转子的粉末冶金加工工艺

本文主要介绍的是转子的粉末冶金加工工艺流程,与传统工艺相比,粉末冶金更加方便快捷。该“产品1.5.508”主要流程为粉材的预制备处理,通过使用合理压力的压机将粉材进行压制成型,经由一定温度的烧结炉进行高温热处理,然后由同等压力的整形压机进行二次精加工并由车加工处理同合适零部件相匹配,最后经过严密检查后包装入库。通过本文,可以了解到粉末冶金的加工工艺流程,并对转子的生产制造过程有一个大致的认识。生产过程中会遇到的一系列问题,如生坯的裂纹,掉粉,凹坑,槽宽不良等现象;烧结过程的发生的碰撞,槽间残粉,受热不均匀导致的密度差异;整形尺寸的超差,拉伤;车加工过程中过盈配合要求的不达标等。该产品用于转子发动机,与传统直线活塞式发动机相比较,输出功率更大,转速更高。
引言 1
一、粉末冶金的优势及缺点 2
(一)粉末冶金的优势 2
(二)粉末冶金的缺点 2
二、转子的制作流程 3
(一)产品的实物与图纸 3
(二)生产的生产技术要求 3
(三)产品的应用 5
三、粉末的预制备处理 5
(一)金属粉末 5
(二)预处理 5
四、加工工艺 5
(一)压制 6
(二)烧结 10
(三)整形 12
(四)机加工 13
总结 14
参考文献 15
谢辞 16
引言
随着工业的发展,越来越多的生产方式逐渐走向世界,粉末冶金便是其中之一的一种生产模式,作为一种新的生产模式,粉末冶金有着它独特的优势,当然也有这一定的缺陷等待进一步的改善。通过本文介绍转子的生产过程,可以了解到粉末冶金的大致生产流程。由于该产品较小,生产为批量性生产,生产过程中采用半自动人工收料的方式,因此产品的外观把控更加的严格。为保证质量,生产时也是采用了一系列的方式来避免产品出现一系列的质量问题。 一、粉末冶金的优势及缺点
(一)粉末冶金的优势
1.粉末冶金采用的
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是粉末成型压制,粉末直接成型,尺寸大多接近要求尺寸,不用做过多的调整,大大节省了生产时间,对于大批量的生产有着极大的优势。
2.压制的产品对材料的及其节约,减少了成本,降低了能源的消耗。
3.烧结硬化可以免除二次热处理工艺,减少传统工艺中发生非的变形等问题,保护产品热处理过程中不受损坏,产品表面更干净,无油渍。
4.对于某些产品可使用全自动化生产,节约劳动力,节省成本。
(二)粉末冶金的缺点
1.如若发生质量问题不及时发现容易造成批量性产品不良。
2.压制、整形等模具造价高,已损毁,需要经常维护保养。
3.个别质量问题难以改善,只能做到绝大部分的调整,不能完全消除。
4.刚压制的产品脆弱易碎,搬运过程需要十分谨慎。
二、转子的制作流程
(一)产品的实物与图纸
转子508是公司常生产的产品之一,该零件较小,产品外观较为简单,有上下两个HUB面。有七个槽口,中间有一个通孔,与轴承过盈配合完成加工。图21为半成品实物图。

图21 半成品实物图
图23为产品图纸。产品总高20.3±0.1mm,上下HUB面台阶高度3.55±0.1mm(2x),槽直径为Φ5±0.15mm(7x)槽宽2.525±0.02mm(7x)槽口台阶倒角R5。完成转子加工后流入机加工,进行压轴生产,轴长16cm,由于过盈配合,直径Φ12mm+0.04不得小于12mm。图22为成品实物图。
(二)生产的生产技术要求
1.产品压制过程不得有碰撞,中心孔及外部不得又拉伤,目视裂纹,槽间残粉,掉粉等问题。
2.毛坯尺寸超差不超出规定范围±0.03~0.07mm,整形后尺寸不得超差。
整形后通止规检查槽宽。
3.整形后通止规检查槽宽。
4.轴与转子之间过盈配合,不得松动。
5.生产过程中做防锈处理。

图22 成品实物图

图23 产品图纸
(三)产品的应用
发动机有转子发动机和四冲程式发动机,相较于四冲程发动机转子发动机的输出功率更大,由于结构的简化,故障率也大大降低,
三、粉末的预制备处理
(一)金属粉末
金属粉末制备方式很多,目前运用最为广泛的为气体研磨法,和气体雾化法。气体研磨法大多用于制作磁性铁粉材料,第一种方式是将气体加入装置后,气体将在装置中高速运动,带动材料形成相互碰撞,使材料逐渐分解变小,再由筛选盘进行筛选,未完全分解的金属颗粒将被带入下一级进行二次加工分解处理,从而形成金属粉末。而气体雾化法是将废弃金属材料由高温熔化形成液体铁水,再由高速气流带动铁水分解成液体小颗粒然后逐渐凝固形成金属粉末,且此方式生产的铁粉球形度高,颗粒直径也较小可达细粉至极细粉的程度,材料也为废弃金属,所以生产成本较低,被广泛推崇。
(二)预处理
成型后的金属铁粉含有大量杂质,影响了产品密度、硬度等,并不能直接使用,需要经过一系列处理后才能利用生产。主要方式为以下几点。
筛选
将成型后的金属粉末放入有着不同孔径的网盘当中,使得其中的一些目视可见杂质去除。
热处理
通过热处理可以还原金属粉末中的残余杂质,保证金属粉末的纯净。
混粉
单纯的铁粉并不能保证产品的密度及硬度,需要加入一些其他元素,按一定的比例混合并加入一定的化学试剂使得材料之间能够更好的融合。
润滑
金属粉末在进入料靴后并不能顺畅的流通,需要加入一些有润滑作用的试剂,增加流动性,保证生产过程中的流通性,和产品密度等性能。
四、加工工艺
粉末冶金的加工工艺流程基本内容都一样,除了粉材与模具的不同,还有不同产品所需要的加工工序的不同,流程都大相径庭。如图41为粉末冶金的加工工艺路线。

图41粉末冶金工艺路线
而以下便是转子508的加工流程。
(一)压制
压制是一个产品由粉末转变为成型件的过程,刚压制的产品硬度较差,会出现一系列问题(掉粉、裂纹、崩角、残粉、毛刺较大、尺寸不良、带齿产品易出现断齿),毛坯要求尺寸稍大于成品尺寸不得超出±0.03~0.07mm,要求密度分布均匀,无产品外观问题。压制过程中主要要考虑三个问题,成品零件的精度和毛坯精度之间的理论差异,成品零件硬度和毛坯密度之间的差,生产过程中的报废率。

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