400 likes | 627 Views
Sissejuhatus pulbermetallurgiasse. Lauri Kollo. Sisukord. Üldiseloomustus Tehnoloogia ülevaade Võrdlus teiste tootmisprotsessidega PM tehnoloogiline skeem Pulbrite saamine Pulbrite ettevalmistamine vormimiseks. Ülevaade.
E N D
Sissejuhatus pulbermetallurgiasse Lauri Kollo MTX0100 Pulbermetallurgia ja pindamine
Sisukord • Üldiseloomustus • Tehnoloogia ülevaade • Võrdlus teiste tootmisprotsessidega • PM tehnoloogiline skeem • Pulbrite saamine • Pulbrite ettevalmistamine vormimiseks
Ülevaade • Termini “pulbermetallurgia “ all mõistetakse teadus- ja tootmisharu, mis tegeleb metallide ja nende sulamite, ühendite, samuti mittemetalsete materjalide pulbrite saamisega ja nendest materjalide ja toodete valmistamisega. • Pulbermaterjalid on materjalid, mis saadakse pulbertehnoloogia teel.
Ülevaade Pulber – peenestruktuuriline, tahke aine, mille osakese suurus on väiksem kui 1 mm.
Ajalugu • 3000 e.kr. Egiptuses valmistatakse terasepulbritest tööriistu • 2000 e.kr. Lähis-Idas rauapulbrite sepistamine käsnrauast • Kullapulbrist valmistatud ehted – 1300 e.kr. vahemeremaades • Damaskuse teras – 540 a. Puudusid kõrged temperatuurid
Tööstusrevolutsioon • 19. saj. esimesel poolel Pb tiiglid, mündid • 1910. volframtraat hõõglampidele • 1920. isemäärivad laagrid • 1925. kõvasulamid • 1960. detailid autotööstusele • 1980. lennuki reaktiivmootori turbiinid
Pulbermetallurgia kasutamine • Konstruktsioondetailide valmistamiseks asendamaks traditsioonilisi valmistamisviise (valamine, sepistamine jne). Reeglina saadakse märgatav materjalide, energia ja tööjõu kokkuhoid ning alaneb toote omahind. • Eriomadustega materjalide saamiseks, mida pole sageli võimalik valmistada traditsiooniliste valmistamisviisidega (poorsed materjalid, pseudosulamid, kermised jne).
Pulbrist detailiks Pulber Protsess Omadus
PM, jagunemine materjaligruppide kaupa • Konstruktsioonimaterjalid (terased) 95% • Muud 5% • Pressvormi hind: 1000...20 000 EUR
Pulbermetallurgia eelised, konstruktsioonimaterjalid • Konkureerib protsessidega – valamine, sepistamine; • Väikesed pinnakareduse näitajad • Võimalus toota väikeseid ning kompleksse kujuga detaile • Väike jäätmete osakaal (materjalide kasutamise tegur 95…97%) • Energia kokkuhoid (50…80%). Madalamad temperatuurid, operatsioonide väike arv.
Näide: Veoauto käigukasti segment
Keskmises autos on ~15 kg pulbermetallurgia teel valmistatud osi • Kasv ~6% aastas
Tehnoloogiate võrdlus Sobivus erinevatele valmistusmeetoditele Fe baasil
Tehnoloogiate võrdlus Sobivus erinevatele valmistusmeetoditele Al, Mg baasil
Tehnoloogiate võrdlus Sobivus erinevatele valmistusmeetoditele Teised
Tehnoloogiate võrdlus Kujuvabadus
Tehnoloogiate võrdlus Detaili mõõtmed
Tehnoloogiate võrdlus Pinnakaredus
Tehnoloogiate võrdlus Tolerantsid
Tehnoloogiate võrdlus Tootmisvahendite hinnavõrdlus
Tehnoloogiate võrdlus Partii suurused
Automootori osad Sinter-joined idler sprocket for engines (Nissan Motor and Hitachi Powdered Metals VTEC system and P/M camshaft (Honda Motor and Nippon Piston Ring) P/M small gears for ETC system of direct gasoline injection engines (Fukui Sinter) High-strength sintered and forged connecting-rod (Toyota Motor P/M valve seat inserts and valve guides of automobile engines (Nissan Motor) P/M bearing cap of crankshaft (made by Zenith sinter products for General Motors)
Käigukasti osad Kere jm. P/M aluminum rotor for car air conditioner (Sumitomo Electric Industries) P/M hub-synchro eliminated machining (Jatco Trans Technology P/M sensor rotor for ABS (made by Jatco Trans Technology for Nissan Motor Warm compacted synchro-rings (Nippon Piston Ring) P/M hub-turbine developed using multi-die and tool system (Sumitomo Electric) P/M elinber alloy for angle velocity sensor of 4WS automobiles (Denso and Mitubishi Materials Bi-metallic magnetic pole piece (Zenith Sintered Products, Delphi Saginaw Steering System, General Motor)
Pulbermetallurgia http://www.youtube.com/watch?v=n_FW7Q2xO5o&list=PLAFC3CD43EA34BF46 https://www.youtube.com/watch?v=iQIsk44JUYs https://www.youtube.com/watch?v=O7U4HWjYcqo
Pulbermetallurgia puudused, konstruktsioonmaterjalid • Detaili suurus – miniatuurne…maks. 20 kg • Pulbermaterjalide madalamad mehaanilised omadused (2…3 korda) • Pulbrite suhteliselt kõrge hind • Pressvormide kõrge maksumus – sobib ainult masstootmiseks (partii vähemalt 25 000…100 000)
Pulbermetallurgia, eriomadustega materjalid • Materjalid, mida teiste moodustega on keeruline valmistada • Poorsed laagrid, filtrid • Väga kõrge sulamistemperatuuriga – W, WC-Co • Väga kõrgelt legeeritud materjalid • Liiga kõvad materjalid, et lõiketöödelda • Sulamisel tekib reaktsioon • On vaja sobitada omaduselt väga erinevaid materjale (Cu-W, Al-SiC, Teemant – Al2O3)
Kõvasulamid https://www.youtube.com/watch?v=yp4z21-Fnlk&index=11&list=PL6jTpc0so01O4tLCdfiS0BcBHie-vMCNz
PM tehnoloogiline skeem Pulbrite valmistamine Pulbrite ettevalmistamine vormimiseks Pulbrite vormimine (pressimine) Paagutamine Täiendav töötlemine
„Tulevikutehnoloogiad“ Metallide 3D printimine http://www.youtube.com/watch?v=n_FW7Q2xO5o&list=PLAFC3CD43EA34BF46