Bộ phận luyện kim bột bánh răng

Mô tả Sản phẩm

Là một bộ phận truyền động quan trọng, bánh răng đóng một vai trò quan trọng trong ô tô. Mật độ và độ cứng của bánh răng có liên quan mật thiết đến hiệu suất của vật liệu và quá trình chuẩn bị. Công nghệ nén tiên tiến làm tăng mật độ nén bột và cải thiện hiệu suất của các sản phẩm luyện kim bột; đồng thời, độ chính xác về kích thước của các bộ phận ép luyện kim bột Gear có thể được cải thiện và hình dạng có thể phức tạp hơn. Phần đầu tiên sau đây thảo luận về quy trình luyện kim bột mới và tác động của nó đối với các bánh răng.

1. 1 Tạo hình nén ấm

Công nghệ ép ấm là một công nghệ tạo khuôn cứng mới được phát triển vào những năm 1990 và được áp dụng công nghiệp để sản xuất các bộ phận luyện kim bột dựa trên sắt có độ bền cao. Công nghệ này không chỉ duy trì các đặc tính cơ bản về năng suất cao và độ chính xác kích thước cao của quy trình đúc truyền thống mà còn tăng mật độ của các bộ phận (7.20-7.35g/cm3) với chi phí thấp hơn. Do sự gia tăng mật độ của các bộ phận, các tính chất cơ học toàn diện của nó đã được cải thiện rất nhiều và phạm vi ứng dụng đã được mở rộng nhanh chóng, tạo điều kiện để phát huy hết các lợi thế kỹ thuật của luyện kim bột.

Sự cô đặc của công nghệ ép nóng chủ yếu đạt được bằng cách giảm tốc độ và mức độ làm cứng của các hạt bột sắt ở nhiệt độ ép nóng và giảm khả năng chống biến dạng dẻo của các hạt bột sắt. Ngoài ra, việc sắp xếp lại các hạt trong quá trình tạo hình cũng có thể làm tăng tỷ trọng. Cho đến nay, các bộ phận làm từ sắt thiêu kết có độ bền kéo 1500 MPa đã được chuẩn bị. Ford Motor Company đã sử dụng một trung tâm tua-bin tốc độ biến đổi chất lỏng nhiệt áp với khối lượng 1,2kg trên động cơ. Chìa khóa của quy trình ép ấm là sản xuất các bộ phận luyện kim bột dựa trên sắt hiệu suất cao với chi phí thấp hơn và tìm ra điểm kết hợp tốt hơn giữa hiệu suất và chi phí cho các bộ phận ô tô. Ưu điểm của phương pháp ép ấm là: mật độ xanh và mật độ thiêu kết cao, cường độ xanh cao, áp suất tháo khuôn thấp và hậu quả đàn hồi nhỏ.

1. 2 Ép tốc độ cao

Thụy Điển đã phát triển một quy trình ép tốc độ cao. Sự phát triển của quy trình này cho phép phát triển các bộ phận luyện kim bột quy mô lớn và mật độ cao vượt quá 5kg. Nó cho phép bột được nén trong vòng 20 mili giây và mật độ có thể được tăng thêm bằng nhiều lần nén trong vòng 300 mili giây. Là một phương pháp sản xuất hàng loạt, ép tốc độ cao có thể vượt qua những hạn chế của luyện kim bột hiện tại. Việc tạo hình báo chí truyền thống đòi hỏi áp suất tạo hình cao và áp suất tạo hình bị giới hạn bởi trọng tải của máy ép, trong khi quá trình ép tốc độ cao không bị giới hạn này. Mật độ bột dựa trên tiền hợp kim và hợp kim khuếch tán có thể đạt tới 7.4-7.7g/cm3. Công nghệ sản xuất mới này gần đây đã được đưa vào ngành luyện kim bột. Việc tăng mật độ ép tốc độ cao chủ yếu được thực hiện bằng sóng xung kích mạnh do búa điều khiển thủy lực tạo ra. Khối lượng của búa và tốc độ ấn quyết định độ lớn của năng lượng va chạm và mức độ nén chặt. Do điều khiển thủy lực, hiệu suất an toàn cao. Thông qua kiểm soát quy trình thích hợp, lò xo hồi không hướng trục có thể tránh được các khuyết tật cực nhỏ của đầm xanh. Đối với ép tốc độ cao, có thể thực hiện nhiều lần ép mà không làm tăng đáng kể mật độ của các lần ép lặp lại sau lần ép đầu tiên với máy ép thông thường. Do năng lượng va chạm 4kJ giống với năng lượng va chạm hai lần là 2kJ nên mật độ ép là như nhau. Do đó, có thể sử dụng máy ép trung bình để đạt được mật độ cao thông qua nhiều lần ép. Việc triệt tiêu nhiều lần sốc cũng có thể được thực hiện nhanh chóng vì khoảng thời gian giữa mỗi lần sốc nhỏ hơn 300 mili giây. Loại máy ép này có thể sử dụng máy tính để điều khiển chính xác hành trình và năng lượng tác động của búa, và quy trình sản xuất các bộ phận được ép bởi nó về cơ bản giống như quy trình tạo hình truyền thống.

Mật độ của bột nén truyền thống thấp ở giữa và cao ở cả hai đầu, điều này có thể dễ dàng gây ra sự co rút quá mức ở giữa sau khi thiêu kết và ảnh hưởng đến độ chính xác về kích thước của các bộ phận. Các bộ phận được ép ở tốc độ cao có mật độ phân bố đồng đều hơn. Sau khi thiêu kết, sự khác biệt về kích thước giữa phần giữa và phần cuối sẽ nhỏ hơn, điều này sẽ cải thiện tính nhất quán của kích thước bộ phận. Nếu việc tạo hình tốc độ cao được kết hợp với các quy trình khác, hiệu suất của vật liệu sẽ được cải thiện rất nhiều. Mật độ của bột tiền hợp kim ASTALOY CrM với hàm lượng carbon 0.4% có thể đạt tới 7,5g/cm3 sau khi ép tốc độ cao và độ bền kéo có thể đạt tới 1220 MPa sau khi ép ở nhiệt độ cao thiêu kết ở 1250 độ, và độ bền kéo có thể đạt 1380 sau khi thiêu kết và cứng lại ở 1120 độ. MPa. Có thể thấy rằng hiệu suất của các bộ phận được ép ở tốc độ cao đã đạt đến mức cao hơn. Là một quá trình giữa tạo bột truyền thống và rèn bột, ép tốc độ cao có những ưu điểm rõ ràng. Do hiệu suất chi phí tốt, nó có nhiều ứng dụng. Cụ thể, ưu điểm của nó là: mật độ phân bố cao và đồng đều, năng suất cao, có thể sản xuất các bộ phận lớn vài kg, hậu quả đàn hồi nhỏ và độ chính xác cao, và có thể sản xuất các bộ phận có chiều dài và đường kính tương đối lớn (tỷ lệ Đường kính dài lên tới 6,0) . Công nghệ ép tốc độ cao vẫn đang được phát triển liên tục. Trong giai đoạn phát triển ban đầu, nó chỉ có thể tạo thành các bộ phận đơn giản như thùng thẳng không có bậc, nhưng hiện tại nó đã phát triển các bộ phận phức tạp hơn có thể tạo thành bậc. Tuy nhiên, hiện tại không thể sản xuất các bộ phận khác có hình dạng phức tạp hơn, đây cũng là một lý do quan trọng khiến công nghệ ép tốc độ cao bị hạn chế.

1.3 Làm cứng thiêu kết

Làm cứng thiêu kết là sự kết hợp giữa quá trình thiêu kết luyện kim bột và quá trình xử lý nhiệt dập tắt để cải thiện tính chất vật liệu, nhằm giảm chi phí. Quá trình làm cứng thiêu kết có thể tiết kiệm quá trình xử lý nhiệt sau thiêu kết, đồng thời có thể thu được các đặc tính cường độ cao và độ cứng cao, do đó giảm chi phí sản xuất. Ngoài ra, ứng suất dư bên trong cao sẽ được tạo ra trong quá trình làm nguội và các bộ phận sẽ bị biến dạng, điều này sẽ gây khó khăn cho việc kiểm soát dung sai kích thước của các bộ phận. Trong quá trình làm cứng thiêu kết, do tốc độ làm mát sau khi thiêu kết thấp hơn nhiều so với quá trình làm nguội, nên có thể giảm thiểu biến dạng. Do đó, quá trình làm cứng thiêu kết phù hợp với các bộ phận lớn và có hình dạng phức tạp khó xử lý. Thép cứng thiêu kết thường được sử dụng để sản xuất các bộ phận có mật độ trung bình đến cao. Nói chung, các nguyên tố hợp kim chính của bột sắt làm cứng thiêu kết là molypden, mangan, crom, đồng và niken. Vật liệu chứa các nguyên tố hợp kim này có độ cứng đủ cao để được làm cứng trong quá trình làm nguội thiêu kết. Sau khi thiêu kết và làm cứng, cấu trúc kim loại của hợp kim chủ yếu là martensite, ngoài ra còn có một lượng nhỏ ngọc trai mịn, bainite và austenite được giữ lại; tùy thuộc vào nhiệt độ và thời gian thiêu kết, có thể có một lượng nhỏ các vùng giàu niken. Theo các điều kiện thực tế của quá trình thiêu kết và các yêu cầu cụ thể của các bộ phận, thành phần hóa học được điều chỉnh phù hợp, và có thể đạt được độ cứng và hiệu suất cần thiết sau khi làm mát. Theo báo cáo tài liệu, một số lượng lớn các bánh răng cứng thiêu kết đã được áp dụng cho các cơ chế truyền động như ô tô. So với quy trình truyền thống, nó làm giảm chi phí sản xuất, nhưng không làm giảm bất kỳ hiệu suất nào. Các bộ phận ép luyện kim bột Gear này có độ chính xác kích thước cao, độ ồn thấp, độ bền cao, khả năng chống mài mòn và chống ăn mòn tốt. Các bánh răng của Công ty TNHH Ninh Ba Dongmu (NB TM) được làm cứng bằng cách thiêu kết, mật độ lớn hơn 7.0 g/cm3 và độ cứng lớn hơn HRC40 sau khi tôi luyện. So với phương pháp truyền thống, chi phí giảm 10% và giảm nguy cơ biến dạng dập tắt.

1. 4 Thiêu kết ở nhiệt độ cao

Nhiệt độ cao thiêu kết là một biện pháp quan trọng để cải thiện sức mạnh. Thông qua quá trình thiêu kết ở nhiệt độ cao, có thể giảm một phần oxit, tăng tốc độ khuếch tán của các nguyên tử, tăng tính đồng nhất của thành phần, lỗ chân lông có thể được hình cầu hóa hoàn toàn và khoảng cách lỗ chân lông có thể lớn hơn. Nó phù hợp với các vật liệu luyện kim bột mới như thép tốc độ cao, thép không gỉ và hợp kim nhiệt độ cao. Bằng cách này, mật độ, tính chất cơ học, độ bền mỏi uốn dọc trục/xoay, khả năng chống ăn mòn và tính chất vật lý của bộ phận có thể được cải thiện. Tuy nhiên, cũng có một số nhược điểm, chẳng hạn như tăng tổn thất thiết bị, tăng tiêu thụ năng lượng, tăng chi phí bảo trì lò, giảm năng suất, tăng biến dạng bộ phận, giảm tính đồng trục của các bộ phận, tốc độ làm mát thấp và các vấn đề quy trình khác. Do đó, quá trình thiêu kết nhiệt độ cao của các bộ phận luyện kim bột sẽ làm tăng thêm một số chi phí. Đối với vật liệu gốc sắt, quá trình thiêu kết ở nhiệt độ cao phù hợp với các trường hợp sau: vật liệu yêu cầu quá trình thiêu kết ở nhiệt độ cao, chẳng hạn như vật liệu gốc sắt chứa silicon mới, thép không gỉ hiệu suất cao; thiêu kết ở nhiệt độ cao là phương pháp hiệu quả nhất hoặc duy nhất có thể đáp ứng các yêu cầu; quá trình thiêu kết ở nhiệt độ cao có thể Giảm các quy trình hoặc thiết bị khác, chẳng hạn như thay đổi quá trình ép thứ cấp thành quá trình ép chính; thiêu kết bột trước hợp kim hoặc trộn sẵn, tại thời điểm này, do giảm một số oxit, mức độ hợp kim tăng lên, hiệu suất làm cứng được cải thiện và tính chất cơ học được cải thiện. Một lý do quan trọng cho hiệu suất không ổn định của bánh răng thiêu kết là sự phân tách bột hỗn hợp. Bằng cách thiêu kết ở nhiệt độ cao, ảnh hưởng của sự phân tách có thể được giảm thiểu hoặc loại bỏ đáng kể. Quá trình thiêu kết ở nhiệt độ cao là cần thiết đối với một số vật liệu, mặt khác, các vật liệu hiện có không phát huy hết khả năng của chúng khi thiêu kết ở nhiệt độ thấp hơn. Để khai thác hết tiềm năng của những vật liệu này, đòi hỏi chúng phải có độ cứng rõ ràng cao, khả năng chống va đập và độ bền kéo đặc biệt, cũng phải sử dụng quá trình thiêu kết ở nhiệt độ cao. Các bộ phận luyện kim bột với những đặc tính này sẽ rất cạnh tranh; mặc dù theo phân tích của nước ngoài, quá trình thiêu kết ở nhiệt độ cao sẽ làm tăng chi phí khoảng 10% đến 15%.

1.5 Xâm nhập

Xâm nhập là làm tan chảy các vật liệu khác (chủ yếu là đồng cho các bộ phận thiêu kết bằng sắt) trong quá trình thiêu kết và xâm nhập vào cơ thể thiêu kết dưới tác động của mao dẫn và trọng lực để cải thiện mật độ và hiệu suất của bộ phận. Nói chung, chi phí nguyên liệu cao và đồng khuếch tán vào ma trận khung và tạo ra một lượng lớn pha lỏng trong quá trình xâm nhập và kích thước thay đổi rất nhiều. Thiết bị thấm đồng của Công ty Ninh Ba Dongmu có khối lượng 2700 g và chiều cao hơn 70 mm; sau khi thiêu kết và xử lý thấm, độ cứng của bánh răng là HRB85 và mật độ chung là 7,3 g/cm3.

Quy trình ép phun kim loại

Hệ thống phát hiện