Порошковая металлургия для шестерен и самосмазывающихся втулок высокой производительности
Обзор спеченных зубчатых колес и втулок с самосмазкой
Спеченные зубчатые колеса, втулки и подшипники с самосмазкой относятся к компонентам порошковой металлургии с пористостью и пропитанными смазочными материалами, которые обеспечивают непрерывную смазку во время работы без необходимости дополнительной заправки смазкой. По сравнению с цельными зубчатыми колесами, втулками и подшипниками, они легкие, пористые, самосмазывающиеся и обладают высокой прочностью. Обычно мы используем два метода производства из металлического порошка для изготовления спеченных зубчатых колес и втулок с самосмазкой, а именно литье под давлением металла и прессование порошка, которые относятся к процессу порошковой металлургии.
Методы изготовления зубчатых колес и втулок из цельного металла
Основные производственные процессы для зубчатых колес и втулок из цельного металла имеют свои преимущества. Механическая обработка зубчатых колес обеспечивает высокоточную обработку профиля и финишную обработку, в то время как литье позволяет получить форму, близкую к конечной. Ковка улучшает прочность за счет формовки с течением зерна. Механическая обработка втулок обеспечивает строгие допуски и качество поверхности, а вырезание внутренних отверстий облегчает изготовление сложных внутренних форм. Литые втулки могут быть быстро изготовлены в сложных формах с минимальной доработкой.
ЧПУ-механическая обработка — процессы резки зубчатых колес, такие как нарезка зубьев, профилирование и фрезерование, позволяют точно обрабатывать зубчатые колеса из металлических заготовок. Наиболее распространенный метод.
Литье — литье металла может использоваться для производства грубых заготовок зубчатых колес, которые требуют дополнительной механической обработки. Экономит материал по сравнению с обработкой цельных заготовок.
Ковка — заготовки зубчатых колес могут быть кованы из металлических заготовок до базовых форм перед обработкой. Обеспечивает упрочнение за счет течения зерна.
Экструзия — горячая экструзия некоторых металлов позволяет производить бесшовные втулки с близкими допусками.
Повышенная износостойкость
Порошковое формование зубчатых колес и втулок использует такие возможности, как пропитка смазкой, мелкие карбиды и индивидуальные сплавы, чтобы значительно улучшить износостойкость и срок службы деталей по сравнению с традиционными методами изготовления.
- Импрегнация смазкой — пористость в спеченных деталях позволяет удерживать смазочные материалы, такие как масло и графит. Это обеспечивает непрерывную смазку контактных поверхностей, минимизируя износ.
- Более мелкие карбиды — быстрое охлаждение, присущее порошковому спеканию, приводит к очень мелким и равномерно распределенным карбидам в микроструктуре. Это повышает износостойкость.
- Обработка с упрочнением — сжимающие силы во время уплотнения упрочняют материал, что дополнительно улучшает абразивную стойкость.
- Гибкость материалов — для спекания можно использовать более широкий диапазон легированных материалов, ориентированных на износостойкость, чем для деформируемых сплавов. Можно добавлять такие элементы, как хром, никель и молибден.
- Контроль состава — порошковая металлургия обеспечивает точный контроль состава по сравнению с вариабельностью литых сплавов, что оптимизирует свойства.
- Градиент плотности — вблизи поверхности может поддерживаться определенная пористость для удержания смазки, тогда как сердцевина остается полностью плотной для прочности. Это снижает износ поверхности.
Поглощение шума
Порошковые прессованные зубчатые колеса и втулки используют уникальные свойства, такие как пористость, градиенты материала и формованные конструкции, недоступные в цельных металлах, для обеспечения непревзойденного акустического демпфирования и тихой работы.
- Пористая структура — присущая пористость и пустоты в спеченных деталях поглощают и рассеивают энергию вибраций и звуковые волны, уменьшая шум.
- Межчастичная трение — трение между частицами металлического порошка и на границах частиц также снижает передачу вибраций через спеченную структуру.
- Улучшенная посадка — пористость обеспечивает лучшую посадку между сопрягаемыми компонентами, минимизируя генерацию вибраций из-за зазоров или плохой посадки.
- Эффект смазки — смазочные материалы, пропитанные в порах, уменьшают металлический контакт, который является источником шума. Смазочные пленки гасят вибрации.
- Сниженная жесткость — некоторое снижение модуля упругости при спекании по сравнению с цельными металлами способствует демпфированию вибраций.
- Повышенная демпфирующая способность — порошковая металлургия позволяет создавать составы и свойства, улучшающие демпфирующую способность.
- Оптимизация формы — спекание позволяет формовать формы, узоры поверхности или ребра для оптимизации демпфирования через геометрические эффекты.
Сложные геометрические формы
Сочетание формования близкого к чистовой форме, автоматизированной обработки и гибкости состава, обеспечиваемое порошковой металлургией, придает спеченным зубчатым колесам и втулкам исключительные геометрические возможности проектирования.
- Почти чистовая форма — спеченные детали формуются путем прессования металлического порошка очень близко к желаемой форме и размерам. Это минимизирует необходимость обработки сложных форм.
- Гибкость дизайна — формы обеспечивают большую свободу в проектировании сложных, неоднородных внутренних и внешних геометрий, которые невозможно произвести механической обработкой.
- Консолидация деталей — сложные узлы можно упростить, объединив несколько компонентов в одну спеченную деталь с интегрированными функциями.
- Отсутствие требований к углам съемки — вертикальные стенки, подрезы и отрицательные углы съемки возможны, поскольку порошковое формование не требует углов съемки, необходимых при литье.
- Пользовательская плотность — в одну деталь можно встроить участки с разной плотностью, изменяя степень уплотнения в определенных областях. Это позволяет дополнительно оптимизировать форму.
- Последующая обработка — вторичные операции, такие как чеканка, ковка или прокатка после спекания, могут улучшить детали формы.
- Автоматизация — автоматизированное формование и обработка порошковых материалов обеспечивает массовое производство повторяемых сложных геометрий.
Снижение трения
Комбинация выбора состава, точности чистовой формы и удержания смазки, обеспечиваемая порошковым формованием, придает формованным компонентам зубчатых колес и втулок непревзойденные свойства низкого трения.
- Импрегнированные смазочные материалы — пористость позволяет удерживать смазочные материалы, такие как масло или графит, внутри материала, обеспечивая непрерывную смазку контактных поверхностей и снижая трение.
- Более тонкая отделка поверхности — спекание может создавать гладкие поверхности, уменьшая трение за счет снижения контакта шероховатостей. Последующая обработка улучшает отделку.
- Контроль размеров — возможность получения точной формы обеспечивает точный контроль размеров, позволяя лучше подгонять и снижая эксцентриситет, что уменьшает трение.
- Гибкость состава — добавление легирующих элементов, таких как углерод, медь и олово, оптимизирует свойства материала, такие как теплопроводность, демпфирование и химия контактных поверхностей для минимизации трения.
- Градиент плотности — повышенная пористость и меньшая плотность на поверхности удерживают больше смазки на критическом интерфейсе, что ведет к снижению трения.
- Графитовая смазка — слоистая структура пропитанного графита позволяет легко сдвигаться в контактных зонах, обеспечивая смазку с низким трением.
- Низкий модуль упругости — некоторое снижение модуля по сравнению с полностью плотными сплавами снижает поверхностные напряжения и трение.
Потенциал снижения веса
Порошковые формованные зубчатые колеса и втулки используют низкоплотные составы, оптимизированные геометрии и интегрированные сборки, недоступные для кованных металлов, чтобы обеспечить беспрецедентные возможности снижения веса.
- Пористость — контролируемая пористость, встроенная в спеченную структуру, понижает массу и плотность, обеспечивая внутреннее снижение веса.
- Материалы с низкой плотностью — в процессе спекания можно использовать порошки из элементов с низкой плотностью, таких как титан или алюминий, для изготовления легких компонентов.
- Более тонкие сечения — высокая удельная прочность спеченных деталей позволяет проектировать конструкции с более тонкими сечениями и стенками при сохранении прочности, что снижает вес.
- Снижение материала — пористые поверхностные слои на спеченных деталях удерживают смазку, позволяя использовать меньше материала при одинаковой производительности.
- Консолидация деталей — сложные сборки могут быть объединены в одиночные спеченные детали, исключая отдельные крепежные элементы и соединения, добавляющие вес.
- Топологическая оптимизация — органические формы и пустотелые структуры, адаптированные к условиям нагрузки, могут быть сформованы так, чтобы придавать прочность только там, где это необходимо.
- Точность размеров — стабильный контроль допусков позволяет получать очень тонкие, точные толщины стенок и сечений, невозможные другими методами.
- Соотношение прочность/вес — мелкораспределенные карбиды и эффекты упрочнения при обработке обеспечивают спеченным деталям хорошую удельную прочность при их весе.
Спеченные самосмазывающиеся бронзовые подшипники
Спеченные бронзовые подшипники обеспечивают оптимальные эксплуатационные свойства, делая их превосходными по сравнению со многими другими материалами подшипников. Пористая структура позволяет импрегнировать смазку для самосмазки и снижения трения без частого повторного нанесения. Они также уменьшают шум и вибрации. В то же время бронзовый состав обеспечивает высокую грузоподъемность и хорошую износостойкость при сохранении размерной стабильности в рабочих температурах. Спеченная бронза может быть адаптирована для улучшения специфических свойств, например, максимизации износостойкости с помощью уникальных легирующих добавок. Подшипники обладают хорошей обрабатываемостью для дополнительного изготовления. В целом, самосмазка, прочность, стабильность и возможность кастомизации спеченной бронзы делают её отличным и экономичным решением для подшипников в требовательных механических приложениях. Метод производства порошковой металлургии позволяет изготавливать высококачественные подшипники с чистовой формой и строгими допусками эффективно и недорого.
Эти свойства позволяют использовать спеченные бронзовые подшипники в различных требовательных механических и трибологических приложениях в разных отраслях промышленности. Типичные применения включают автомобильные втулки и подшипники, системы транспортировки материалов, такие как конвейеры или робототехника, системы насосов высокого давления, прецизионные инструменты, клапаны, электродвигатели и коммутационное оборудование, строительную и горнодобывающую технику и многое другое. Способность к самосмазке, высокая грузоподъемность, температурная стабильность и экономичная технология производства обеспечивают универсальность спеченных бронзовых подшипников в критически важных приложениях. Метод порошковой металлургии позволяет производить высококачественные бронзовые подшипники с чистовой формой, избегая дорогостоящей механической обработки.
Когда использовать прессование порошка
Для зубчатых колес и втулок, где важны сложность, производительность и характеристики, прессование порошка обеспечивает непревзойденные преимущества по сравнению с традиционными методами вычитания материала.
- Сложность конструкции — спекание позволяет создавать сложные, неоднородные внутренние и внешние геометрии, которые сложно или невозможно получить механической обработкой или другими методами.
- Производительность — автоматическое уплотнение и спекание позволяют производить крупносерийные детали почти готовой формы с меньшими затратами, чем при вычитающем производстве.
- Самосмазка — пропитка смазочных материалов в пористой структуре придает спеченным деталям свойства самосмазки, недостижимые у цельных металлов.
- Комбинация свойств — уникальные и индивидуальные свойства, такие как градиенты плотности, контролируемая пористость и добавки легирующих элементов, могут быть заложены в спеченные детали.
- Консолидация деталей — сложные узлы с несколькими компонентами могут быть легко объединены в одну спеченную деталь.
- Цветные металлы — спекание позволяет использовать цветные металлы, такие как бронза, медь и титановые сплавы, которые обычно не применяются для механической обработки зубчатых колес и втулок.
- Повышение производительности — мелкая микроструктура и изотропные свойства, полученные в процессе обработки порошком, улучшают прочность, вязкость и функциональность.
- Детали почти готовой формы — спекание производит компоненты, близкие к конечным размерам , что минимизирует механическую обработку и сопутствующие затраты.
В целом, для зубчатых колес и втулок, требующих уникальной геометрии, свойств или крупносерийного производства, гибкость проектирования и производства, обеспечиваемая порошковым спеканием, предоставляет значительные преимущества по сравнению с методами вычитания и традиционными способами изготовления.
Почему выбирают Neway?
Neway, надежный лидер отрасли уже 30 лет, с радостью объявляет о непревзойденном предложении для новых клиентов. В 2023 году вы можете воспользоваться исключительными услугами Neway с привлекательной скидкой 20 % на первый заказ. Neway гарантирует высочайшее качество и точность в каждом проекте как производитель, специализирующийся на литье под давлением металлов, керамики и пластика, прецизионном литье, обработке листового металла и быстром прототипировании. Современные производственные технологии Neway обеспечивают непревзойденную прочность и производительность, будь то спеченные зубчатые колеса или самосмазывающиеся втулки. С Neway вы раскрываете потенциал для успеха. Воспользуйтесь этим эксклюзивным предложением и узнайте, почему Neway — предпочтительный выбор множества довольных клиентов.
