Что такое процесс порошкового прессования?

Порошковое прессование — это производственный процесс, используемый для изготовления деталей из металлических или керамических порошков. По сравнению с процессами литья керамических изделий (CIM) и литья металлических изделий (MIM), он включает уплотнение порошковых материалов в желаемую форму путем приложения давления, что позволяет производить металлические или керамические детали с более низкой стоимостью и меньшей сложностью.

Материалы

Наиболее часто используемые материалы — это металлические порошки, такие как железо, сталь, алюминий, медь, никель и их сплавы. Также широко используются различные марки порошков нержавеющей стали. Для керамики прессуются порошки оксидов металлов, такие как оксид алюминия, оксид циркония, ферриты, и неоксидные керамические материалы, такие как карбид кремния и нитрид кремния. Размер частиц порошка и их распределение тщательно контролируются в зависимости от требуемых свойств конечной детали.

Оснастка пресс-формы

Оснастка пресс-формы состоит из полости штампа, изготовленной из высокозакаленной инструментальной стали или карбида вольфрама. Верхний и нижний пуансоны или плунжеры прилагают сжимающее усилие к порошку. Для крупносерийного производства используются многогнездные пресс-формы. Поверхность пресс-формы отполирована до высокой чистоты для придания гладкости прессованным деталям.

Связующие системы

В металлические или керамические порошки добавляются связующие материалы для облегчения формования. Связующие обеспечивают смазывающие свойства для течения порошка и достаточную прочность сырых прессованных деталей для их транспортировки перед спеканием. Типичными связующими являются воск, термопластичные полимеры и другие органические агенты, добавляемые в объеме до 5%.

Процесс

Сначала полость пресс-формы заполняется смесью порошков с помощью дозатора с контролируемой реологией. Затем порошки уплотняются между пуансонами под давлением 100–300 МПа. Это может осуществляться при комнатной температуре или с подводом тепла. Давление, температура и время оптимизируются для достижения высокой плотности прессовки, обычно более 7,0 г/см³ для металлов. Затем сырая деталь извлекается и подвергается спеканию.

Спекание

После удаления связующего сырые детали спекаются при температурах, близких к температуре плавления, для слияния частиц путем атомной диффузии и уплотнения до полной плотности. Для сталей спекание проводится при 1120–1350°C в атмосфере водорода. Керамические материалы, такие как оксид алюминия и оксид циркония, спекаются при 1500–1800°C. Готовая деталь также может подвергаться дополнительным процессам, таким как чеканка, термообработка, механическая обработка и финишная обработка поверхности.

Применение

Порошковое прессование идеально подходит для производства небольших, сложных металлических и керамических деталей, таких как шестерни, втулки, магниты, режущие пластины, клеммы, клапаны, контакты и огнеупорные компоненты. Значительными примерами являются производство автомобильных и электронных компонентов. Этот процесс также позволяет изготавливать пористые детали, такие как фильтры и фитили.

Преимущества

- Высокая производительность и низкая стоимость одной детали.

- Возможность получения готовой или почти готовой формы.

- Отличные размерные допуски и качество поверхности.

- Возможность формования различных металлов, сплавов и керамических материалов.

- Термообработка может улучшить свойства формованных металлических деталей.

- Возможность изготовления пористых компонентов путем неполного спекания.

Ограничения

- Размер деталей, как правило, ограничен от нескольких граммов до 0,5 кг.

- Соотношение сторон не может быть очень высоким, в отличие от сухого прессования.

- По сравнению с литьем труднее достичь мелкой микроструктуры.

- Для высокой точности может потребоваться дополнительная механическая обработка.

- Спекание может вызывать искажение формы и дефекты.

- Меньшая сложность деталей по сравнению с процессами MIM/CIM

Порошковое прессование — это эффективный и точный процесс формования металлов и керамики, подходящий для производства небольших, сложных и высококачественных деталей при относительно низкой стоимости, что делает его идеальным для массового производства.

Почему Neway для прессования

Имея более чем 30-летний опыт, компания Neway освоила искусство порошкового прессования. Наш опыт в создании сложных металлических и керамических деталей с помощью этого специализированного процесса не имеет себе равных. Оптимизируя каждый шаг — от точно дозированных порошковых смесей до компьютерного управления прессами и современных печей для спекания — мы производим компоненты с безупречной точностью и повторяемостью. Воспользуйтесь нашим опытом и комплексными возможностями, обратившись в Neway в 2023 году — новые клиенты получают скидку 20% на первый заказ!