粉末冶金機(jī)械零件的經(jīng)濟(jì)評估方法
粉末冶金機(jī)械零件的產(chǎn)品設(shè)計(jì)師，在進(jìn)行設(shè)計(jì)之前，必須對生產(chǎn)成本作出評估，以便報(bào)出供貨價(jià)格。具有較長時(shí)期從事生產(chǎn)設(shè)計(jì)或營銷的人員，根據(jù)其工作經(jīng)驗(yàn)，即使尚未對整個(gè)生產(chǎn)過程的全部因素進(jìn)行必要的綜合，也大體上能提前作出經(jīng)濟(jì)可行性評估。
粉末冶金零件的成本主要與粉末冶金零件生產(chǎn)過程和生產(chǎn)實(shí)際操作內(nèi)容、批量大小和模具費(fèi)用相關(guān)。其中特別和模具制作費(fèi)用與批量大小密切相關(guān)。一個(gè)復(fù)雜形狀 零件，模具制作費(fèi)用和要求壓機(jī)檔次所反映出來的壓制費(fèi)用雖然較高，但由于批量大，當(dāng)分?jǐn)偟絾渭䲡r(shí)，其成本可大幅度降低。
粉末冶金零件的生產(chǎn)直接成本分為五個(gè)方面：材料；模具；壓制；燒結(jié)；后續(xù)處理。
金屬粉末的成本一般高于鑄件形式的相應(yīng)金屬成本，這是因?yàn)閷⒔饘馘V制成粉末要消耗能量等因素。當(dāng)然，粉末冶金工藝的材料利用率很高，因此，制成產(chǎn)品后材 料的總成本未必一定高于鑄鍛工藝制造的零件。粉末冶金最終產(chǎn)品的材料利用率一般在95％～98％，金屬零件原材料成本近似計(jì)算為：
每克金屬材料費(fèi)用×零件體積×零件密度
材料費(fèi)用中還應(yīng)包括潤滑劑、合金元素添加劑等實(shí)際原材料費(fèi)用在內(nèi)。
2．壓制成本
壓制成本包括機(jī)器成本和勞動(dòng)成本。隨著壓機(jī)噸位增大，壓機(jī)投資成本增加，相反生產(chǎn)率降低。壓機(jī)大小的選擇以垂直于壓制方向的最大橫截面積與單位壓制壓力 的乘積為依據(jù)。單位壓制壓力跟零件壓制密度有關(guān)。鐵基零件中低密度單位壓制壓力一般為400MPa，中高密度為600～700MPa。壓機(jī)成本還和壓機(jī)自 動(dòng)化程度和壓制速率有關(guān)。粉末冶金壓機(jī)運(yùn)行周期雖然比沖壓件慢，但比塑料成形壓機(jī)快，所需設(shè)備也較少。
3．燒結(jié)成本
燒結(jié)成本包括設(shè)備成本，能耗、保護(hù)氣體和勞動(dòng)成本。燒結(jié)成本中由于燒結(jié)工序不同，如需進(jìn)行熔滲，還包括熔滲成本(附加熔滲金屬壓制、擺放等費(fèi)用)。由于燒結(jié)不必將燒結(jié)基體金屬加熱到熔點(diǎn)，所需能耗低于鑄造工藝。
4．模具成本
模具成本包括了模具原價(jià)加上維修和更換的費(fèi)用。模具原價(jià)取決于模具復(fù)雜程度，而模具復(fù)雜程度直接與零件的復(fù)雜程度有關(guān)。因此，成本應(yīng)和零件復(fù)雜程度有關(guān)。由于一套粉末冶金模具常常生產(chǎn)大批量零件，模具材料應(yīng)選用能承受高的壓制壓力和粉末摩擦的材料。
5．后續(xù)處理成本
后續(xù)處理成本包括了所有可能需要進(jìn)行的后續(xù)處理工序的費(fèi)用，如精整、浸漬、金屬少量切削加工、熱處理或表面處理(蒸汽處理，打磨、去毛刺、噴丸等)。
除了生產(chǎn)直接成本外，生產(chǎn)成本中還應(yīng)包括管理費(fèi)用和輔助費(fèi)用。管理費(fèi)用中包括了設(shè)計(jì)、技術(shù)、銷售等主要項(xiàng)目，輔助費(fèi)用中包括了電力管理、設(shè)備維修、運(yùn)輸 等項(xiàng)經(jīng)費(fèi)。這些費(fèi)用一般可由上述直接成本中長期積累的數(shù)據(jù)占生產(chǎn)直接成本的比值作為依據(jù)核算進(jìn)去。但當(dāng)和其他機(jī)械制造工藝作概括評估時(shí)，可以生產(chǎn)直接成本 作為經(jīng)濟(jì)評估、對比的項(xiàng)目。
模鑄和粉末冶金兩種工藝在尺寸精度和少、無切削加工上，有很大的競爭力，孰優(yōu)孰劣常常從形狀復(fù)雜程度和材料 的某些特殊要求加以考察。模鑄在大尺寸產(chǎn)品上比粉末冶金寬。但在模具費(fèi)用和切削加工費(fèi)用方面，一般來說，粉末冶金更為有利。在材料的耐磨性、耐腐蝕性和要 求更高的強(qiáng)度等方面，粉末冶金材料有更多的選擇余地。
當(dāng)零件采用單一模子經(jīng)一次沖壓完成時(shí)，沖壓應(yīng)該是更經(jīng)濟(jì)可行的工藝方法。當(dāng)需要幾 副模具才能完成最終零件形狀時(shí)，沖壓模具成本和設(shè)備費(fèi)用明顯增加。這種情況下，粉末冶金更具競爭力。沖壓件消耗的材料與它最終產(chǎn)品的材料相比比較多，包括 周邊和切除內(nèi)孔將耗掉大量金屬，消耗掉的材料費(fèi)占原材料費(fèi)用中較大份額，這方面和粉末冶金工藝材料高利用率很難抗衡。
鑄造和熔模鑄造， 在材料性能上基本差不多。熔模鑄造亦是一種高精度工藝，可以制造形狀較復(fù)雜的零件，其工具成本費(fèi)不高，但生產(chǎn)成本較高。當(dāng)生產(chǎn)數(shù)量不大時(shí)，具有競爭力。鑄 造的工具成本較低，生產(chǎn)成本較高。鑄造后面的精加工工序多，以及鑄件的缺陷，如氣孔、夾雜和收縮等，使粉末冶金工藝顯出更多優(yōu)勢。雖然粉末冶金模具成本 高，但粉末冶金工藝一般只有大批量生產(chǎn)同一零件品種時(shí)才被選用，所以模具成本可分?jǐn)偟脚苛慵�。�?dāng)粉末冶金成形復(fù)雜形狀和精密尺寸而能取消大部分金屬加 工工序時(shí)，能顯示出很強(qiáng)的優(yōu)勢。
自動(dòng)切削機(jī)床加工與各種機(jī)械加工工藝相比，工具成本最低，且機(jī)床的自動(dòng)化程度很高，勞動(dòng)強(qiáng)度低。但是， 切削加工一般采用棒材、管材或坯料為原材料，材料利用率很低。如用棒材切削加工時(shí)，材料利用率甚至低于50％。選用切削加工還是粉末冶金工藝，取決于零件 加工時(shí)切削量和生產(chǎn)批量大小。切削量大，批量也大，則粉末冶金工藝優(yōu)勢遠(yuǎn)比切削加工強(qiáng)。如果零件形狀為沿軸中心線不對稱的非圓柱狀及帶托臺時(shí)，粉末冶金工 藝更具有優(yōu)勢。但切削加工可以制造任何尺寸以及高力學(xué)性能的零件。粉末鍛造雖然使密度接近致密態(tài)，合金化及熱處理后亦能大幅度提高性能，但粉末鍛造模具費(fèi) 用高，且形狀上亦需要適合鍛造過程中材料的流動(dòng)和致密化過程。
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