Le rôle principal de l'ajout de lubrifiants aux poudres métalliques lors de la préparation des matières premières est de réduire de manière critique la friction à l'interface entre les particules de poudre et le moule de pressage. Cet ajout est essentiel pour faciliter un flux de poudre régulier, minimiser l'usure des outils et garantir que la pièce compactée puisse être éjectée sans dommage.
Point clé à retenir Les lubrifiants sont un facilitateur de processus fondamental dans le frittage ; en gérant la friction, ils protègent les outils coûteux de l'usure et préservent l'intégrité structurelle du compact "vert" pendant la phase d'éjection sous forte contrainte.
La mécanique de la réduction de la friction
Amélioration de la compatibilité du moule
La fonction centrale du lubrifiant est d'améliorer la compatibilité entre la poudre métallique (telle que la poudre de fer atomisée à l'eau) et les parois internes de la matrice. Sans cette gestion de l'interface, le contact métal sur métal serait destructeur.
Fluidification du flux de poudre
Les lubrifiants facilitent le mouvement des particules pendant le processus de compaction. En réduisant la traînée, ils permettent à la poudre de s'écouler en douceur et de remplir uniformément la cavité de la matrice. Cela garantit que la matière première est distribuée de manière cohérente avant l'application de la pression.
Réduction de la friction interne et externe
La réduction de la friction se produit à deux niveaux : entre les particules de poudre elles-mêmes et entre la poudre et les parois du moule. Cette double action est nécessaire pour transmettre efficacement la pression à travers le compact.
Protection des outils et de la pièce
Minimisation de l'usure du moule
La compaction de poudre métallique génère une pression et une friction immenses. Le lubrifiant agit comme une barrière protectrice qui minimise considérablement l'usure du moule de pressage. Cela prolonge la durée de vie des outils et maintient la précision dimensionnelle sur les séries de production.
Assurer une éjection réussie
Le rôle peut-être le plus critique du lubrifiant apparaît après la compaction. Il assure l'éjection réussie du "compact vert" (la pièce pressée mais non frittée) de l'outil. En empêchant le métal de coller à la matrice, le lubrifiant permet à la pièce de glisser en douceur.
Préservation de la résistance à vert
Au-delà de la simple facilitation de l'éjection, le lubrifiant aide à maintenir l'intégrité de la pièce. Il empêche les défaillances structurelles ou les fissures qui pourraient survenir si la pièce adhère aux parois du moule lors du retrait, préservant ainsi la "résistance à vert" nécessaire à la manipulation avant le frittage.
Risques courants sans lubrification
Dommages immédiats aux outils
Omettre les lubrifiants ou ne pas utiliser les proportions spécifiques correctes (par exemple, des concentrations autour de 0,9 %) crée un environnement de friction élevé. Cela entraîne des dommages rapides et graves aux parois du moule pendant le processus de compaction.
Défaillance structurelle du compact
Sans le glissement fourni par le lubrifiant, le compact vert risque de coller à la matrice. Cette adhérence entraîne une défaillance structurelle, provoquant la fissuration ou la désintégration de la pièce lors de l'éjection avant même qu'elle n'atteigne le four de frittage.
Faire le bon choix pour votre objectif
Pour optimiser la production de vos engrenages frittés de haute résistance, tenez compte des principes suivants :
- Si votre objectif principal est la longévité des outils : Assurez-vous que votre mélange de lubrifiant est optimisé pour minimiser la friction à l'interface de la paroi du moule, empêchant ainsi l'usure prématurée de la matrice.
- Si votre objectif principal est la qualité de la pièce : Concentrez-vous sur la capacité du lubrifiant à faciliter une éjection en douceur, garantissant que le compact vert conserve sa forme et son intégrité structurelle.
Une lubrification correcte n'est pas seulement une étape d'ajout ; c'est la condition préalable à un processus de compaction viable.
Tableau récapitulatif :
| Fonction | Bénéfice principal | Impact sur la production |
|---|---|---|
| Réduction de la friction | Minimise la traînée métal sur métal | Améliore la distribution de la pression et le flux de poudre |
| Protection des outils | Réduit l'usure des parois de la matrice | Prolonge la durée de vie du moule et maintient la précision |
| Support à l'éjection | Empêche l'adhérence de la pièce | Assure l'intégrité du compact vert et prévient les fissures |
| Flux de poudre | Remplissage uniforme de la cavité de la matrice | Densité et contrôle du poids constants de la pièce |
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Références
- Ali Rajaei, Christoph Broeckmann. Numerical Modelling of the Powder Metallurgical Manufacturing Chain of High Strength Sintered Gears. DOI: 10.1186/s10033-021-00646-4
Cet article est également basé sur des informations techniques de Kintek Press Base de Connaissances .
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