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粉末冶金毛刺的產(chǎn)生與零件的設(shè)計(jì)和制造方法有很大關(guān)系
發(fā)布時(shí)間:2024-02-21
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粉末冶金毛刺的產(chǎn)生與零件的設(shè)計(jì)和制造方法有很大關(guān)系

 

毛刺的產(chǎn)生與零件的設(shè)計(jì)和制造方法有很大關(guān)系。粉末冶金是以金屬粉末(或金屬粉末與非金屬粉末的混合)作為原料,經(jīng)過(guò)成形和燒結(jié)制造金屬材料、復(fù)合材料及各種類(lèi)型制品的工藝過(guò)程。粉末零件壓制模具的設(shè)計(jì)、安裝粉坯成形過(guò)程,將直接影響到粉末冶金零件的表面質(zhì)量。

 

1、模具結(jié)構(gòu)

粉末冶金模具一般包括4部分,例如用于制作壓潰強(qiáng)度試樣的成形模具,即由上模沖、下模沖、芯棒、陰模組成,

 

 

2、毛刺產(chǎn)生的原因

1)模具的間隙

  粉末冶金技術(shù)是一種金屬粉末模壓成形技術(shù),模具的陰模與模沖、模沖與芯棒之間的相對(duì)滑動(dòng)必然存在配合間隙,當(dāng)金屬粉末或精整燒結(jié)坯件在模具中受到壓力而成形時(shí),會(huì)產(chǎn)生流動(dòng)或塑性變形。成型件在模具配合間隙處,產(chǎn)生的填充效應(yīng),是造成毛刺的根本原因。當(dāng)間隙在0.008mm左右時(shí),零件的直線(xiàn)、棱角部分會(huì)出現(xiàn)毛刺;當(dāng)模具間隙達(dá)0.002mm時(shí),就易出現(xiàn)銳邊毛刺。粉末冶金件的毛刺會(huì)隨著間隙的變化而變化,而模具的間隙還依賴(lài)于加工表面粗糙度的變化。

 

2)模具的精度

  粉末壓制多采用容量裝粉法,模具表面與粉末直接接觸,細(xì)小的粉末顆粒,易進(jìn)入模具間隙中,形成多體摩擦。在生產(chǎn)實(shí)踐中,模沖與陰模、模沖與芯棒之間的間隙是動(dòng)態(tài)變化的,粉末顆粒就會(huì)隨著模具間隙的變化而變形,從而產(chǎn)生加工硬化,增加了粉末顆粒的硬度和耐磨性。雖然模具具有較高的硬度和耐磨性,但模具間的粉末顆粒在加工硬化以后,當(dāng)模具間隙進(jìn)一步縮小時(shí),模具的表面就會(huì)留下細(xì)微劃痕。隨著磨損的加劇,模具表面粗糙度降低,增大了粉體與模具的摩擦力,在脫模的時(shí)候易出現(xiàn)毛刺,甚至不能成形。另外,模具的精度或制造精度(如圓柱度、垂直度等),也會(huì)對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量產(chǎn)生一定影響。毛刺的形態(tài)視模具表面質(zhì)量而定,一般零件的表面粗糙,沒(méi)有金屬光澤。

 

3)模具的損壞

  粉末冶金零件常常有倒角,為了減少后續(xù)機(jī)械加工,節(jié)約成本,在設(shè)計(jì)模具的時(shí)候就把倒角加在模具上,這樣模具上易出現(xiàn)薄邊,甚至尖角,在這些地方易損壞。由于模具形狀復(fù)雜,制造費(fèi)用較高,所以經(jīng)常在不影響產(chǎn)品最終質(zhì)量的前提下(即粉末冶金毛坯的缺陷在以后的工序中可以消除,不影響產(chǎn)品的出廠(chǎng)質(zhì)量)依然服役,就會(huì)出現(xiàn)飛邊毛刺,毛刺的形狀比較規(guī)則,存在于模具缺陷處。

 

4)模具安裝與使用

  模具安裝一般由下向上,由里向外安裝,依靠模具本身的配合進(jìn)行定位。由于模具配合間隙的存在,在安裝和調(diào)試模具的時(shí)候,就不能保證配合間隙的均勻分布,間隙大的一側(cè),易出現(xiàn)毛刺,間隙小的一側(cè),易產(chǎn)生干摩擦而導(dǎo)致局部粘著磨損;其次,由于安裝本身的缺陷,模沖在運(yùn)行時(shí)受力不均勻,在巨大壓力的作用下,易產(chǎn)生微小的橫向移動(dòng),導(dǎo)致間隙向一個(gè)方向增大。特別是在成形異形件時(shí),由于模具壓力中心跑偏與機(jī)床壓力中心不重合而失穩(wěn),不僅產(chǎn)生較大的毛刺,而且還加速模具的磨損損壞,對(duì)設(shè)備的精度也會(huì)有一定的影響。這些問(wèn)題會(huì)產(chǎn)生局部形狀不規(guī)則毛刺。

 

5)設(shè)備的精度

模具的運(yùn)行精度除了依賴(lài)模具本身的設(shè)計(jì)、制造精度,模具的安裝調(diào)試外,還與成形設(shè)備本身的精度有關(guān)。模具按照要求安裝在模架上,在運(yùn)行過(guò)程中上下模沖的導(dǎo)向,以及模架本身的導(dǎo)向,決定著模具的運(yùn)行狀態(tài)。在成形多臺(tái)階的零件,往往需要35個(gè)模沖,設(shè)備的精度顯得尤為重要。設(shè)備精度不足,導(dǎo)致模具的使用工況惡化,促使了毛刺的產(chǎn)生。另外,如裝粉高度超過(guò)了設(shè)備的行程范圍,壓制壓力過(guò)大導(dǎo)致設(shè)備噸位不足等,導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行不穩(wěn)定,也會(huì)產(chǎn)生毛刺。這類(lèi)毛刺多隨機(jī)分布于零件的表面。

 

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