Vítejte v tomto hlubokém ponoru do specializovaného světa výroby ozubených kol pomocí práškové metalurgie. V prostředí strojírenství, kde se hraje o hodně, jsou ozubená kola hlavními součástmi, které zajišťují bezpečnost vnitřních částí a zabraňují vniknutí cizích částic do systému. Při hledání optimálního nebo výkonného ozubeného kola se proces výroby ozubených kol práškovou metalurgií stal nejdůležitější metodou v současném automobilovém průmyslu. Protože výroba ozubených kol práškovou metalurgií umožňuje kombinovat specifické vlastnosti materiálů, můžeme dosáhnout vynikajících výsledků, kterým se tradiční metody jednoduše nevyrovnají.
Kombinací specifických vlastností materiálu můžeme získat vynikající vlastnosti, kterým se tradiční metody jen těžko vyrovnají. Tento průvodce prozkoumává tajemství výroby ozubených kol práškovou metalurgií a vysvětluje, proč je to velký skok oproti tradičnímu řezání. Pro globální průmyslová odvětví vyžadující přesné specifikace je spolupráce se zkušenými výrobci nezbytná pro zajištění strukturální integrity každé součásti. Další technické zdroje o přesné výrobě a průmyslových výrobních standardech lze prozkoumat na adrese diecastingschina.com nebo aludiecasting.com.
Když hovoříme o výrobě ozubených kol práškovou metalurgií, máme na mysli technologii, která umožňuje téměř čistý tvar. Namísto toho, aby se začínalo s masivním blokem oceli a jeho polovina se promarnila obráběním, používá se při výrobě ozubených kol práškovou metalurgií polotovar ozubeného kola, skutečný obrobek, který se zpracovává, aby získal konečný tvar ozubených kol. Využitím jemných kovových prášků při výrobě ozubených kol práškovou metalurgií můžeme dosáhnout přesné povrchové úpravy a těsných tolerancí, které snižují množství tepla vznikajícího během fungování ozubených kol.
Co je výroba ozubených kol práškovou metalurgií?
Zjednodušeně řečeno, tato technologie umožňuje proces, který se blíží tvaru sítě. Namísto toho, aby se začínalo s masivním blokem oceli a jeho polovina se promarnila obráběním, používá se při výrobě ozubených kol práškovou metalurgií polotovar, skutečný obrobek, který se zpracovává, aby získal konečný tvar ozubených kol.
Nad rámec “hrubého obrábění”
Tradiční výroba obvykle začíná hrubým obráběním, po kterém následuje řezání a broušení ozubených kol. Ozubená kola vyrobená práškovou metalurgií se však vyrábějí “procesem generování formy”. Zatímco výroba ozubených kol práškovou metalurgií je často spojována s jednoduššími tvary, nejnovější metody nabízejí větší volnost z hlediska pohybu a geometrie.
Tato technologie umožňuje vstřikování kovových prášků namísto jejich pouhého lisování. Smícháním jemných kovových prášků s plastovým pojivem vzniká za tepla a pod tlakem polotuhý materiál, který vytváří složité trojrozměrné tvary, jež dříve nebylo možné vytvořit běžnými postupy.
Čtyřstupňový cyklus výroby ozubených kol práškovou metalurgií
Kroků výrobního procesu je “n”, ale výrobní cyklus práškové metalurgie ozubených kol se obecně dělí na tyto kritické fáze:
Krok 1: Míchání pro “vynikající vlastnosti”
Proces začíná u materiálů, jako je ocel, litina, hliník nebo nerezová ocel. Protože každý materiál má určité vlastnosti, které mohou být dobré nebo špatné, smícháme je dohromady, abychom vyrobili optimální ozubené kolo. Tento prášek se smíchá s termoplastickými a voskovými pojivy v poměrném množství, aby vznikla homogenní surovina. Tím je zajištěna rozměrová stabilita konečného výrobku; při zvýšení teploty by neměl měnit svůj tvar.
Krok 2: Zhutňování (proces lisování)
Prášek se vstřikuje nebo lisuje do dutiny formy. V této fázi vytváříme polotovar ozubeného kola. U některých strojů se používají polotovary bez drážek, zatímco u jiných, například u motorových vozidel, se používají ozubená kola s drážkami. Tyto díly se označují jako zelené díly. Mají konečný tvar ozubeného kola, ale drží pohromadě pouze pomocí plastových pojiv, což znamená, že by se s nimi mělo zacházet jemně, aby nedošlo k jejich poškození.
Krok 3: Spékání (navození požadovaných vlastností)
Poté se ozubená kola podrobí metodě, která se používá k získání jejich vlastností, tzv. spékání. Teplota se mění tak, aby se u ozubeného kola dosáhlo požadovaných fyzikálních a mechanických vlastností. Pozornost je třeba věnovat teplotě, protože při její mírné změně od optimální se změní celkové vlastnosti. Teploty se obvykle pohybují v rozmezí 2300 až 2500 °F (1260 až 1370 °C), což umožňuje, aby se částice kovu rozptýlily a spojily na atomární úrovni. Výsledkem je kovová součást 100% s minimální hustotou 97%.
Krok 4: Povrchová úprava (hoblování, broušení a lapování)
Pokud vyrobíte převodovku, která není správně dokončena, dojde k jejímu poškození. Konečná úprava zahrnuje:
- Holení ozubených kol: Pomocí speciální frézy dosáhnete hladkého povrchu.
- Broušení ozubených kol: Jedna z nejpřesnějších metod, při níž se používají brusné materiály z oxidu hlinitého nebo karbidu křemíku.
- Lapování: Metoda povrchové úpravy, která se používá k odstranění hluku při otáčení ozubeného kola pomocí lapovací pasty.
Více informací o práškové metalurgii naleznete zde: https://www.thediecasting.com/what-is-powder-metallurgy/
Výhody výroby ozubených kol práškovou metalurgií
Jednou z hlavních výhod výroby ozubených kol práškovou metalurgií je neuvěřitelná konstrukční svoboda, kterou nabízí. Součásti vyráběné touto metodou jsou špičkou v oboru z hlediska mechanických a fyzikálních vlastností. Vzhledem k tomu, že procesem spékání se dosahuje vysoké hustoty, vykazují konečné výrobky velmi podobné materiálové vlastnosti jako odpovídající tepané materiály.
Výkonnostní funkce
- Odolnost proti opotřebení: Ozubená kola se při záběru a rozběru silně opotřebovávají, proto musí být odolná proti opotřebení.
- Síla nárazu: Musí odolat náhlým zatížením nebo trhnutím, tzv. rázové pevnosti.
- Vysoká míra produktivity: Rychlejší cyklus a nižší náklady na pracovní sílu ve srovnání s tradičním obráběním.
- Lehké: Použitím neželezných materiálů nebo nekovových technologií, jako je nylon, můžeme vyrábět převody, které jsou nenáročné na výkon vozidla.
Výběr a testování: Je vaše výbava “správná”?
Pro výrobu ozubených kol platí určitá pravidla, například přípustný ohyb a Hertzovo napětí. Jakmile je ozubené kolo vyrobeno, musíme provést testování ozubeného kola, abychom zjistili, zda je vyrobené ozubené kolo správné, nebo ne, a zkontrolovat, jak dobře byla vyrobena přesnost a tolerance.
Často používáme Rockwellův tvrdoměr, abychom zkontrolovali svazek a ujistili se, že povrchová teplota odolá. Mechanické a fyzikální vlastnosti jsou prvořadé; spékané součásti lze mechanicky opracovat (vrtat nebo řezat závity), tepelně zpracovat pro zvýšení pevnosti nebo povrchově upravit pokovením a svařováním.
Je prášková metalurgie vhodná pro váš projekt ozubení?
Při rozhodování, zda je výroba ozubených kol práškovou metalurgií tou správnou volbou, hodnotí konstruktéři několik faktorů:
| Kritéria | Kompatibilita pro ozubená kola vyrobená práškovou metalurgií |
| Rozsah hmotnosti | Nejvhodnější hmotnost je 0,20 g až 30 g; životaschopná až do 100 g. |
| Tloušťka stěny | Nejlépe mezi 2 mm a 4 mm; minimálně 0,3 mm. |
| Objem výroby | Škálovatelnost od 5 000 do milionů kusů ročně. |
| Geometrie | Vysoká složitost; vnitřní/vnější závity a integrované náboje. |
Obecně platí, že čím složitější je díl, tím lepší je aplikace pro výrobu ozubených kol práškovou metalurgií. Pro projekty zahrnující materiály s nižší tavivostí, jako je hliník nebo zinek, jsou vhodné alternativní metody, jako např. tlakové lití hliníku může být vyžadováno. Tyto alternativy si můžete prohlédnout na adrese diecastingschina.com a aludiecasting.com.
Běžné aplikace ozubených kol vyrobených práškovou metalurgií
Výroba ozubených kol práškovou metalurgií poskytuje spolehlivé komponenty, které se používají v každodenních strojích v různých odvětvích:
- Automobilový průmysl: Převodovky, převody olejových čerpadel a skříně diferenciálů jsou závislé na trvanlivosti převodů vyrobených práškovou metalurgií.
- Lékařské a zubní služby: Složité součásti, jako jsou chirurgické přístroje a ortodontická rovnátka.
- Spotřební elektronika: Velkoobjemové komponenty, které se nacházejí v chytrých telefonech a špičkových audio zařízeních.
- Střelné zbraně: Preferovaný postup pro spouště, mířidla a kladiva vzhledem k požadavkům na rázovou pevnost.
Řešení problémů a omezení
Výroba ozubených kol práškovou metalurgií je sice výkonná, ale má své hranice. Je důležité si uvědomit, že kovy, které se taví při teplotách nižších než 1000 °C, jako je hliník nebo zinek, nelze touto metodou snadno zpracovávat, protože by se při teplotách spékání zcela roztavily.
Kromě toho si musíme dát pozor na běžné vady:
- Pórovitost plynu: Vzniká, pokud je plíseň příliš vlhká nebo nemá dostatečné průduchy pro únik páry.
- Studené uzávěry: Tam, kde se proudy kovu nespojí kvůli nízkým teplotám v hybridních procesech.
Strategické globální zásobování z Číny
Při pořizování ozubených kol vyrobených práškovou metalurgií záleží na umístění výrobního závodu stejně jako na samotné technologii. Využitím partnera se sídlem v Číně, jako je např. thediecasting.com, mezinárodní zákazníci využívají výhod integrovaných dodavatelských řetězců, které zkracují dodací lhůty. Moderní výroba ozubených kol práškovou metalurgií vyžaduje nejen špičkové lisy, ale také logistickou síť, která dokáže stejně pečlivě manipulovat s choulostivými “zelenými díly” a hotovými výrobky s vysokou hustotou.
Výběr partnera s místním přístupem k vysoce kvalitním kovovým práškům a zařízením pro rozprašování plynem zaručuje, že suroviny nebudou nikdy kontaminovány. Tato blízkost umožňuje vytvořit beznapěťovou strukturu finálního ozubeného kola, protože podmínky prostředí surového prášku jsou kontrolovány od prvního dne. Tato strategická výhoda se přímo promítá do nižších režijních nákladů a rychlejšího uvádění nejsložitějších mechanických sestav na trh.
Další informace o výrobních normách s vysokou autoritou naleznete v dokumentu Federace průmyslu kovových prášků.
Často kladené otázky k výrobě ozubených kol práškovou metalurgií
Proč dochází při výrobě ozubených kol práškovou metalurgií k tak velkému smrštění?
Smrštění 15% na 20% je po spékání běžné. Dochází k tomu proto, že se součástka zhušťuje difuzí kovových částic, čímž se eliminují dutiny, které předtím zabírala pojiva. Tento proces je většinou izotropní, což znamená, že k němu dochází ve stejném procentuálním poměru ve všech směrech.
Jaký je rozdíl mezi “zelenou částí” a “hnědou částí”?
Vytvarovaný tvar se nazývá zelený díl; jedná se o konsolidaci prášku drženého pohromadě pojivy. Po fázi odbednění, kdy se odstraní primární pojiva, se pak součásti nazývají hnědé díly.
Proč spolupracovat se společností The Die Casting na řešení převodovek?
Na adrese Odlévání pod tlakem, jsme přesvědčeni, že poskytujeme přesné úhly a těsné tolerance, které vaše převodovka vyžaduje. Se sídlem v Číně využíváme svůj talent a stáváme se dalším zdrojem, který pomáhá našim zákazníkům dosáhnout jejich cílů. Ať už potřebujete dokonale hotovou převodovku, nebo polotovar, náš proces zajistí konstrukci bez napětí.
Naše výrobní závody nám umožňují být 30% až 50% levnější v nákladech na výrobek ve srovnání s konkurencí. Při správné aplikaci může výroba ozubených kol práškovou metalurgií ušetřit až 80% nákladů na součástky. Obraťte se ještě dnes na naše inženýry, kteří vám poskytnou kompletní posouzení CAD.
