在考慮新產品(或重新設計的產品)的組成和設計時,您可能擁有一個優(yōu)先考慮的特定屬性。對于某些項目,耐久性是關鍵的參數。在粉末冶金材料中,耐久性可能會因項目而異。在為割草機制造粉末金屬部件時,耐久性可能意味著持續(xù)使用400小時。對于汽車,耐用部件需要持續(xù)20萬英里左右。
如您所見,零件的用途定義了參數。對于那些使用粉末金屬零件的人來說,對材料的屬性進行更具體的定義很有用。利用這些因素,您的粉末金屬零件供應商可以追求滿足您要求的耐用性優(yōu)先級(以及其他所需性能)的結果。
選擇粉末冶金材料:耐久性
在考慮如何構造粉末冶金零件時,我們考慮以下因素:
耐腐蝕性能
硬度
抗拉強度
沖擊韌性
疲勞強度
粉末冶金中使用以下術語來定義材料的特性。一種材料可能具有此處列出的多種品質,或者只有一種。
耐腐蝕性能
一些應用需要更高水平的耐腐蝕性。例如,海洋應用中使用的零件要定期暴露于鹽水中,這可能會腐蝕標準金屬零件。添加合金以創(chuàng)建“海洋級”不銹鋼可防止這些應用中的腐蝕。
硬度
在機械工程中,硬度是指材料承受凹陷或磨損的能力。 耐磨合金往往具有較高的硬度水平。
大多數人都聽說過鉆石是自然界中非常硬的材料。的確,它們可以承受相當大的摩擦,而不僅僅是承受任何摩擦。但是,鉆石可以通過撞擊而破碎,因此它們實際上具有中等的耐沖擊性。
抗拉強度
材料的強度是指其在變形之前承受力的能力。鋼鐵是一種堅固的材料,因為將其分解需要大量的能量。
沖擊韌性
材料的沖擊韌性是指在施加力時其抗斷裂的能力。一種材料可能會缺乏強度,但會非常堅硬-粘土就是一個很好的例子。
疲勞強度
據說大多數零件都因某種疲勞而失效。疲勞定義為在零件上施加交變應力。想想一個發(fā)動機連桿:它在爆炸循環(huán)中經歷壓縮,然后在回到上止點時張緊。疲勞是一個非常復雜的主題,但是許多粉末狀零件都承受疲勞載荷,并提供足夠的疲勞強度以滿足您的設計要求。
所有零件的絕大多數故障-無論粉末冶金零件是由PM還是競爭工藝制造的-都是由于疲勞引起的。
根據經驗,疲勞強度為拉伸強度的30%-35%。
材料及其質量
制作粉末冶金件時,您可以利用各種金屬來達到特定的質量。這些金屬及其質量包括:
不銹鋼
銅
鎳
鋁
鈦
這些材料之所以受歡迎,是因為它們具有一系列不同的特性,從良好的強度到磁性能,無所不包。
不銹鋼
不銹鋼在粉末冶金中很常見-特別是在優(yōu)先考慮耐腐蝕性的應用中。
300和400系列不銹鋼特別受歡迎。鋼以其高鐵含量,良好的強度和出色的沖擊韌性而著稱。它也可以保持很好的磨損。不銹鋼還具有很高的耐腐蝕性-盡管犧牲了其他一些品質。盡管如此,這些屬性仍使不銹鋼非常適合客戶可見且須美觀的組件。
有時,即使是“不銹鋼”,不銹鋼粉末零件也會顯示生銹的跡象。當異物進入零件內部或零件供應商對材料進行不正確的處理時,就會發(fā)生生銹。這稱為靜電腐蝕。有時建議“浸漬”不銹鋼零件,以有效地密封零件內部不受腐蝕環(huán)境的影響。因此,提高了整體性能。
銅
銅粉是另一種耐腐蝕的材料,這就是為什么您經常在噴水滅火器等產品中看到銅零件的原因。
它是一種有色金屬,這意味著它不含鐵-也意味著生產起來更昂貴。因此,僅在應用程序需要時使用它。
鎳
鎳有趣的特性之一是,盡管它不是鐵(鐵基)材料,但它具有磁性。
它也耐腐蝕,與其他有色金屬一樣,它可能相當昂貴。
鋁
鋁比粉末冶金中使用的大多數金屬軟得多,但它也非常輕。在某些應用中,其重量輕可彌補其強度不足。
鋁粉金屬零件可用于:
汽車類
航天
其他輕量級應用程序,可以掩蓋其較差的強度
鈦
鈦合金制造起來相當昂貴,但是它們具有極其理想的品質。它們可以制成非常堅韌并且具有高耐腐蝕性。
鈦通常用于高爾夫球桿,您需要一種可以反復摔入高爾夫球(或扔入湖中)的材料。
每種材料都有其自身的質量,可以利用它們來實現特定的金屬制造目標。當您開始結合粉末冶金材料時,您可以在產品中產生更令人印象深刻的質量。