粉末冶金
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決定部件應用是否是粉末冶金可行目標的因素

2021-06-30 16:58:15

大多數粉末冶金結構零件的應用都是基于在成本競爭中獲勝,而不是通過其他途徑來形成相同的零件形狀。反過來,粉末冶金相對于其他技術的成本競爭力基于兩個主要問題——過程中的低能耗和原材料的高利用率。決定部件應用是否是粉末冶金可行目標的因素有很多:

一、產品尺寸和重量

盡管粉末冶金中的材料利用率很高,但與許多競爭工藝中使用的鋼棒或鋼坯相比,使用的粉末是相對昂貴的原料。因此,粉末冶金通常在相對較小和較輕的零件上競爭激烈,在這些零件上,材料成本可以控制在總制造成本的相對較小的百分比(可能在20%左右)。此外,在平面圖中零件越大,所需的壓制噸位就越大,粉末冶金壓制機的噸位容量被限制在不超過1000噸左右。

粉末冶金

二、產品幾何

粉末冶金在制造“棱柱”形狀方面效果較佳,在二維(模具的徑向或平面圖)中具有幾乎沒有限的形狀復雜性,但在第三維(軸向或貫穿厚度方向)中具有更有限的復雜性。

三、生產數量要求

為了可行,粉末冶金需要大規模生產。首先,所需的成形工具通常復雜且相對昂貴,并且工具成本需要分攤到大量產品上。同樣,粉末冶金加工設備(壓機、熔爐)的資本成本很高,需要在大量產品中攤銷。與設備資本成本相關的一個問題是,生產作業之間的停機時間需要較小化,因此批量運行需要相對較長,以便工具更換/設置周期不會太頻繁。

在材料利用率和能源消耗率方面,粉末冶金相對于其他技術的競爭地位如圖所示。如圖所示,原始原材料95%的典型粉末冶金材料利用率優于任何競爭工藝。

對于滿足上述要求作為粉末冶金可行目標的應用,該技術在過程節能方面的優勢可以通過引用一些案例研究實例來說明。


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