在設(shè)計(jì)和制造金屬零件時(shí),制造方法可能對其強(qiáng)度,耐用性以及壽命和成本產(chǎn)生長久影響。生產(chǎn)金屬零件的兩種常見方法是粉末冶金和鍛造,兩者都有其特殊的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。
鍛造是傳統(tǒng)工藝,首先是通過用錘子或壓力機(jī)施加壓力將鋼坯成型為一定形狀。金屬的鍛造可以根據(jù)零件的復(fù)雜性,鍛造后零件必須接近成品尺寸的大小以及所生產(chǎn)零件的數(shù)量來選擇,以“冷”或“熱”的方式進(jìn)行鍛造。
相反,粉末冶金是一個(gè)較新的過程,從20世紀(jì)中葉開始大量生產(chǎn)PM產(chǎn)品。粉末冶金從由鐵化合物和碳組成的細(xì)金屬粉末開始。該粉末與其他合金劑(例如銅或鎳)結(jié)合在一起,并且經(jīng)常與一種粘合劑結(jié)合在一起,這種粘合劑可在壓入模具后加熱或燒結(jié)以將所有材料融合在一起,從而將其結(jié)合在一起。在粉末燒結(jié)過程中,粘合劑會燃燒掉,僅使合金化劑處于均勻狀態(tài),呈所需塊狀。
每種技術(shù)都有特殊的應(yīng)用,可用于制造各種行業(yè)的高質(zhì)量零件。無論金屬加工工藝如何,在給定的應(yīng)用中,通過感應(yīng)熱處理提供的增加的硬度和耐磨性都可以提高零件的硬度,韌性和/或壽命。
粉末冶金與鍛造:好處
粉末冶金成型
根據(jù)零件所需的復(fù)雜性和硬度水平,使用粉末冶金進(jìn)行生產(chǎn)可能會帶來明顯的好處。
節(jié)省成本和高容量通常是使用粉末冶金的重要的制造優(yōu)勢。生產(chǎn)效率高,幾乎沒有材料浪費(fèi)或額外的機(jī)械加工。將未使用的粉末回收利用,再用于制造其他粉末冶金零件。
粉末冶金成型方法也更快,通常不需要二次加工,例如倒角或去毛刺,可大大減少制造過程和時(shí)間。
在模具內(nèi)形成零件可使粉末狀的金屬零件更加復(fù)雜。無需額外的機(jī)械加工即可輕松生產(chǎn)出不規(guī)則的曲線或孔,鍵槽,平面,花鍵或方孔等方面。
典型的粉末冶金應(yīng)用可用于低沖擊應(yīng)用,例如齒輪,鏈輪,汽車發(fā)動機(jī)零件或其他需要低成本大量生產(chǎn)的零件。
粉末鍛造的主要優(yōu)點(diǎn)是與其他工藝(包括鑄造,粉末冶金甚至棒料機(jī)加工)相比,強(qiáng)度更高。
由于通過鍛造形成零件的方式,表面和內(nèi)部結(jié)構(gòu)比其他方法致密,從而改善了強(qiáng)度特性。
根據(jù)組件的用途,與鑄造,粉末冶金和棒材機(jī)加工相比,鍛造可能是好方法。盡管鍛造的金屬零件由于需要進(jìn)行二次加工而會產(chǎn)生一些廢料,但它們通常更堅(jiān)韌,并且比其他方法能夠更好地應(yīng)對沖擊和彎曲載荷。
汽車軸,主軸和懸架零件,土方工程和礦山零件可能會遭受極度的磨損和沖擊,這些零件都是通過鍛造工藝制造的好零件。
粉末冶金與鍛造:感應(yīng)加熱
無論零件是通過鍛造工藝還是粉末冶金燒結(jié)制成,感應(yīng)熱處理都可以增強(qiáng)其固有優(yōu)勢。
盡管鍛造零件具有非常好的強(qiáng)度,但增加的硬度可以幫助確保零件在高沖擊或重載應(yīng)用中表現(xiàn)更好。
粉末冶金也可以通過感應(yīng)熱處理工藝進(jìn)行改進(jìn)。通過在關(guān)鍵區(qū)域增加感應(yīng)加熱,零件的磨損壽命會更長。