粉末冶金产品毛刺的形成和去除工艺

粉末冶金属于绿色制造技术，相比传统的加工零件来说，零件的硬度和零件的强度以及韧性都非常好，具有高质量、高效率、低成本的特点，已广泛应用于汽车零部件、电子、航天航空等领域。随着现在工业及自动化水平的不断提高，对于零部件的要求也越来越高，毛刺的问题已被高度重视，去毛刺工序也成为了重要的工艺之一。

一、毛刺产生原因

1.模具

粉末冶金模具一般包括4部分，例如用于制作压溃强度试样的成形模具，即由上模冲、下模冲、芯棒、阴模组成。

（模具结构图）

（1）.模具的间隙

成型件在模具配合间隙处，产生的填充效应，是造成毛刺的根本原因。

（2）.模具的精度

在生产实践中，模冲与阴模、模冲与芯棒之间的间隙是动态变化的，粉末颗粒就会随着模具间隙的变化而变形，从而产生加工硬化，增加了粉末颗粒的硬度和耐磨性。随着磨损的加剧，模具表面粗糙度降低，增大了粉体与模具的摩擦力，在脱模的时候易出现毛刺，甚至不能成形。

（3）.模具的损坏

粉末冶金零件常常有倒角，为了减少后续机械加工，节约成本，在设计模具的时候就把倒角加在模具上，这样模具上易出现薄边，甚至尖角，在这些地方易损坏。由于模具形状复杂，制造费用较高，所以经常在不影响产品最终质量的前提下不会更换，就会出现飞边毛刺，毛刺的形状比较规则，存在于模具缺陷处。

（4）.模具安装与使用

模具安装一般由下向上，由里向外安装，依靠模具本身的配合进行定位。由于模具配合间隙的存在，在安装和调试模具的时候，就不能保证配合间隙的均匀分布，间隙大的一侧，易出现毛刺，间隙小的一侧，易产生干摩擦而导致局部粘着磨损。特别是在成形异形件时，由于模具压力中心跑偏与机床压力中心不重合而失稳，不仅产生较大的毛刺，而且还加速模具的磨损损坏，对设备的精度也会有一定的影响。这些问题会产生局部形状不规则毛刺。

（5）.设备的精度

设备精度不足，导致模具的使用工况恶化，促使了毛刺的产生。另外，如装粉高度超过了设备的行程范围，压制压力过大导致设备吨位不足等，导致设备运行不稳定，也会产生毛刺。这类毛刺多随机分布于零件的表面。

2.机加工设备

金属切削加工就其本质而言，就是金属在刀具作用下经受挤压而产生变形的过程。工件的边、角、棱等部位上的被切削层金属在切削中产生较大的塑性变形，并在切削与工件表面断裂分离的过程中，使其一部分滞留在工件的边、角、棱等部位上，形成了切削毛刺。

二、毛刺对产品质量的影响

1、影响产品的定位性能。粉末冶金多采用纵向压制，产品的侧面成形能力差。对于侧面含孔的零件，往往需要机械加工。毛刺的存在必然导致定位误差，从而影响孔的加工精度。对于精度要求比较高的零件，必须在机械加工之前，去除毛刺。此外，毛刺还影响了零件的检测精度。

2、影响产品的装配性能。对一些装配要求较高的结构件，由于毛刺的存在易造成配合零件的干涉和卡死，如电机衬套、汽车减震器的导向套、底阀座、活塞等，毛刺的存在直接影响装配要求。

3、影响产品的使用性能。机械运行过程中，在摩擦力的作用下，毛刺易脱落，加剧磨损，造成零件的早期失效。在液压系统中，脱落的毛刺随液压油一起进入液压系统的回路中，影响了液压系统的正常运行，出现爬行、抖动现象。

4、影响产品的表面质量。毛刺影响产品表面的光洁度，在对表面质量要求比较高场合，导致零件的不合格，如某些齿轮泵侧板由于零件未去除或去除不干净的毛刺而不能使用。

5、影响产品的热处理性能。带有毛刺的零件经热处理时，容易应力集中，产生裂纹，致使零件疲劳强度降低。这对于承受高负荷和高速运动的零件不能忽视。

三、粉末冶金行业专用去毛刺工艺（机械式）

1.平面类去毛刺机（双面自动翻转）

采用湿式去毛刺且自动翻转，以磁性输送机构输送零件，出料口设有退磁器，运行过程中双动力头同时工作，动力头采用四盘刷公转（两正两反）自转复合运动及伺服升降控制，可均匀去除平面上多部位毛刺并形成均匀的圆角，自动补偿，可与前后道工序连线实现无人化生产，适用于厚度100mm，外径φ140mm以内的零件去毛刺。