Nelle moderne apparecchiature industriali, il processo di produzione delle parti metalliche sta subendo un aggiornamento rivoluzionario. Come tipico rappresentante, gli ingranaggi della metallurgia delle polveri sono stati ampiamente utilizzati negli elettrodomestici, nelle automobili, nelle macchine edili e in altri campi.
Questo articolo prenderà come esempio l'attrezzatura a rulli per analizzare i principi scientifici e le applicazioni reali di questa tecnologia. 1. Principio di produzione della metallurgia delle polveri La metallurgia delle polveri è un processo di produzione di parti attraverso la pressatura di polvere metallica e la sinterizzazione ad alte temperature e la sua storia può essere fatta risalire alla produzione di filo di tungsteno nel 1909.
Rispetto al tradizionale processo di taglio, questa tecnologia può ridurre il processo di produzione degli ingranaggi da 12 a 6-8 passaggi, aumentare il tasso di utilizzo del materiale all'85%-95% e ridurre significativamente il consumo di energia. Gli ingranaggi delle attrezzature per tamburi sono per lo più realizzati in polvere a base di ferro (con l'aggiunta dell'1%-3% di rame, nichel e altri elementi), modellata a una pressione di 400-800 MPa e sinterizzata in un'atmosfera protettiva di circa 1120°C. La densità del prodotto finito può raggiungere 6,8-7,2 g/cm³ (la densità teorica del ferro puro è 7,87 g/cm³) e la precisione della forma del dente soddisfa lo standard ISO livello 8-9, che equivale al controllo della tolleranza del singolo dente nell'intervallo 20-40μm. 2. Adattabilità tecnica delle apparecchiature a tamburo La struttura porosa degli ingranaggi della metallurgia delle polveri (porosità 5%-15%) presenta il vantaggio dello stoccaggio naturale dell'olio.
I dati sperimentali mostrano che nel sistema di azionamento del tamburo della lavatrice, con trattamento di infiltrazione di rame o olio, l'ingranaggio funziona continuamente per 8000 ore a 1500 giri/min e l'usura può essere controllata entro 0,15 mm. Questa caratteristica lo rende eccellente in condizioni di frequenti start-stop. Le applicazioni industriali prestano maggiore attenzione all’ottimizzazione delle prestazioni dei materiali. Nel progetto di trasformazione del sistema di trasmissione di un cementificio, il gruppo ingranaggi realizzato con metallurgia delle polveri che utilizza uno speciale processo di sinterizzazione ha una durata utile 1,8 volte superiore a quella degli ingranaggi tradizionali ad una temperatura di esercizio di 70°C. L'analisi metallografica del materiale ha mostrato che la distribuzione interna della diffusione del carburo stava raggiungendo HRC 20-45. 3. Specifiche di utilizzo e stato del settore Le specifiche di assemblaggio consigliano di utilizzare la corrispondenza della transizione H7/k6 e l'interferenza di assemblaggio è controllata a 0,01-0,03 mm.
Quando si utilizza olio per ingranaggi sintetico con viscosità ISO VG68, è necessario integrare regolarmente lubrificanti solidi come il bisolfuro di molibdeno. Avviso di guasto Quando la temperatura del riduttore aumenta di oltre 3°C rispetto al valore di base, o il valore di accelerazione della vibrazione supera 4 m/s², si consiglia una manutenzione preventiva. Secondo le statistiche del ramo della metallurgia delle polveri della China Steel Association, la produzione di componenti di metallurgia delle polveri nel nostro paese raggiungerà le 800.000 tonnellate nel 2022, di cui i prodotti per ingranaggi rappresentano circa il 35%.
Nel campo automobilistico, questa tecnologia ha consentito la produzione in serie di ingranaggi epicicloidali e un marchio tedesco è riuscito ad aumentare la resistenza alla fatica degli ingranaggi del 40% utilizzando il processo di pressatura a gradiente. 4. Sviluppo tecnologico e sfide pratiche Attualmente, la tecnologia di stampa 3D dei metalli ha iniziato a essere combinata con la metallurgia delle polveri e gli ingranaggi di ottimizzazione della topologia sono stati prodotti in laboratorio, con un effetto di riduzione del peso del 25%. Tuttavia, a causa del costo delle apparecchiature e della stabilità del processo, questa tecnologia non è stata ancora applicata su larga scala. La ricerca di settore mostra che gli ingranaggi della metallurgia delle polveri devono ancora essere utilizzati insieme ai tradizionali processi di forgiatura in scenari estremamente pesanti (>5 tonnellate).
Questa tecnologia produttiva, nata cento anni fa, continua ad evolversi in equilibrio tra precisione e robustezza. Quando smontiamo l'attrezzatura del tamburo, gli ingranaggi che brillano di una lucentezza metallica sono un microcosmo della moderna produzione industriale di precisione.
