Proizvodni proces praškaste metalurgije avtomobilskih delov

I. Pregled postopka in obseg uporabe
Avtomobilski deli praškaste metalurgije uporabljajo kovinski prah kot osnovno surovino. Z oblikovanjem, sintranjem in naknadno-obdelavo se doseže skoraj-neto-oblikovanje in visoko-zmogljiva proizvodnja. Postopek je kompakten, z visoko porabo materiala, zaradi česar je še posebej primeren za-serijski, strukturno zapletene in stroškovno-občutljive avtomobilske dele. Tipični izdelki zajemajo motorje, menjalnike, šasije in dodatke za karoserije. Poraba na vozilo na evropskem in ameriškem trgu je približno 20 kg in ta trend se nenehno povečuje. Glavne procesne poti vključujejo: pripravo surovin v prahu, mešanje, stiskanje, sintranje, dodelavo/strojno obdelavo, toplotno obdelavo in površinsko obdelavo, pregled in dostavo embalaže.

 

II. Prah surovin in mešanje

• Priprava prahu: predvsem z uporabo praškov na osnovi -železa, ki se običajno pripravijo z atomizacijo vode/plinom, čemur sledijo sušenje, sejanje, žarjenje in redukcijske obdelave za zmanjšanje vsebnosti kisika/ogljika ter izboljšanje stisljivosti in konsistence. Legirne elemente je mogoče vnesti s pred-legiranjem ali naknadnim mešanjem prahu.

• Mešanje in predobdelava: osnovni prah je enakomerno pomešan s prahom zlitin (kot so Cu, Ni, Mo), grafitom (C) in trdnimi mazivi (kot sta cinkov stearat in amidni vosek), da se zagotovi stabilna sestava in porazdelitev velikosti delcev. Mešani prašek se mora izogibati segregaciji in oksidaciji, da se zagotovi skladnost serije.

 

III. Stiskanje in sintranje

• Stiskanje: mešani prah se naloži v kalup po meri in stisne enosmerno ali dvosmerno na hidravlični stiskalnici. Običajni tlak stiskanja enote je približno 10–80 MPa, pri čemer dobimo zeleno prazno z obrisom dela. Oblikovanje mora uravnotežiti enakomernost gostote, dimenzijsko natančnost in natančnost oblike.

• Sintranje Zgostitev: Zeleni surovec se segreje v zaščitni atmosferi (kot je N₂/H₂) do 70 %–90 % pod tališčem glavnih komponent. Običajno temperaturno območje sintranja je približno 1100–1250 stopinj. Rast vratu in krčenje poroznosti se doseže s površinsko difuzijo, difuzijo na mejah zrn in plastičnim tokom. Konvencionalna gostota lahko doseže 90 %–95 % teoretične gostote, kar združuje moč in žilavost.

• Metode za izboljšanje postopka: Za izboljšanje gostote in zmogljivosti je mogoče uvesti napredne tehnologije, kot sta vroče stiskanje (100–300 stopinj) in visoko-hitrostno stiskanje (HVC), da se poveča gostota delov na osnovi železa-na približno 7,4–7,5 g/cm³, kar bistveno izboljša trdnost. To je primerno za komponente, ki-nosijo kritične obremenitve, kot so sedeži ventilov, zobniki, zobniki in ojnice.

 

IV. Pot brizganja (MIM) (primerna za zapletene majhne dele)

• Priprava krme: fin kovinski prah (<20 μm) is mixed with polymer binder in an internal mixer, followed by cooling, crushing, and granulation to form a uniform feed.

• Brizganje: Oblikovanje se izvaja znotraj nastavljenega okna temperature/tlaka/držalnega tlaka. Nadzor polnjenja kalupa, odzračevanja in zadrževalnega tlaka za kompenzacijo krčenja preprečuje kratke udarce, zvarne linije in notranjo koncentracijo napetosti.

• Odstranjevanje veziva in sintranje: vezivo se postopoma odstrani s topilnimi/termičnimi/katalitičnimi koraki, čemur sledi zgoščevanje s sintranjem v vakuumu ali inertni atmosferi. Deli MIM imajo visoko dimenzijsko natančnost, s tipičnimi tolerancami, ki jih je mogoče nadzorovati v območju ±0,3 %, nekatere kritične dimenzije pa dosegajo ±0,1 %.

• Opombe o uporabnosti: MIM (brizganje kovin) je primeren za zapletene 3D oblike in drobne značilnosti, vendar ima visoke zahteve za vlaganje v kalup, enakomernost debeline stene in serijsko proizvodnjo. Običajno se uporablja za ohišja senzorjev, šobe, objemke in majhne komponente prenosa.

 

V. Naknadna{1}}obdelava, pregled in nadzor množične proizvodnje

• Naknadna -obdelava: glede na delovne pogoje in funkcionalne zahteve se končna obdelava/oblikovanje, strojna obdelava (kritična spojna območja), toplotna obdelava (ogljičenje, kaljenje, popuščanje, utrjevanje s sintranjem) in površinska obdelava (prevleka, galvanizacija, fosfatiranje, črnjenje) izvajajo za doseganje ciljne trdote, trdnosti, odpornosti proti obrabi in odpornosti proti koroziji. Z oljem-impregnirani ležaji/samo{3}}mazalni deli so lahko-potopljeni v olje.

• Pregled in nadzor kakovosti: sintrani deli se običajno linearno skrčijo za približno 20 %, kar zahteva nadzor z dimenzijskimi in položajnimi meritvami, testiranjem trdote/gostote in ne-destruktivnim testiranjem. Za skrite napake, kot so luknje od peska, praske in udrtine v notranjih stenah lukenj, je mogoče uporabiti spletno kombinacijo testiranja z vrtinčnimi tokovi in ​​pregledovanje notranjih lukenj z optičnimi vlakni za izboljšanje stopnje zaznavanja in učinkovitosti.

• Množična proizvodnja in nadzor procesa: sestavljanje avtomobilskih delov običajno sledi procesom IATF 16949 in APQP/PPAP, vzpostavlja FMEA, načrte nadzora, SPC/MSA in druge sistemske dokumente. Preverjanje-zaprte zanke se izvaja od vzorca orodja (OTS) do pilotne proizvodnje do množične proizvodnje (SOP), da se zagotovita stabilnost in sledljivost procesa.