분말야금(P/M) 부품 절단 가공

게시 시간 : 06 / 27 2021 작성자 : 사이트 편집자 방문: 13853

자동차 전력 시스템용 부품을 제조하기 위한 분말 야금(P/M) 공정의 사용이 계속 증가하고 있습니다. P/M 공정으로 제조된 부품은 많은 중요하고 독특한 장점을 가지고 있습니다. 이러한 부분에 의도적으로 남겨진 잔여 다공성 구조는 자체 윤활 및 차음에 좋습니다. 기존의 주조 공정으로 제조하기 어렵거나 불가능한 복잡한 합금은 P/M 기술을 사용하여 생산할 수 있습니다. 이 기술로 제조된 부품은 일반적으로 처리 용량이 거의 또는 전혀 없기 때문에 더 저렴하고 재료 낭비가 적습니다. 불행히도 이러한 기능의 매력 뒤에는 P/M 부품을 가공하기가 어렵습니다.

분말야금(P/M) 부품 절단 가공

P/M 업계의 원래 의도 중 하나는 모든 처리를 제거하는 것이지만 이 목표는 아직 달성되지 않았습니다. 대부분의 부품은 "최종 모양에 가까울" 수 있으며 여전히 약간의 마무리가 필요합니다.

그러나 주물, 단조품에 비해 P/M 부품에서 제거해야 하는 재료가 적은 것이 대표적인 내마모성 재료입니다.

다공질 구조는 p/M 부품의 활용 범위가 넓은 특징 중 하나이지만, 다공질 구조로 인해 공구 수명도 손상됩니다. 다공성 구조는 기름과 소리를 저장할 수 있지만 미세 간헐 절단으로 이어집니다. 구멍에서 고체 입자로 앞뒤로 이동할 때 도구 끝이 지속적으로 충격을 받아 절삭 날을 따라 매우 작은 피로 파괴 변형과 미세한 날 붕괴가 발생할 수 있습니다. 설상가상으로 입자는 일반적으로 매우 단단합니다. 측정된 재료의 매크로 경도가 20도에서 35도 사이인 경우에도 구성 요소의 입자 크기는 60도만큼 높습니다. 이러한 단단한 입자는 심각하고 빠른 모서리 마모를 일으킵니다. 많은 p/M 부품이 열처리 가능하며 열처리 후 재료의 경도와 강도가 더 높습니다. 마지막으로, 소결 및 열처리 기술과 사용된 가스로 인해 재료 표면에 단단하고 내마모성 산화물 및/또는 탄화물이 포함됩니다.

P/M 부품의 성능

가공성을 포함한 P/M 부품의 대부분의 특성은 합금의 화학적 조성뿐만 아니라 다공성 구조의 다공성 수준과도 관련이 있습니다. 많은 구조 부품의 다공성은 최대 15% ~ 20%입니다. 여과 장치로 사용되는 부품의 다공성은 50%까지 높을 수 있습니다. 시리즈의 다른 쪽 끝에서 단조 또는 엉덩이 부품의 기공률은 1% 이하입니다. 이러한 재료는 더 높은 수준의 강도를 달성할 수 있기 때문에 자동차 및 항공기 응용 분야에서 특히 중요해지고 있습니다.
P/M 합금의 인장강도, 인성 및 연성은 밀도가 증가함에 따라 증가하며, 다공성이 공구 팁에 유해하기 때문에 가공성 또한 향상될 수 있습니다.
다공성 수준의 증가는 부품의 차음 성능을 향상시킬 수 있습니다. 표준 부품의 댐핑 진동은 공작 기계, 공조 송풍관 및 공압 공구에 매우 중요한 P/M 부품에서 크게 감소합니다. 자체 윤활 기어에도 높은 다공성이 필요합니다.

가공의 어려움

P/M 산업의 지속적인 발전의 목표 중 하나는 기계가공을 없애는 것이고 P/M 공정의 주요 매력 중 하나는 소량의 가공만 필요하지만 많은 부품을 얻기 위해서는 여전히 후처리가 필요하다는 것입니다. 더 높은 정확도 또는 더 나은 표면 마감. 불행히도 이러한 부품을 가공하는 것은 매우 어렵습니다. 발생하는 문제의 대부분은 다공성으로 인해 발생합니다. 다공성은 절삭날의 미세 피로로 이어집니다. 절삭 날은 끊임없이 자르고 있습니다. 입자와 구멍 사이를 통과합니다. 작은 충격을 반복하면 절삭날에 작은 균열이 생깁니다.

이러한 피로 균열은 절삭날이 무너질 때까지 성장합니다. 이러한 종류의 마이크로 치핑 에지는 일반적으로 매우 작고 일반적으로 정상적인 연마 마모를 나타냅니다.
다공성은 또한 P/M 부품의 열전도율을 감소시켜 절삭날의 고온을 초래하고 크레이터 마모 및 변형을 유발합니다. 내부적으로 연결된 다공성 구조는 절단 영역에서 절단 유체가 배출되는 경로를 제공합니다. 이것은 특히 드릴링에서 뜨거운 균열이나 변형을 일으킬 수 있습니다.

내부 다공성 구조로 인한 표면적 증가는 열처리 중 산화 및/또는 탄화를 유발합니다. 앞서 언급했듯이 이러한 산화물과 탄화물은 단단하고 내마모성이 있습니다.

다공성 구조는 또한 부품 경도 판독의 실패를 초래하는데, 이는 매우 중요합니다. P/M 부품의 매크로 경도를 의도적으로 측정하는 경우 홀 경도 계수를 포함합니다. 다공성 구조는 구조의 붕괴를 초래하고 상대적으로 부드러운 부분에 대한 잘못된 인상을 줍니다. 입자는 훨씬 더 단단합니다. 위에서 설명한 것처럼 그 차이는 극적입니다.

PM 부품에 내포물이 존재하는 것도 불리하다. 가공하는 동안 이러한 입자가 표면에서 당겨지고 도구 앞에서 문지르면 부품 표면에 긁힘이나 긁힘이 형성됩니다. 이러한 내포물은 일반적으로 크기가 커서 부품 표면에 눈에 띄는 구멍이 남습니다.

탄소 함량의 차이는 가공성의 불일치로 이어집니다. 예를 들어, fc0208 합금의 탄소 함량은 0.6%에서 0.9% 사이입니다. 탄소 함량이 0.9%인 재료 배치는 상대적으로 단단하여 공구 수명이 단축됩니다. 탄소 함량이 0.6%인 다른 재료 배치는 우수한 공구 수명을 제공합니다. 두 합금 모두 허용 범위 내에 있습니다.

최종 가공 문제는 P/M 부품에서 발생하는 절삭 유형과 관련이 있습니다. 부품이 최종 형상에 가까우므로 일반적으로 절단 깊이가 매우 얕습니다. 이를 위해서는 자유로운 절삭날이 필요합니다. 절삭날의 칩 축적은 종종 마이크로 치핑으로 이어집니다.

가공 기술

이러한 문제를 극복하기 위해 여러 가지 기술(업계 고유)이 적용됩니다. 표면 다공성 구조는 종종 침투에 의해 밀봉됩니다. 일반적으로 추가 자유 절단이 필요합니다. 최근에는 열처리 중 분말 청정도를 높이고 산화물 및 탄화물을 줄이기 위해 설계된 개선된 분말 생산 기술이 사용되었습니다.

닫힌 표면 다공성 구조는 금속(일반적으로 구리) 또는 폴리머 침투에 의해 달성됩니다. 침투가 윤활제 역할을 하는 것으로 추측되었습니다. 대부분의 실험 데이터는 표면 다공성 구조를 폐쇄하여 절삭날의 미세 피로를 방지하는 것이 진정한 이점임을 보여줍니다. 채터 감소로 공구 수명 및 표면 조도가 향상됩니다. 침투를 가장 극적으로 사용하면 다공성 구조가 닫힐 때 공구 수명이 200% 증가합니다.

MNS, s, MoS2, MgSiO3 및 BN과 같은 첨가제는 공구 수명을 증가시키는 것으로 알려져 있습니다. 이러한 첨가제는 칩이 공작물에서 더 쉽게 분리되고, 칩을 파괴하고, 칩 축적을 방지하고, 절삭날을 윤활함으로써 가공성을 향상시킵니다. 첨가제의 양을 늘리면 가공성은 향상되지만 강도와 인성은 감소합니다.

소결 및 열처리로 가스를 제어하는 분말 분무 기술로 깨끗한 분말 및 부품 생산이 가능하여 개재물 및 표면 산화물 탄화물의 발생을 최소화합니다.

공구 재료

P/M 산업에서 가장 널리 사용되는 공구는 우수한 표면 조도 조건에서 내마모성, 모서리 균열 저항성 및 칩이 없는 재료입니다. 이러한 특성은 모든 가공 작업, 특히 P/M 부품에 유용합니다. 이 범주에 포함된 공구 재료는 입방정 질화붕소(CBN) 공구, 코팅되지 않은 서멧, 코팅된 소결 초경합금입니다.

CBN 공구는 높은 경도와 내마모성으로 인해 매력적입니다. 이 공구는 로크웰 경도가 45 이상인 강철 및 주철 가공에 수년 동안 사용되었습니다. 그러나 P / M 합금의 고유 한 특성과 미세 경도와 거대 경도의 상당한 차이로 인해 CBN 도구는 Rockwell 경도가 25 인 P / M 부품에 사용할 수 있습니다. 주요 매개 변수는 입자의 경도입니다. 입자의 경도가 Rockwell 50도를 초과하면 매크로 경도 값에 관계없이 CBN 도구를 사용할 수 있습니다. 이러한 도구의 명백한 한계는 인성이 부족하다는 것입니다. 간헐절단이나 고공극의 경우에는 네거티브 챔퍼링, 헤비 호닝 등의 인선 보강이 필요합니다. 연마된 인선으로 간단한 경절삭이 가능합니다.

효과적인 CBN 소재는 여러 가지가 있습니다. 최고의 인성을 가진 재료는 주로 전체 CBN으로 구성됩니다. 인성이 우수하여 황삭에 사용할 수 있습니다. 그들의 한계는 일반적으로 표면 마감과 관련이 있습니다. 도구를 구성하는 개별 CBN 입자에 의해 크게 결정됩니다. 입자가 절삭 날에서 떨어지면 공작물 재료의 표면에 영향을 미칩니다. 그러나 미세 입자 도구가 하나의 입자에서 떨어질 정도로 심각한 것은 아닙니다.

일반적으로 사용되는 CBN 재료는 CBN 함량이 높고 입자 크기가 중간입니다. CBN 마감날은 입자가 곱고 CBN 함량이 적습니다. 경절삭 및 표면 조도가 요구되거나 가공되는 합금이 특히 단단할 때 가장 효과적입니다.

많은 절단 작업에서 공구 수명은 재료 유형과 무관합니다. 즉, 모든 CBN 소재가 유사한 공구 수명을 달성할 수 있습니다. 이러한 경우 재료 선택은 주로 각 절삭날의 최저 비용을 기준으로 합니다. 하나의 원형 블레이드는 전체 CBN 상단 표면을 가지며 XNUMX개 이상의 절삭 날을 제공할 수 있으며 이는 XNUMX개의 상감 CBN 블레이드보다 저렴합니다.

P / M 부품의 경도가 Rockwell 35도보다 낮고 입자의 경도가 범위 내에 있으면 서멧이 일반적으로 선택 중 하나입니다. 서멧은 매우 단단하고 칩 축적을 효과적으로 방지할 수 있으며 고속을 견딜 수 있습니다. 또한 서멧은 항상 강철 및 스테인리스강의 고속 정삭 가공에 사용되어 왔기 때문에 일반적으로 성형 부품에 적합한 이상적인 기하학적 홈이 있습니다.

오늘날의 서멧은 최대 11개의 합금 원소를 사용하여 야금 분야에서 복잡합니다. 그들은 일반적으로 TiCN 입자와 Ni Mo 접착제로 소결됩니다. TiCN은 서멧의 성공적인 사용에 중요한 경도, 칩 축적 저항 및 화학적 안정성을 제공합니다. 또한 이러한 도구는 일반적으로 접착력이 높기 때문에 인성이 좋습니다. 한마디로, 그들은 P/M 합금을 효과적으로 가공하는 모든 특성을 가지고 있습니다. 텅스텐 카바이드 소결 초경합금과 마찬가지로 여러 종류의 서멧이 효과적입니다. 바인더의 함량이 높을수록 인성이 좋습니다.

알려진 비교적 새로운 개발은 중온 화학 기상 증착(mtcvd)이 P/M 산업에도 이점을 제공한다는 것입니다. Mtcvd는 기존 화학 기상 증착(CVD)의 모든 내마모성과 크레이터 내마모성을 유지하면서도 인성을 객관적으로 향상시킵니다. 인성의 증가는 주로 균열의 감소에서 비롯됩니다. 코팅은 고온에서 증착된 다음 용광로에서 냉각됩니다. 열팽창이 일정하지 않아 공구가 실온에 도달하면 코팅에 균열이 발생합니다. 평평한 유리의 긁힘과 유사하게 이 균열은 절삭날의 강도를 감소시킵니다. mtcvd의 증착 온도가 낮을수록 균열 빈도가 낮아지고 절삭날의 인성이 향상됩니다.

CVD 코팅과 mtcvd 코팅의 기질이 동일한 특성과 모서리 드레싱을 가질 때 인성의 차이를 나타낼 수 있습니다. 인선 인성이 요구되는 응용 분야에서 사용하는 경우 mtcvd 코팅의 성능이 CVD 코팅의 성능보다 우수합니다. 해석을 통해 다공성 구조의 P/M 부품을 가공할 때 모서리 인성이 중요합니다. Mtcvd 코팅은 CVD 코팅보다 우수합니다.

물리적 기상 증착(PVD) 코팅은 mtcvd 또는 CVD 코팅보다 얇고 내마모성이 낮습니다. 그러나 PVD 코팅은 적용 시 상당한 영향을 견딜 수 있습니다. PVD 코팅은 절삭이 연마 마모, CBN 및 서멧이 너무 부서지기 쉽고 우수한 표면 조도가 필요한 경우에 효과적입니다.

예를 들어, C-2 초경합금의 절삭날은 0205m/min의 라인 속도와 180mm/회전의 이송 속도에서 fc0.15를 가공할 수 있습니다. 20개의 부품을 가공한 후 칩 축적으로 인해 미세 붕괴가 발생할 수 있습니다. PVD 질화 티타늄(TIN) 코팅을 사용하면 칩 축적이 억제되고 공구 수명이 연장됩니다. 이 시험에 주석 코팅을 사용하는 경우, P/M 부품의 마모 특성은 TiCN 코팅이 더 효과적일 것으로 예상됩니다. TiCN은 주석과 거의 동일한 칩 빌드업 저항을 갖지만 주석보다 더 단단하고 내마모성이 뛰어납니다.

다공성 구조는 중요하며 fc0208 합금의 가공성에 영향을 미칩니다. 다공성 구조와 특성이 변경되면 다른 도구 재료가 상응하는 이점을 제공합니다. 밀도가 낮으면(6.4g/cm3) 거대경도가 낮습니다. 이 경우 mtcvd 코팅 초경합금이 최고의 공구 수명을 제공합니다. 절삭날의 미세피로가 매우 중요하며 절삭날 인성이 매우 중요합니다. 이 경우 인성이 좋은 서멧 날이 최대 공구 수명을 제공합니다.

밀도가 6.8g/cm3인 동일한 합금을 생산할 때 모서리 균열보다 연마 마모가 더 중요합니다. 이 경우 mtcvd 코팅이 최고의 공구 수명을 제공합니다. PVD 코팅 초경합금은 두 가지 유형의 극도로 단단한 부품을 테스트하는 데 사용되며 절삭날에 닿으면 파손됩니다.

속도가 증가하면(선속도가 분당 300미터 이상) 서멧과 코팅된 서멧이 크레이터 마모를 일으킵니다. 코팅 초경합금은 특히 코팅 초경합금의 절삭날 인성이 좋은 경우에 더 적합합니다. Mtcvd 코팅은 특히 코발트가 풍부한 초경합금에 효과적입니다.

서멧은 선삭 및 보링에 가장 일반적으로 사용됩니다. PVD 코팅 초경합금은 나사 가공에 이상적입니다. 그 이유는 속도가 더 느리고 축적에 더 많은 주의를 기울일 수 있기 때문입니다.

재인쇄를 위해 이 기사의 출처와 주소를 보관하십시오.:분말야금(P/M) 부품 절단 가공

Minghe 주조 회사는 품질과 고성능 주조 부품 제조 및 제공에 전념하고 있습니다(금속 다이 주조 부품 범위는 주로 다음을 포함합니다. 박판 다이캐스팅,핫 챔버 다이 캐스팅,콜드 챔버 다이 캐스팅), 라운드 서비스(다이 캐스팅 서비스,CNC 가공,금형 제작, 표면 처리). 모든 맞춤형 알루미늄 다이 캐스팅, 마그네슘 또는 Zamak/아연 다이 캐스팅 및 기타 주조 요구 사항은 저희에게 연락하실 수 있습니다.

ISO9001 및 TS 16949의 통제하에 모든 공정은 블래스터에서 초음파 세탁기에 이르기까지 수백 개의 고급 다이 캐스팅 기계, 5 축 기계 및 기타 시설을 통해 수행됩니다. Minghe는 고급 장비를 보유하고있을뿐만 아니라 전문적인 경험이 풍부한 엔지니어, 운영자 및 검사관으로 구성된 팀이 고객의 디자인을 실현합니다.

다이 캐스팅 계약 제조 업체. 기능에는 0.15lbs의 콜드 챔버 알루미늄 다이 캐스팅 부품이 포함됩니다. 최대 6파운드, 퀵 체인지 설정 및 가공. 부가가치 서비스에는 연마, 진동, 디버링, 샷 블라스팅, 페인팅, 도금, 코팅, 조립 및 툴링이 포함됩니다. 작업 재료에는 360, 380, 383 및 413과 같은 합금이 포함됩니다.

아연 다이캐스팅 설계 지원/동시 엔지니어링 서비스. 정밀 아연 다이캐스팅의 맞춤형 제조업체. 소형 주물, 고압 다이 캐스팅, 멀티 슬라이드 몰드 캐스팅, 기존의 몰드 캐스팅, 유닛 다이 및 독립 다이 캐스팅 및 캐비티 밀봉 캐스팅을 제조할 수 있습니다. 주물은 최대 24인치 +/-0.0005인치 공차의 길이와 너비로 제조할 수 있습니다.

ISO 9001 2015 인증 다이캐스트 마그네슘 및 금형 제조 제조업체

ISO 9001: 다이캐스트 마그네슘의 2015 인증 제조업체, 최대 200톤 핫 챔버 및 3000톤 콜드 챔버까지 고압 마그네슘 다이 캐스팅, 툴링 설계, 연마, 몰딩, 기계가공, 분말 및 액체 페인팅, CMM 기능을 통한 전체 QA 기능 포함 , 조립, 포장 및 배송.