生產(chǎn)管理-粉末冶金閘瓦生產(chǎn)工藝流程

會計(jì)實(shí)操文庫1/8生產(chǎn)管理-粉末冶金閘瓦生產(chǎn)工藝流程一、原料準(zhǔn)備（一）金屬粉末選擇基體金屬粉末：通常選用銅基或鐵基粉末作為基體。銅基粉末（如電解銅粉、霧化銅粉）具有良好的導(dǎo)熱性、耐腐蝕性和摩擦性能，適用于對制動平穩(wěn)性要求較高的場合。鐵基粉末（如還原鐵粉、霧化鐵粉）成本相對較低，且具有較高的強(qiáng)度和硬度，在一些重載制動應(yīng)用中較為常見。根據(jù)閘瓦的使用工況和性能要求，確定基體金屬粉末的種類和粒度。一般銅基粉末粒度在-200目至-325目之間，鐵基粉末粒度在-150目至-200目之間，合適的粒度有助于提高混料均勻性和產(chǎn)品性能。添加劑粉末：添加多種粉末添加劑來改善閘瓦的綜合性能。如加入石墨粉末，可降低摩擦系數(shù)，提高閘瓦的自潤滑性能，減少磨損；添加錫粉、鉛粉等低熔點(diǎn)金屬粉末，能增強(qiáng)基體的韌性和可塑性，改善燒結(jié)性能。此外，還會添加一些硬質(zhì)相粉末，如碳化鎢（WC）、碳化鉻（Cr?C?）等，以提高閘瓦的耐磨性和硬度。添加劑的種類和添加量需根據(jù)具體的產(chǎn)品配方和性能目標(biāo)進(jìn)行精確調(diào)配，例如石墨添加量一般在5%-20%，碳化鎢添加量在3%-10%。（二）原料質(zhì)量檢驗(yàn)化學(xué)成分分析：對采購的金屬粉末和添加劑粉末進(jìn)行嚴(yán)格的化學(xué)成分分析。采用光譜分析、化學(xué)滴定等方法，檢測粉末中各元素的含量，確保其符合產(chǎn)品配方要求。例如，對于銅基粉末，要精確檢測銅、鋅、鉛等元素的含量；對于添加劑粉末，檢測其純度和雜質(zhì)含量。任何不符合成分標(biāo)準(zhǔn)的粉末都需退回供應(yīng)商或進(jìn)行提純處理。物理性能檢測：檢測粉末的物理性能，包括粒度分布、松裝密度、流動性等。使用激光粒度分析儀測定粉末的粒度分布，保證粒度在規(guī)定范圍內(nèi)。松裝密度和流動性影響混料和成型過程，通過松裝密度儀和粉末流動性測試儀進(jìn)行檢測。松裝密度需控制在一定范圍，如銅基粉末松裝密度一般在2.5-3.5g/cm3，以確保在成型過程中粉末能均勻填充模具。流動性好的粉末有助于提高混料效率和成型質(zhì)量，一般要求粉末在標(biāo)準(zhǔn)漏斗中的流出時間在15-30秒之間。二、混料（一）混料設(shè)備選擇攪拌式混料機(jī)：常用的攪拌式混料機(jī)有V型混料機(jī)、雙錐混料機(jī)等。V型混料機(jī)由兩個不對稱的圓筒呈V型連接而成，在旋轉(zhuǎn)過程中，粉末在兩個圓筒間不斷翻滾、混合，能實(shí)現(xiàn)較好的混合效果。雙錐混料機(jī)則具有兩個圓錐體連接而成的混合腔，通過旋轉(zhuǎn)使粉末在腔體內(nèi)產(chǎn)生復(fù)雜的運(yùn)動軌跡，達(dá)到均勻混合的目的。這些混料機(jī)適用于多種粉末的混合，可處理不同批量的物料，一般批量在50-500千克之間。球磨混料機(jī)：對于一些需要更精細(xì)混合且同時對粉末進(jìn)行一定細(xì)化處理的情況，采用球磨混料機(jī)。球磨混料機(jī)內(nèi)裝有研磨介質(zhì)（如鋼球、陶瓷球），在旋轉(zhuǎn)過程中，研磨介質(zhì)對粉末進(jìn)行沖擊、研磨和攪拌，使粉末混合均勻并細(xì)化。球磨混料機(jī)可有效改善粉末的分散性，提高混料質(zhì)量，但混料時間相對較長，一般在2-8小時之間，適用于對混合均勻度要求極高的高性能閘瓦生產(chǎn)。（二）混料工藝控制混料時間與轉(zhuǎn)速：根據(jù)混料設(shè)備類型和粉末特性，精確控制混料時間和轉(zhuǎn)速。在攪拌式混料機(jī)中，一般混料時間為30-120分鐘，轉(zhuǎn)速在10-30轉(zhuǎn)/分鐘之間。混料時間過短，粉末混合不均勻；時間過長，可能導(dǎo)致粉末顆粒團(tuán)聚或產(chǎn)生加工硬化現(xiàn)象。例如，對于銅基粉末和石墨等添加劑的混合，在V型混料機(jī)中，轉(zhuǎn)速設(shè)定為20轉(zhuǎn)/分鐘，混料時間控制在60分鐘左右，可獲得較好的混合效果。在球磨混料機(jī)中，轉(zhuǎn)速一般在100-300轉(zhuǎn)/分鐘，混料時間根據(jù)具體要求調(diào)整，如生產(chǎn)高性能閘瓦時，球磨混料時間可延長至6-8小時，以保證粉末充分混合和細(xì)化。添加劑加入順序：合理安排添加劑的加入順序，以提高混料效果。一般先將基體金屬粉末放入混料機(jī)中進(jìn)行預(yù)混，使基體粉末初步均勻分散。然后，按照一定順序逐步加入添加劑粉末。例如，先加入低熔點(diǎn)金屬粉末，使其均勻分布在基體粉末中，改善基體的燒結(jié)性能；再加入石墨等潤滑性添加劑，最后加入硬質(zhì)相粉末。這樣的加入順序可確保各添加劑在基體中均勻分散，充分發(fā)揮其作用，提高閘瓦的綜合性能。三、成型（一）模具設(shè)計(jì)與制造模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：根據(jù)閘瓦的形狀、尺寸和精度要求，設(shè)計(jì)專用模具。模具結(jié)構(gòu)包括上模、下模、芯棒等部分，確保在成型過程中能準(zhǔn)確塑造閘瓦的外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)。例如，對于帶有復(fù)雜散熱槽和安裝孔的閘瓦，模具需設(shè)計(jì)相應(yīng)的凸起和型芯，以形成這些結(jié)構(gòu)。模具的尺寸精度要求極高，一般公差控制在±0.05mm以內(nèi)，以保證閘瓦的尺寸精度符合使用要求。模具材料選擇：選用高強(qiáng)度、高耐磨性的模具材料，如Cr12MoV模具鋼、硬質(zhì)合金等。Cr12MoV模具鋼具有較高的強(qiáng)度和韌性，熱處理后硬度可達(dá)HRC58-62，能滿足一般粉末冶金閘瓦成型模具的使用要求，且成本相對較低。對于生產(chǎn)批量大、對模具耐磨性要求極高的情況，可采用硬質(zhì)合金模具。硬質(zhì)合金模具硬度高（可達(dá)HRA89-93），耐磨性好，但成本較高。根據(jù)生產(chǎn)需求和經(jīng)濟(jì)成本綜合考慮，選擇合適的模具材料。（二）成型方法模壓成型：將混合好的粉末裝入模具型腔中，通過壓力機(jī)施加壓力，使粉末在模具中壓實(shí)成型。壓力機(jī)的壓力根據(jù)閘瓦的材質(zhì)、形狀和尺寸確定，一般在100-500MPa之間。例如，對于小型銅基粉末冶金閘瓦，模壓壓力可控制在200-300MPa；對于大型鐵基閘瓦，壓力可能需提高到300-500MPa。保壓時間一般為10-30秒，確保粉末壓實(shí)緊密，成型后的坯體具有一定的強(qiáng)度。模壓成型具有生產(chǎn)效率高、尺寸精度高的優(yōu)點(diǎn)，適用于大規(guī)模生產(chǎn)形狀相對簡單的閘瓦。等靜壓成型（若適用）：對于一些對密度和性能要求極高、形狀復(fù)雜的閘瓦，可采用等靜壓成型方法。將混合粉末裝入彈性模具中，密封后放入高壓容器內(nèi)，通過液體介質(zhì)均勻施加壓力（一般壓力在100-600MPa），使粉末在各個方向上受到相同壓力而壓實(shí)成型。等靜壓成型能使坯體密度均勻，減少內(nèi)部缺陷，提高閘瓦的綜合性能。但等靜壓成型設(shè)備成本高，生產(chǎn)效率相對較低，一般用于生產(chǎn)高端、高性能的粉末冶金閘瓦。四、燒結(jié)（一）燒結(jié)設(shè)備與工藝燒結(jié)爐選擇：采用真空燒結(jié)爐或氣氛保護(hù)燒結(jié)爐進(jìn)行燒結(jié)。真空燒結(jié)爐能有效排除爐內(nèi)的氧氣和其他雜質(zhì)，避免粉末在高溫下氧化，提高燒結(jié)質(zhì)量。氣氛保護(hù)燒結(jié)爐則通入氮?dú)?、氫氣等保護(hù)氣體，防止粉末氧化，同時某些氣體（如氫氣）還能起到還原作用，改善燒結(jié)效果。根據(jù)閘瓦的材質(zhì)和性能要求選擇合適的燒結(jié)爐，對于銅基閘瓦，真空燒結(jié)爐或氫氣保護(hù)氣氛燒結(jié)爐均可適用；對于鐵基閘瓦，氫氣保護(hù)氣氛燒結(jié)爐能更好地防止鐵的氧化和脫碳。燒結(jié)溫度與時間控制：根據(jù)粉末冶金閘瓦的材質(zhì)和成分，精確控制燒結(jié)溫度和時間。一般銅基粉末冶金閘瓦的燒結(jié)溫度在800-950℃之間，燒結(jié)時間為1-3小時；鐵基閘瓦的燒結(jié)溫度在1000-1200℃之間，燒結(jié)時間為2-4小時。燒結(jié)溫度過低，粉末顆粒之間的結(jié)合不充分，閘瓦強(qiáng)度低；溫度過高，可能導(dǎo)致閘瓦變形、晶粒長大，影響性能。例如，對于含錫銅基閘瓦，燒結(jié)溫度控制在850-900℃，燒結(jié)時間為1.5-2小時，可使銅粉與錫粉充分?jǐn)U散、融合，形成良好的合金結(jié)構(gòu)，提高閘瓦的強(qiáng)度和摩擦性能。（二）燒結(jié)后處理整形與加工：燒結(jié)后的閘瓦可能會出現(xiàn)一定程度的變形，需要進(jìn)行整形處理。采用機(jī)械加工方法，如磨削、銑削等，對閘瓦的外形尺寸進(jìn)行修整，使其符合設(shè)計(jì)要求。對于一些有安裝孔、配合面等精度要求較高的部位，進(jìn)行精密加工，保證尺寸精度和表面粗糙度。例如，使用平面磨床對閘瓦的摩擦面進(jìn)行磨削加工，使表面粗糙度達(dá)到Ra0.8-Ra1.6μm，提高制動時的接觸均勻性和摩擦穩(wěn)定性。熱處理（若需要）：根據(jù)閘瓦的性能要求，可能需要進(jìn)行熱處理。對于一些高強(qiáng)度要求的鐵基閘瓦，可進(jìn)行淬火和回火處理。淬火溫度一般在850-950℃，保溫時間根據(jù)閘瓦尺寸確定，然后迅速冷卻（如油冷），使閘瓦獲得馬氏體組織，提高硬度和強(qiáng)度。回火溫度在500-650℃之間，回火時間為1-2小時，消除淬火應(yīng)力，改善閘瓦的韌性。通過熱處理，可進(jìn)一步優(yōu)化閘瓦的力學(xué)性能，滿足不同工況下的使用要求。五、質(zhì)量檢測（一）外觀與尺寸檢測外觀檢查：通過目視和放大鏡檢查閘瓦的外觀質(zhì)量，查看表面是否有裂紋、砂眼、氣孔、夾雜等缺陷。表面應(yīng)光滑，無明顯的加工痕跡和瑕疵。對于有涂覆要求的閘瓦，檢查涂層的均勻性和附著力，確保涂層無脫落、起泡等現(xiàn)象。尺寸測量：使用量具（如卡尺、千分尺、三坐標(biāo)測量儀等）對閘瓦的尺寸進(jìn)行精確測量。測量項(xiàng)目包括長度、寬度、厚度、孔徑、槽深等關(guān)鍵尺寸，確保尺寸偏差在設(shè)計(jì)規(guī)定的公差范圍內(nèi)。例如，閘瓦的厚度公差一般控制在±0.2mm，孔徑公差控制在±0.1mm。對于尺寸不合格的閘瓦，進(jìn)行返工或報(bào)廢處理。（二）性能檢測硬度測試：采用洛氏硬度計(jì)、布氏硬度計(jì)等設(shè)備對閘瓦進(jìn)行硬度測試。在閘瓦的不同部位（如摩擦面、邊緣、內(nèi)部等）進(jìn)行多點(diǎn)測試，取平均值作為閘瓦的硬度值。硬度值應(yīng)符合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求，一般銅基閘瓦硬度在HB50-HB120之間，鐵基閘瓦硬度在HRC20-HRC40之