图表:粉末冶金的星号和优势与其他方法

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制造商总是在寻找一个优势。他们经常将苹果与苹果进行比较,但是当他们真正渴望创新或更具成本效益的部分时,它们会在盒子外面看。

你以为你对粉末冶金有多了解也许不再是真的了。粉末冶金比以往任何时候都被视为竞争金属成型工艺的替代或补充。

粉末冶金的三个最合乎逻辑的竞争对手是:

  • 加工
  • 铸件
  • 冲压

粉末冶金的规律在过去几年中发生了变化。您所选择的金属成形工艺是否仍能达到现代粉末冶金的优点?继续阅读!(或下载以下扩展的PDF版本。)

粉末冶金与竞争方法

粉末冶金对粉末的优点与铸造,加工和冲压

下表是我们对……的看法在每个重要的属性上,粉末冶金与其他制造选择相比排名如何给客户。在这个练习中,10被认为是完美的,1绝对是最差的。

(Note that we’re using “powder metallurgy” in the conventional sense and leaving metal injection molding and additive manufacturing, aka 3D printing, out of it for now. You can compare those processes to conventional powder metallurgy by downloading the full, free e-book version of this blog post -- just click the graphic.)

过程能力

流程能力是指流程的预期变化

机加工和冲压在这方面处于领先地位,因为它们都是在没有热过程的情况下制造的,以产生最终的形状。因为你要么用机器打印,要么压印成网形,精度就会天生更高。

工艺能力-粉末冶金的优点

如您所知,粉末冶金(PM)和铸件在生产过程中经历热过程。在粉末冶金它是烧结 -一个精彩的工具,但它有一定的扭曲。在尺寸上,你从粉末冶金得到的“绿色”部分是每一点都像机加工和冲压;烧结是一种可怕的东西。

由于工艺的本质,铸件需要更大的设计公差。粉末冶金用精密模具、冲头、芯棒生产净形零件更紧密的公差比压铸件。如果你需要进一步的精炼,你总是可以选择在你的铸造或粉末金属部件上使用各种二次操作。

然而,粉末金属显然更一致。均匀重量的粉末沉积到模具中,然后压实成相同的密度。除非你的粉末金属制造商有不良的清洁措施,污染和缺陷是罕见的。

控制系数

粉末金属的另一个优点是通过冷却控制微观结构。在铸造中,这取决于冷却速率,这取决于表面积和体积。整个零件的成分是相同的,但由于冷却速度不同,组织结构和由此产生的性能也会不同。

借助PM,这些是我们尝试控制的因素,以最小化与批量批量的差异。粉末冶金提供更大的控制和一致性。

为什么这件事给设计师?粉末冶金可以生产比铸造罐更难以置的组件。而且您可以选择合金化和原材料的更广泛的选择,并解锁PM在更苛刻的应用中的使用。

当涉及到加工,质量将多少取决于你使用的技术水平。CNC的质量几乎是无与伦比的;手工加工没有那么多。先进的数控加工软件可以帮助您轻松匹配复杂零件的规格,几乎没有人为错误的空间。

冲压是一种长期建立的工艺,用于各种应用。实际上,如果零件可以通过冲压制成,这可能是你最好的选择。然而,冲压缺乏粉末冶金的三维能力和合金灵活性,往往会在产品上留下工具痕迹和划痕。尽管如此,它仍然可以为你提供相当出色的角色。工件的厚度和原材料的选择往往限制冲压。比0.25英寸厚的东西是很少见的,而且材料通常是低碳钢。

设计的灵活性-粉末冶金的优点

设计的灵活性

粉末冶金和铸造有一种独特的能力,可以把“无”变成“有”——也就是说,它是增加的,而不是减少的。粉末冶金的特点包括只需正确混合材料控制孔隙率和耐用性的能力。请注意,铸造可以产生比粉末冶金的较大部件。我们还可以提到使用烧结钎焊或烧结粘接的能力,以使更复杂的形状更加复杂;这是一种糟糕的人,可以获得更多的3D,如金属注射成型或添加剂制造。

粉末冶金和铸造的“从零开始”的性质也允许3D设计- 几乎没有增加成本 - 否则是不切实际或不可能的,尤其是冲压。

金属冲压的棘手方面是金属板的形状和厚度几乎没有任何柔韧性。复杂的部件需要额外的生产步骤,提高您的成本。

可承受性-粉末冶金的优点每件商品的购买力

到目前为止,产品的成本效益是选择粉末冶金的主要原因,也是结构部件行业的主要驱动力。PM在与其他流程的成本竞争中胜出的基础是:

  • 消除过程步骤
  • 降低能源消耗
  • 更有效地使用材料(详见下文)
  • 设计灵活性和制作复杂形状的能力

冲压在图表上获得略高的评级,但您的尺寸和形状是有限的。

一个警告:其中很多视项目数量而定。为您的下一个电力发动机设计制作10个粉末金属定子很少,这很富有效率。

如果使您的组件与冲压过程中的组件是可行的,那么冲压是一个非常逻辑,经济的选择。再次,作为盖章组成部分变得更加复杂,价格将上升。

机械加工非常适合于小批量、高度复杂的零件。

粉末冶金的材料强度 ​​- 优势材料强度

有了机械加工,你可以把任何一种你想要的钢材切成片。机加工车间使用一些高强度的材料,它们的性能非常好。

粉末金属部分,因为它们有洞,不一定具有与机械加工部件相同的强度水平。如果你需要选择粉末金属和铸造,尽管,坚持与PM:

  • 更好的耐磨性
  • 较高的操作温度
  • 能使用耐腐蚀的铜和不锈钢吗

铸造提供各种性能和性能要求。然而,粉末金属能够满足每个要求。选择两者之间的选择取决于您所需的零件大小,形状和其他设计考虑因素。

冲压通常限于强度相对较低的材料,因为其本身的性质。高强度材料容易破坏工具。因此,大多数金属冲压材料都是低碳的钢铁。

高效使用-01-1废钢效率

粉末金属和浇铸部件消除冲压和加工时发现的废物,当创造具有孔或不同厚度的组件时。你可以再次感谢允许您的击球材料只使用你需要的东西。

作为一个麻烦的例子。由于原料宽度和厚度均匀,因此可能不符合坯料的要求。冲压还需要材料将金属板夹在模具中。这是一个双重浪费。

回收是一个选择,但从机械加工和冲压废料只收回原料成本的一小部分。

粉末冶金的工具负担能力工具支付能力

数控加工的一个优点是,它更适合于小批量零件——不需要工具成本。

粉末冶金的成本效益一般取决于大量生产。如果数量过低,您就不能摊销长期使用工具的成本,也不能减少频繁更换工具所造成的时间损失。

幸运的是,您可以通过以下方法降低粉末冶金的工具成本有些简单的做,也不是

许多人认为铸造工具是由于其高成本的过程最大的缺点。在类似的备注上,由于工具的巨大成本,冲压不是低批量项目的理想选择。

加工肯定会赢得这场战斗。

提前期-粉末冶金的优点交货时间

你应该从最初的订单开始到第一部分的交货来判断你的承包商的交货。

粉末冶金一直是一种大批量生产零件的技术。因此,如果你需要的部件数量有限,每个部件的交货速度可能会让你失望。粉末冶金公司可能要花近一个月的时间才能得到内部粉末。你可以在那之后再增加几周的生产时间。

一个加工过的零件总共只需要几个星期。你把一块棒材放在数控铣床里,然后开始切割。

但是一旦你有一个工具到位,那就是粉末冶金供应商开始发光的时候。是的,您可以更快地加上5-10个组件 - 但如果您想要10,000个,粉金属是一个理想的情景。

如果你需要大批量生产任何复杂程度的产品,铸造通常是比冲压更强有力的选择。由于金属冲压模具可以快速生产出较强的零件,有些模具在订单大、期限紧的情况下可能会选择冲压。

额外的比较——锻造和更多

抓住这个免费下载了解更多关于粉末冶金对冲压,铸造,和机械加工。我们也比较:

  • 粉末冶金与添加剂制造(3D打印)
  • 粉末冶金与锻造
  • 粉末冶金与金属注塑成型(MIM)
  • 粉末金属材料与钢层合(电工钢)

您可能会发现您的产品遗漏了您从未认识的成本和性能效益!

粉末冶金与竞争方法

主题:粉末冶金,工具,材料,成本,设计,属性,流程


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