự bôi trơn, giảm tiếng ồn khi vận hành và mài mòn, thường được sử dụng trong các bánh răng truyền động, bánh răng giảm tốc.
Xử lý nhiệt: Nếu thiết bị yêu cầu độ cứng cao và khả năng chống mài mòn cao, nó có thể được cacbon hóa và làm nguội, thấm cacbon và các phương pháp xử lý nhiệt khác, và độ cứng bề mặt có thể đạt HRC 58-62, và lõi vẫn cứng để tránh gãy xương do va chạm.
Gia công: Đối với các bánh răng có độ chính xác cao (chẳng hạn như cấp ISO 5-7), việc mài bánh răng cũng được yêu cầu sau khi hoàn thiện để sửa các lỗi về hình dạng răng nhằm đáp ứng nhu cầu truyền tốc độ cao và độ chính xác cao.
Xử lý bề mặt: Theo nhu cầu chống gỉ, có thể thực hiện làm đen, mạ kẽm, phốt phát và các phương pháp xử lý khác.
6. Kiểm tra và đóng gói
Kiểm tra chất lượng: Các hạng mục kiểm tra bao gồm độ chính xác về hình dạng răng, dung sai kích thước, mật độ, độ cứng, độ bền kéo và các khuyết tật về mặt thẩm mỹ (như vết nứt, độ xốp, răng bị thiếu) để đảm bảo tuân thủ yêu cầu của khách hàng.
Đóng gói vào kho: Bánh răng đạt tiêu chuẩn được đưa vào kho sau khi đóng gói chống gỉ, chờ xuất xưởng
Quá trình thiêu kết là bước cốt lõi để chuyển màu xanh lá cây thành vật liệu thiêu kết có độ bền kim loại, đồng thời quá trình khuếch tán và hợp nhất nguyên tử xảy ra giữa các hạt bột thông qua quá trình nung ở nhiệt độ cao để hình thành liên kết luyện kim.
Thiết bị thiêu kết: sử dụng lò thiêu kết liên tục hoặc lò thiêu kết loại đẩy, được chia thành vùng gia nhiệt trước, vùng nhiệt độ cao và vùng làm mát, có thể đạt được sản xuất liên tục.
Môi trường thiêu kết: Phải thực hiện trong môi trường bảo vệ để bột không bị oxy hóa. Bầu không khí chung bao gồm:
Khí quyển khử: hydro, khí phân hủy amoniac (75% H₂+25% N₂), thích hợp cho bánh răng có đế bột sắt;
Môi trường trơ: nitơ, argon, thích hợp cho các bánh răng bột hợp kim có chứa đồng và niken.
Thông số thiêu kết:
Nhiệt độ: Bánh đế bột sắt thường là 1100-1250°C;
Thời gian: Thời gian bảo quản ở nhiệt độ cao là 30-120 phút, nếu thời gian quá ngắn thì sự kết hợp luyện kim không đủ và cường độ không đủ; Để quá lâu dễ dẫn đến hạt thô, giảm độ dai.
Những thay đổi sau quá trình thiêu kết: Màu xanh lá cây sẽ co lại một chút (thường là 5% -15%), giảm âm lượng, tăng mật độ và tăng đáng kể độ bền và độ cứng.
Ngâm dầu: Đặt bánh răng vào dầu bôi trơn, sử dụng tác động mao dẫn để dầu thấm vào các lỗ bên trong bánh răng, đạt được khả năng tự bôi trơn, giảm tiếng ồn khi vận hành và mài mòn, thường được sử dụng trong các bánh răng truyền động, bánh răng giảm tốc.
Xử lý nhiệt: Nếu thiết bị yêu cầu độ cứng cao và khả năng chống mài mòn cao, nó có thể được cacbon hóa và làm nguội, thấm cacbon và các phương pháp xử lý nhiệt khác, và độ cứng bề mặt có thể đạt HRC 58-62, và lõi vẫn cứng để tránh gãy xương do va chạm.
Gia công: Đối với các bánh răng có độ chính xác cao (chẳng hạn như cấp ISO 5-7), việc mài bánh răng cũng được yêu cầu sau khi hoàn thiện để sửa các lỗi về hình dạng răng nhằm đáp ứng nhu cầu truyền tốc độ cao và độ chính xác cao.
Xử lý bề mặt: Theo nhu cầu chống gỉ, có thể thực hiện làm đen, mạ kẽm, phốt phát và các phương pháp xử lý khác.
6. Kiểm tra và đóng gói
Kiểm tra chất lượng: Các hạng mục kiểm tra bao gồm độ chính xác về hình dạng răng, dung sai kích thước, mật độ, độ cứng, độ bền kéo và các khuyết tật về mặt thẩm mỹ (như vết nứt, độ xốp, răng bị thiếu) để đảm bảo tuân thủ yêu cầu của khách hàng.
Đóng gói vào kho: Bánh răng đạt tiêu chuẩn được đưa vào kho sau khi đóng gói chống gỉ, chờ xuất xưởng
