成功进行粉末冶金设计的相关细则要点

粉末冶金（PM）是自20世纪初以来出现的有趣和具有创新性的制造技术之一，尽管它的开始是尝试性的，因为它们是吉祥的。粉末金属制造是许多行业生产高强度零件的一种有效、经济的方法。粉末冶金工业构成粉末冶金工业的三个部分是一个从原材料到成品的完整的链条，每个环节都有支撑，反过来又有其他环节的支撑。

压制操作中的两个主要因素影响粉末冶金的设计考虑:金属粉末的流动行为和压制作用。由于颗粒和模具之间的摩擦，金属粉末不会液压流动。因此，设计应确保模腔内有足够的粉末分布，以实现令人满意的压实。因为金属粉末也限制了横向流动，所以对可以产生的轮廓有一些限制。

设计细则

粉末冶金的成功设计取决于对技术的独特方面如何影响构成任何结构零件设计的无数细节的理解，这就是为什么您应该让您选择的零件制造商参与设计的每一步。

了解以下主题如何应用于粉末冶金:

孔

在按压方向上的孔可以是圆形、D形的，包括键槽、花键等。制造孔的工具部件称为芯棒。

芯棒必须保持平直，在压实过程中不得弯曲，否则可能会导致弹出和尺寸问题。

经常在大零件上增加发光孔，以减少突出的压制面积，从而使零件更容易压制和更轻。

盲孔、孔中的盲台阶和锥形孔很容易产生。

侧孔必须在烧结操作后产生，通常通过机械加工。

壁厚

模具填充至关重要；一般来说，不要使墙壁厚度小于1.52毫米(0.060英寸)。

避免设计长而薄的墙；他们需要易碎的工具，零件本身有密度变化的趋势。

当长度与壁厚之比高达8:1或更高时，必须采取特殊的预防措施来实现均匀填充，并且密度的变化是不可避免的。

平整度

总的测量平整度取决于零件厚度和表面积。

在烧结或热处理过程中，薄零件比厚零件更容易变形。

重新压制提高了平整度。

投影凸台比整个面部区域更容易变平。

锥度和斜度

零件侧面通常不需要或不需要拔模。虽然在外部分进行拔模有时是有帮助的，但它要求工具的准确定时和较低的生产率。

圆角和半径

理想的圆角半径是:

用这种圆角加工更经济，更持久。

用大圆角制作的零件更容易、更快速。

倒角和斜面

为了防止毛刺，零件边缘需要倒角，而不是半径。例如，在衬套上30–45°倒角和0.13–0.38毫米(0.005–0.015英寸)平整以消除毛边是好做法。

大角度倒角可由模具或芯棒中的斜面产生，由于需要谨慎防止模具填充和工具间粉末楔入的问题，使用这种工具会降低生产率。

埋头孔

埋头孔是螺钉或螺栓头孔周围的倒角。当埋头孔由冲头形成时，0.25毫米(0.010英寸。)标称平面对于避免冲头上尖锐、易碎的边缘至关重要。

凸缘

相对较小的凸缘、台阶或突出部分通常可以通过在模具中加工搁板或台阶来制造。法兰太大会导致弹出困难。底部法兰边缘和接缝半径应足够大。

凸台

凸台成形腔可以位于冲压工具中。相对于零件高度，型腔不得太深(少15%)，并且每侧的拔模角至少应为12°，以避免压实的凸台粘到冲头上。

轮毂

轮毂是齿轮、链轮或凸轮的补充零件，可通过粉末冶金工艺轻松生产。重要的是在轮毂和法兰部分之间包括一个大的半径，并使轮毂外径和齿轮或链轮齿根直径之间的空间更大化。

螺柱

虽然带拔模侧边的螺柱可以做成像凸台一样，但有时不允许拔模，或者螺柱直径比相对较大。在这种情况下，需要使用带有附加冲头的工具。烧结前，务必考虑生坯的易碎性。

插槽和凹槽

凹槽可以从冲压面上的凸起压入零件的任一端，但有以下一般注意事项:

弯曲或半圆形凹槽的更大深度为零件总长度的20%。

矩形凹槽的更大深度限制为零件总长度的15%，前提是平行于冲压方向的表面有12个斜度，并且所有拐角都是圆角。

深而窄的槽和槽需要易碎的工具部件，因此应避免使用。

原型

通常使用三种原型选项:

从粉末冶金毛坯加工——粉末冶金毛坯，如压制、烧结或渗透，可从粉末冶金零件制造商处获得。由毛坯制造原型零件的加工和精加工步骤应保持粉末冶金零件的典型表面光洁度和孔隙率。坯件的密度将是均匀的，并且可能不会准确地再现发现的多级零件的密度变化。建议评估几种密度水平。

从一组包含特定定义特征(如内径花键，烧结，然后加工剩余特征(如齿轮齿和轮毂)的工具中进行挤压。

用一套工具压制整个零件并烧结。当零件配置相对简单或需要大量原型时，此选项是可行的。这个选项昂贵也耗时，但却是可靠的。