Введение в процесс калибровки в порошковой металлургии

1. Введение в порошковую металлургию
Порошковая металлургия (ПМ) — это производственная технология, которая формирует детали путем прессования металлического порошка и спекания. По сравнению с традиционными процессами литья и ковки, порошковая металлургия позволяет точно контролировать состав материала, экономить сырье и снижать производственные затраты. Она особенно подходит для изготовления деталей сложной формы и с высокими требованиями к точности. Однако из-за ограниченного формирования порошка в процессе прессования заготовка часто имеет определенное отклонение размеров после спекания, поэтому необходимо регулировать точность с помощью **процесса калибровки**.

2. Обзор процесса калибровки в порошковой металлургии

**Процесс калибровки** является важным последующим методом обработки в порошковой металлургии, который в основном используется для повышения точности размеров и точности формы деталей. Обычно он выполняется после спекания, а размер и форма деталей корректируются путем приложения давления к деталям в специальной форме для соответствия требуемым требованиям допуска. Этот процесс может не только устранить отклонение размеров, возникающее в процессе спекания, но и улучшить качество поверхности и механические свойства деталей.

3. Принцип процесса калибровки в порошковой металлургии
В порошковой металлургии размер спеченных деталей часто изменяется из-за связывания и усадки частиц порошка. Принцип процесса калибровки заключается в использовании формы для повторного прессования спеченных деталей и устранения погрешности размеров посредством пластической деформации или небольшого уплотнения. Процесс калибровки может не только точно контролировать размер деталей, но и устранять поры или другие дефекты, образующиеся в процессе спекания, тем самым улучшая плотность и прочность деталей.

В порошковой металлургии обычно используют два способа калибровки:

（1） **Холодная калибровка**: приложите давление к деталям при комнатной температуре. Этот метод подходит для деталей с более высокой прочностью и плотностью, может эффективно улучшить точность размеров и широко используется при окончательной отделке деталей.

（2） **Горячая калибровка**: приложите давление к деталям при более высокой температуре. Подходит для деталей сложной формы, с высокими требованиями к размерам и хрупкостью. Горячая калибровка может обеспечить коррекцию размеров в мягких условиях, чтобы избежать повреждения деталей.

4. Преимущества процесса калибровки в порошковой металлургии
Процесс калибровки имеет много преимуществ в порошковой металлургии:
（1） **Улучшение точности размеров**: В процессе спекания из-за неравномерной усадки материала могут возникать ошибки в размерах деталей. Процесс калибровки может эффективно исправить эти ошибки, чтобы размер деталей соответствовал требованиям конструкции, а точность обычно можно контролировать в пределах нескольких микрон.

（2） **Улучшение качества поверхности**: благодаря высокоточному прессованию калибровочного штампа качество поверхности и дефекты поверхности деталей значительно улучшаются, что делает их более соответствующими требованиям последующей сборки и эксплуатации.

（3）**Повышение прочности деталей**: прессование в процессе размерной обработки может увеличить плотность деталей, уменьшить пористость и, таким образом, улучшить механическую прочность и износостойкость деталей.

（4）**Экономия затрат на последующую обработку**: процесс калибровки может повысить точность размеров деталей заранее в ходе производственного процесса, сократить или исключить последующие этапы механической обработки и значительно сократить стоимость и время производства.

5. Применение процесса калибровки в порошковой металлургии

Процесс калибровки широко используется при производстве деталей методом порошковой металлургии в автомобильной, аэрокосмической, электронной и электротехнической, медицинской и других отраслях промышленности. Например:

- **Шестерни и подшипники**: Эти детали обычно требуют высокой точности размеров и обработки поверхности для обеспечения их плавной работы и долговечности. Процесс калибровки может эффективно улучшить точность размеров и качество поверхности.

- **Механические детали**: некоторые детали сложной формы, изготовленные методом порошковой металлургии, можно точно формировать путем калибровки, что сокращает этапы вторичной обработки, особенно в ситуациях, когда требуются высокоточные допуски.

6. Проблемы процесса калибровки в порошковой металлургии
Хотя процесс калибровки имеет существенные преимущества, он также сталкивается с некоторыми трудностями:

（1）**Срок службы пресс-формы**: Процесс калибровки зависит от высокоточных пресс-форм. Если качество пресс-формы плохое или сильно изношено, это напрямую повлияет на конечное качество деталей. Срок службы и обслуживание пресс-формы — это вопросы, требующие внимания.

（2）**Ограничения материалов деталей**: Различные материалы имеют разные возможности деформации в процессе калибровки. Хрупкие или высокопрочные материалы могут треснуть или быть повреждены в процессе калибровки. Поэтому управление параметрами процесса калибровки (такими как давление и температура) должно быть точно отрегулировано в соответствии со свойствами материала.

7. Роль процесса калибровки в процессе порошковой металлургии
（1）Улучшение точности размеров

В процессе формования и спекания порошковой металлургии фактический размер деталей часто отклоняется от проектного размера из-за усадки материала, снятия напряжений и других причин. В процессе калибровки детали могут быть спрессованы повторно после спекания, чтобы вернуть их размер в диапазон проектных допусков. Процесс калибровки может контролировать отклонение размеров в небольшом диапазоне, обычно с точностью до микрона.

（2）Ошибка правильной формы
В процессе спекания форма деталей, изготовленных методом порошковой металлургии, может иметь некоторую незначительную деформацию или неровность. Процесс калибровки может исправить эти ошибки формы посредством точного прессования формы, чтобы гарантировать, что геометрия деталей соответствует требованиям проекта, особенно при контроле точности сложных конструкций и ключевых деталей.

（3）Улучшить плотность и прочность деталей
Процесс калибровки уменьшает пористость внутри материала путем повторного прессования деталей, дополнительно уплотняет материал и увеличивает плотность деталей. Это может не только улучшить механическую прочность и усталостную прочность деталей, но и улучшить их износостойкость, коррозионную стойкость и другие свойства, тем самым улучшая общее качество.

（4）Улучшение качества поверхности
Поверхность деталей после обработки размерами дополнительно уплотняется и сглаживается прецизионной формой, что значительно улучшает качество поверхности. После снижения шероховатости поверхности можно улучшить эксплуатационные характеристики деталей, такие как коэффициент трения, износостойкость, усталостная прочность и т. д., что особенно подходит для деталей с высокими требованиями к отделке поверхности.

（5）Сокращение последующих этапов обработки
Процесс калибровки может позволить деталям из порошковой металлургии достичь более высокой точности размеров и формы, поэтому многие традиционные этапы обработки могут быть сокращены или даже устранены. За счет сокращения последующей обработки можно значительно сэкономить производственные затраты и время, а также повысить эффективность производства, особенно в массовом производстве.

（6） Стабилизация консистенции продукта
В крупномасштабном производстве процесс калибровки может лучше контролировать постоянство качества деталей. Даже если есть отклонение размеров, вызванное колебаниями материала и процесса в процессе спекания, процесс калибровки можно скорректировать путем точного прессования формы, тем самым обеспечивая постоянство размера и формы каждой партии продукции и соответствие требованиям дизайна.

（7）Улучшить точность сборки деталей
Многие детали порошковой металлургии, особенно шестерни, подшипники, втулки и другие детали, требуют высокой точности для обеспечения соответствия другим деталям. Процесс калибровки может эффективно улучшить точность соответствия допусков этих деталей, тем самым повышая эффективность сборки, снижая износ и шум во время работы, а также улучшая производительность всего оборудования.

（8） Устранение остаточного напряжения при спекании
В процессе спекания внутри деталей может возникнуть остаточное напряжение, влияющее на их срок службы и механические свойства. Благодаря процессу калибровки детали могут эффективно снять часть напряжения во время процесса сжатия, тем самым улучшая стабильность и срок службы деталей.

8. Заключение
Процесс калибровки играет ключевую роль в процессе производства порошковой металлургии. Он может эффективно улучшить точность размеров, точность формы и механические свойства деталей, а также удовлетворить потребности современного производства в высокоточных и высококачественных деталях. С непрерывным развитием технологии порошковой металлургии и расширением сценариев применения процесс калибровки будет играть все более важную роль в будущем высокоточном производстве.