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冷水機廠家

齒輪還能用粉末壓出來?這種工藝你見過沒

發布日期:2020-05-22 作者: 點擊:

齒輪制造有滾齒、銑齒、插齒等等各種工藝,今天展示的齒輪是用金屬粉末壓出來的,也就是粉末冶金工藝。先來段視頻看看有什么不同:

粉末冶金齒輪是各種汽車發動機中普遍使用的,雖然在大批量的情況下是非常經濟實用的,不過在其他方面也有待改進的地方。下面就來看看粉末冶金齒輪相關知識。

什么是粉末冶金

是制取金屬或用金屬粉末(或金屬粉末與非金屬粉末的混合物)作為原料,經過成形和燒結,制造金屬材料、復合材料以及各種類型制品的工藝技術。廣義的粉末冶金制品業涵括了鐵石刀具、硬質合金、磁性材料以及粉末冶金制品等。狹義的粉末冶金制品業僅指粉末冶金制品,包括粉末冶金零件(占絕大部分)、含油軸承和金屬射出成型制品等。


優點

1、一般粉末冶金齒輪制造工序少。

2、用粉末冶金法制造齒輪時,材料利用率可達95%以上。

3、粉末冶金齒輪的重復性非常好。因為粉末冶金齒輪是用模具壓制成形的,在正常使用條件下,一副模具約可壓制幾萬至幾十萬件齒輪壓坯。

4、粉末冶金法可將幾個零件一體化制造。

5、粉末冶金齒輪的材料密度是可控的。

6、在粉末冶金生產中,為便于成形后從壓模中脫出壓坯,壓模工作面的粗糙度都非常好。


缺點

1、必須要批量生產,一般來說,批量5000件以上比較適合用粉末冶金工藝生產。

2、尺寸大小受到壓機壓制能力的限制。壓機一般都幾噸到幾百噸壓力,直徑基本是在110mm以內都可以制作成粉末冶金。

3、粉末冶金齒輪受結構限制。由于壓制和模具上的原因,一般不適宜生產蝸輪、人字形齒輪和螺旋角大于35°的斜齒輪。斜齒輪一般建議把斜齒設計在15°以內。

4、粉末冶金齒輪的厚度受到限制。模腔深度和壓機行程必須是齒輪厚度的2~2.5倍,同時考慮到齒輪高度縱向密度的均勻性,因此粉末冶金齒輪的厚度也是很重要的。


工藝特點

1、 制品的致密度可控,如多孔材料、好密度材料等。

2、 晶粒細小、顯微組織均勻、無成分偏析。

3、 近型成形,原材料利用率>95%。

4、 少無切削,切削加工僅40%~50% 。

5、 材料組元可控,利于制備復合材料。

6 、制備難溶金屬、陶瓷材料與核材料。


工藝基本流程

1、制粉

制粉是將原料制成粉末的過程,常用的制粉方法有氧化物還原法和機械法。


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2、混料

混料是將各種所需的粉末按一定的比例混合,并使其均勻化制成坯粉的過程。分干式、半干式和濕式三種,分別用于不同要求。


3、成型

成型是將混合均勻的混料,裝入壓模重壓制成具有一定形狀、尺寸和密度的型坯的過程。成型的方法基本上分為加壓成型和無壓成型。加壓成型中應用最多的是模壓成型。



4、燒結

燒結是粉末冶金工藝中的關鍵性工序。成型后的壓坯通過燒結使其得到所要求的最終物理機械性能。燒結又分為單元系燒結和多元系燒結。除普通燒結外,還有松裝燒結、熔浸法、熱壓法等特殊的燒結工藝。


5、后處理

燒結后的處理,可以根據產品要求的不同,采取多種方式。如精整、浸油、機加工、熱處理及電鍍。此外,近年來一些新工藝如軋制、鍛造也應用于粉末冶金材料燒結后的加工,取得較理想的效果。


粉末冶齒輪是少切屑、無切屑的高新技術的產物


粉末冶金齒輪在整個粉末冶金零件中難以單獨統計,但無論是按重量還是按零件數量,粉末冶金齒輪在汽車、摩托車中所占的比例都遠遠大于其他領域中的粉末冶金零件。因此,從汽車、摩托車在整個粉末冶金零件中所占比例的上升可以看出,粉末冶金齒輪在整個粉末冶金零件中處于飛速發展的地位。如果按零件特點來分,齒輪屬于結構類零件,而結構類零件在整個鐵基零件中所占的絕對重量也遠遠大于其他幾類,粉末冶金零件。


種類應用


粉末冶金齒輪是各種汽車發動機中普遍使用的粉末冶金零件,通過一次成形和精整工藝,不需要其他后處理工藝,可以完全達到尺寸精度要求,尤其是齒形精度。因此,與用傳統機械加工方法制造相比,在材料投入和制造上都大大減少,它是體現粉末冶金特點的典型產品。粉末冶金零件配套舉例配套類別零部件名稱:汽車發動機;凸輪軸、曲軸正時帶輪,水泵、油泵帶輪,主動、從動齒輪,主動、從動鏈輪,凸輪,軸承蓋,搖臂,襯套,止推板,氣門導管,進、排氣門閥座汽車變速箱;各種高低速同步器齒轂及組件,離合器齒輪,凸輪、凸輪軸,滑塊,換擋桿,軸套,導塊,同步環摩托車零件:從動齒輪及組件,鏈輪,起動棘爪,棘輪,星形輪,雙聯齒輪,副齒輪,變速齒輪,推桿凸輪,軸套,滑動軸承,定心套,從動盤,進、排氣門閥座汽車、摩托車油泵:各種油泵齒輪、齒轂,各種油泵轉子,凸輪環汽車、摩托車減振器各種活塞,底閥座,導向座壓縮機各種活塞,缸體,缸蓋,閥板,密封環農機產品各種軸套,轉子,軸承其他:分電器齒輪,行星齒輪,內齒盤,組合內齒輪,各種不銹鋼螺母,磁極。


發展前景


雖然粉末冶金行業已經經過了近10年的高速發展,但與國外的同行業仍存在以下幾方面的差距:


(1)企業多,規模小,經濟效益與國外企業相差很大。

(2)產品交叉,企業相互壓價,競爭異常激烈。

(3)多數企業缺乏技術支持,研發能力落后,產品檔次低,難以與國外競爭。

(4)再投入缺乏與困擾。

(5)工藝裝備、配套設施落后。

(6)產品出口少,貿易渠道不暢。隨著我國加入WTO以后,以上種種不足和弱點將改善,這是因為加入WTO后,市場逐漸國際化,粉末冶金市場將得到進一步擴大的機會;而同時隨著國外資金和技術的進入,粉末冶金及相關的技術水平也必將得到提高和發展。


粉末鍛造新工藝及其對齒輪的影響


1、粉末鍛造齒輪的高速壓制 

瑞典開發了高速壓制的工藝。這種工藝的開發使高密度和超過5 kg的大型粉末鍛造零件的開發成為可能,它使粉末能在20 ms以內被壓縮,而且在300 ms內多次壓制還可以進一步提高密度。


高速壓制作為大批量的生產方法可以突破目前粉末鍛造的局限性。傳統壓制成形要求高的成形壓力,而成形壓力又受到壓機噸位的限制,高速壓制則不受此限制。基于預合金化和擴散合金化的粉末密度可以達到7.4~7.7 g/cm3,這種新型的制造技術最近引入到了粉末鍛造行業。


2、齒輪成型加工硬化 

成型加工硬化是將粉末鍛造的成型加工與提高材料性能的淬火熱處理工序合二為一,以降低成本。成型加工硬化工藝可以省去成型加工后熱處理工序,同時可以獲得高強度和高硬度的性能,從而降低生產成本。此外,淬火時會產生高的殘余內應力并且使零件發生變形,給控制零件尺寸公差帶來困難。成型加工硬化工藝,由于成型加工后的冷卻速度遠低于淬火的冷卻速度,因而可以使變形減少到最小。因此成型加工硬化工藝適用于難以處理的大型以及形狀復雜的零件。


3、高溫成型加工 

高溫成型加工是提高強度的一項重要措施。通過高溫成型加工,可以使一部分氧化物還原、提高原子的擴散速率和增加成分均勻性,可以使孔隙充分球化和孔隙間距更大,適合于新型粉末鍛造材料例如高速鋼、不銹鋼和高溫合金等。這樣,可提高零件的密度、機械性能、軸向/ 旋轉彎曲疲勞強度、耐蝕性和物理性能。


但是,也存在一些弊端,例如設備損耗加大、能耗增加、爐子維護成本增加、生產率降低、零件變形加大、零件的同軸度降低、低冷卻速率以及其他工藝問題。因此,粉末鍛造零件高溫成型加工,將會增加一些額外的成本。

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