粉末冶金工藝在工業制造領域具有獨特的優勢:
優點方面
首先,在制造工序上,粉末冶金齒輪展現出了精簡性。相較于其他制造工藝,它的制造工序明顯減少,這有利于提高生產效率、降低生產成本和縮短生產周期。
其次,從材料利用率來看,粉末冶金法制造齒輪時,材料利用率極高,可達 95%以上。這意味著在生產過程中,浪費的材料極少,既節約了資源,又降低了成本。
再者,粉末冶金齒輪具有出色的重復性。其是通過模具壓制成形的,在正常使用條件下,一副模具大約能夠壓制幾萬至幾十萬件齒輪壓坯。這種高度的重復性確保了每一件產品的質量穩定性,對于大規模生產來說至關重要。
此外,該工藝還具有一體化制造的優勢,可以將多個零件整合在一起進行制造,簡化了產品的裝配過程,提高了產品的集成度。
同時,粉末冶金齒輪的材料密度是可控的,這使得制造商可以根據不同的產品需求,靈活調整材料密度,以滿足多樣化的使用場景,比如在對強度、重量等有特殊要求的情況下。
最后,在生產過程中,為了便于成形后從壓模中脫出壓坯,壓模工作面的粗糙度非常好,這有助于保證產品的表面質量,提高產品的精度。
缺點方面
其一,粉末冶金工藝比較適宜批量生產。一般來說,只有當批量達到 5000 件以上時,采用粉末冶金工藝生產才更具經濟效益。這是因為該工藝前期模具開發等成本較高,只有在大規模生產時才能分攤成本。
其二,其尺寸大小受到壓機壓制能力的限制。通常壓機的壓力在幾噸到幾百噸之間,這導致其制作的零件直徑基本在 110mm 以內,對于一些大型零件的制造則無能為力。
其三,粉末冶金齒輪在結構上存在一定的限制。由于壓制和模具方面的原因,像蝸輪、人字形齒輪以及螺旋角大于 35°的斜齒輪等復雜結構的齒輪,不太適宜采用這種工藝生產。一般情況下,斜齒輪的斜齒設計建議在 15°以內。
其四,粉末冶金齒輪的厚度也受到限制。模腔深度和壓機行程必須是齒輪厚度的 2 - 2.5 倍,而且還要考慮齒輪高度縱向密度的均勻性,這使得在設計和生產過程中需要對齒輪的厚度進行嚴格把控。
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