'Metal enjeksiyon materialları' eşitdikdə, əksər beyinlər birbaşa metal tozuna sıçrayır. Bu, əlbəttə ki, başlıq aktıdır. Ancaq mağaza mərtəbəsində hər hansı bir vaxt keçirmisinizsə, bilirsiniz ki, əsl hekayə bağlayıcı sistemdən başlayır və soba atmosferi ilə bitir. Əhəmiyyətli olan təkcə ruh deyil, bütün kokteyldir. Mən çox sayda layihənin dayandığını görmüşəm, çünki kimsə gözəl, sferik 17-4PH toz əldə edib, lakin onu hissənin həndəsəsini idarə edə bilməyən ümumi mum-polimer bağlayıcı ilə qoşalaşdırıb, ayırma zamanı fəlakətli təhrifə gətirib çıxarıb. Material təkcə metal deyil; xammaldır. Bu, ilk və çox vaxt ən bahalı dərsdir.
Xammal tənliyi: Elmdən daha çox sənət
Xammal ehtiyatını düzgün əldə etmək bəzən kimyagərlik kimi hiss olunur. Tozun yüklənməsinin ideal nisbəti - bağlayıcıdakı metal tozunun həcm faizi - iplə gəzməkdir. Mürəkkəb hissə üçün onu çox yüksək itələyin və siz MIM-in qiymətləndirdiyi çox axıcılığı itirirsiniz. Enjeksiyon qəlibləmə maşını mübarizə aparır, siz qaynaq xətləri, boşluqlar əldə edirsiniz. Çox aşağıdır və sinterləmə zamanı hissə gözlənilməz şəkildə kiçilir və spesifikasiyadan kənara çıxır. Bir dəfə işlətdiyimiz yüksək aşınma komponenti üçün incə, qazla atomlaşdırılmış 316L tozdan istifadə edərək, dərslik tövsiyəsindən bir qədər aşağı yükləməli olduq. Niyə? Hissənin qalın bir qovşağın yanında gülünc dərəcədə nazik bir kəsik var idi. Standart yükləmə lavabo izlərinə səbəb oldu. Doldurmağı təmin etmək üçün bir qədər aşağı sıxlığa güzəştə getdik, sonra kompensasiya etmək üçün sinterləmə profilini düzəltdik. İşlədi, amma heç bir təlimatda yox idi.
Bu, bağlayıcının rolunun cinayət kimi qiymətləndirildiyi yerdir. Bu, sadəcə müvəqqəti yapışqan deyil. Termik və ya həlledicinin ayrılması zamanı onun parçalanma kinetikası tozun qablaşdırılması ilə mükəmməl sinxronlaşdırılmalıdır. Burada uyğunsuzluq var və siz şişkinlik, çatlama və ya 'yaşıl hissə' çökməsi alırsınız. Bağlayıcı təchizatçının xəbərdarlıq etmədən katalizatoru dəyişdirdiyi bir partiyanı xatırlayıram. Parçalar qəlibdən çıxanda mükəmməl görünürdü, lakin sobada yorğun xəmir kimi çökdü. Ümumi itki. Toz eyni idi, metal spesifikasiyası dəyişmədi. Uğursuzluq bağlayıcı sistemin “kiçik” komponentində olub.
Və toz xüsusiyyətləri haqqında danışaq. Sferiklik və hissəcik ölçüsü paylanması (PSD) hər şeydir. Dar bir PSD böyük qablaşdırma nəzəriyyəsi verə bilər, lakin yaxşı idarə olunan, bir qədər daha geniş paylama tez-tez praktikada daha yaxşı axır və daha etibarlı şəkildə sinterlənir. Kobalt-xrom tibbi implant xammalı üçün, düzgün PSD əyrisini əldə etmək üçün iki fərqli toz partiyasını qarışdırana qədər məsamə problemi ilə mübarizə apardıq. Hər lot üçün texniki vərəqlər "məqbul" idi, lakin sehr qarışıqda idi. Siz məlumat cədvəlindən bunu öyrənmirsiniz; siz onu hurdaya düşmüş qruplardan öyrənirsiniz.
Sinterləmə: Materialın həqiqətən əmələ gəldiyi yer
Bu, geri dönüşü olmayan nöqtədir. Siz kövrək bir "qəhvəyi hissəni" qəlibləşdirdiniz və ayırdınız. İndi sinterləmə sobasında metal hissəcikləri birləşir və əsl material xüsusiyyətləri ortaya çıxır. Əsas material seçiminiz - paslanmayan polad, alət polad, xüsusi ərinti - yanğınla sınaqdan keçirildiyi yer budur. Atmosferə nəzarət kraldır. 17-4PH kimi xrom tərkibli poladın sinterlənməsi zamanı hidrogen-azot atmosferində kiçik bir oksigen sızması səth karbonunu azalda və korroziyaya qarşı müqaviməti məhv edə bilər. Biz ucuz sığorta siyasəti olan soba atmosferini “sınamaq” üçün hər kritik partiyadan əvvəl dummy hissələri işlətməyi öyrəndik.
Sinterləmə dövrünün özü material üçün xüsusi bir reseptdir. Ramp dərəcələri, saxlama temperaturları, soyutma sürətləri - bunların hamısı son mikro quruluşu diktə edir. Yumşaq maqnit ərintisi (Fe-50%Ni kimi) tələb edən bir layihə üçün sinterləmə temperaturundan soyutma dərəcəsi istənilən maqnit keçiriciliyini inkişaf etdirmək üçün kritik idi. Çox sürətli və biz əmlak pəncərəsini qaçırdıq. Spesifikasiyaya çatmaq üçün incə soyutma cımbızları ilə üç soba işləməsi lazım idi. Satınalma sifarişindəki "material" sadəcə Fe-50Ni idi. Funksional material həmin sobada yaradılmışdır.
Büzülmə birbaşa xammal ilə əlaqəli digər böyük dəyişəndir. Biz izotrop büzülməni hədəfləyirik, lakin bu, heç vaxt mükəmməl bir formada olmur. Dəqiq dişli komponent üçün biz satıcının ümumi 15-18% iddiasına deyil, həmin xüsusi 4140 ərintisi xammalı üçün hazırladığımız empirik büzülmə faktoruna əsaslanaraq qəlib boşluğunu dizayn etməli olduq. Kritik müstəvidə faktorumuz 16,7% ±0,3% idi. Bu dəqiqlik yüzlərlə sinterlənmiş hissələrin ölçülməsi və qarşılıqlı əlaqənin nəticəsidir. Bu, şirkətin daxili oyun kitabında qalan maddi bilik növüdür.
Niyə Kobalt və Nikel kimi ərintilər oyunu dəyişdirir?
Ümumi paslanmayan poladlardan kimi səltənətlərə keçmək kobalt əsaslı ərintilər və ya nikel əsaslı ərintilər MIM üçün çətinlik və qiymətdə bir addım dəyişiklikdir. Bunlar sadəcə 'xeyli poladlar' deyil. Onların sinterləmə pəncərələri inanılmaz dərəcədə dar ola bilər. Biotibbi istifadə üçün kobalt-xrom-molibden ərintisi taxıl böyüməsi olmadan tam sıxlığa nail olmaq üçün 20 dərəcə Selsi pəncərəsində sinterləşə bilər. Darıxırsınız və ya qalıq məsaməlik və ya kövrəklik əldə edirsiniz.
Bu yüksək performanslı ərintilər üçün bağlayıcıların çıxarılması da daha mürəkkəbdir. Onların tozları çox vaxt daha reaktivdir, buna görə də səthin çirklənməsinin qarşısını almaq üçün daha yavaş termal üsullara nisbətən katalitik birləşməyə (məsələn, azot turşusu buxarından istifadə etməklə) üstünlük verilə bilər. Bu, prosesin mürəkkəbliyini və dəyərini artırır. Lakin qazanc işlənmiş materiala yaxınlaşan xassələri olan hissələrdir - nikel super ərintisindən MIM vasitəsilə hazırlanmış reaktiv mühərrik yanacaq injektorlarının fırlanma mexanizmlərini düşünün. Dəyər təkcə maddi xərcdə deyil, xalis formanın mürəkkəbliyindədir.
Bu, dərin tökmə və emal təcrübəsinin əvəzolunmaz olduğu bir sahədir. İnvestisiya tökmə və xüsusi ərintilərin emalı sahəsində uzun tarixi olan bir şirkət, məsələn Qingdao Qiangsenyuan Technology Co., Ltd. (QSY), MIM-ə fərqli bir perspektiv gətirir. Onlar metallurgiya ilə məşğul olurlar xüsusi ərintilər onların qabıq və investisiya tökmə əməliyyatları vasitəsilə onilliklər ərzində. Bu metalların istilik altında necə davrandıqları, atmosferlərlə necə qarşılıqlı əlaqədə olduqları və necə bitirilə biləcəyi ilə bağlı köklü bilik onları qəlibləşdirməyə cəhd edərkən böyük bir aktivdir. Onlar başa düşürlər ki, sinterləmədən sonrakı vəziyyət bir çox hissələr üçün yalnız başlanğıc boşluqdur, daha sonra dəqiqlik tələb olunacaq CNC emal kritik xüsusiyyətlər üzrə son tolerantlıqları qarşılamaq. MIM prosesi və material seçimi bu sonrakı emal addımı nəzərə alınmaqla hazırlanmışdır.
Emal əlaqəsi: MIM həmişə "bitmiş" demək deyil
Ümumi bir yanlış fikir, MIM hissələrinin sobadan istifadəyə hazır olmasıdır. Çoxları üçün bəli. Lakin yüksək dəqiqlikli tətbiqlər üçün sinterləmə ikinci dərəcəli əməliyyatlarla izlənilir. Bu material seçimi üçün vacibdir. Əvvəlcədən bərkidilmiş və ya sinterləndikdən sonra istiliklə müalicə olunacaq bir növ seçə bilərsiniz. Ancaq emal qabiliyyətini də nəzərə almalısınız. Sinterlənmiş MIM hissəsi incə, vahid mikro quruluşa malikdir, lakin onu emal etmək həmişə xəyal deyil. Aşındırıcı ola bilər.
Bizdə 440C paslanmayan poladdan hazırlanmış MIM hissəsi olan bir qutu var idi, ona dəlik açılmalıdır. Parça sinterləndikdən sonra tam sıx və sərt oldu. Birbaşa ona toxunmaq alətləri çeynəmək idi. Biz emal üçün bir qədər yumşaq vəziyyətdə buraxmaq üçün sinterləmə dövrünü tənzimləməli olduq, sonra sonrakı sərtləşmə istilik müalicəsi əlavə etdik. “Material” prosesi belə idi: xammalın hazırlanması -> qəlibləmə -> yapışdırma -> sinterləmə (yumşaq) -> CNC emal -> istilik müalicəsi -> son məhsul. Ocaqdan sonra materialın səyahəti bitmədi.
Bu inteqrasiya olunmuş görünüş əsasdır. Buna görə ən uğurlu oyunçulardan bəziləri təmiz MIM dükanları deyil. Onlar prosesləri birləşdirən QSY kimi inteqrasiya olunmuş istehsalçılardır. Onlar mürəkkəb, yüksək ərintili komponent üçün rəsmə baxa və olub olmadığını mühakimə edə bilərlər investisiya tökmə, MIM və ya hibrid yanaşma ən yaxşı həndəsə, material və həcmə əsaslanır. Onların tökmə və emal sahəsindəki 30 ili o deməkdir ki, onlar MIM materiallarını təkcə qəlibləmə və sinterləmə mərhələlərini deyil, bütün istehsal zəncirini tam başa düşərək seçirlər. Onlar bilirlər ki, materialın həqiqi dəyərinə onun hər bir sonrakı əməliyyatda necə davranması daxildir.
Uğursuzluqlar və Onların İzlədiyi Dərslər
Uğurlardan material öyrənmirsiniz. Siz hurda qutularından öyrənirsiniz. Əvvəllər biz avtomobil hissələri üçün nəzərdə tutulmuş aşağı lehimli polad xammalı işlətməyə çalışdıq. Parçalar yaxşı sinterləşdi, əla görünürdü. Lakin duz püskürtmə sınağında onlar saatlarla paslandı, eyni dərəcəli ənənəvi işlənmiş hissəsi həftələr davam etdi. Günahkar? Bu xüsusi tozun səth kimyası üçün mükəmməl tənzimlənməmiş atmosfer səbəbindən sinterləmə zamanı karbon itkisi. Materialın “dəyişməsi” düzgün idi, lakin proses onun effektiv tərkibini dəyişdi. Fərqli bir səth passivasiyası ilə MIM üçün hazırlanmış bir pudraya keçməli və soba protokolunu bərkitməli olduq. Son materialı yaradan prosesə nəzarət etməsək, texniki vərəq faydasız idi.
Başqa bir dəfə biz MIM-ə qadir volfram ağır ərintisi istifadə edərək tədqiq etdik. Sıxlıq fantastik idi, lakin xammalın ardıcıl şəkildə formalaşdırılması çox çətin idi. Qapı və qaçış dizaynı, qəlib temperaturu, enjeksiyon parametrləri üzərində aylar sərf etdik. Biz funksional hissələr aldıq, lakin gəlir heç vaxt həcm üçün iqtisadi cəhətdən sərfəli deyildi. Biz onu saxladıq. Material kağız üzərində perspektivli idi, lakin onun xammaldan etibarlı komponentə çevrilməsinin praktiki reallıqları layihəni öldürdü. Bu, yalnız cəhd və uğursuzluqla verdiyiniz mühüm mühakimə çağırışıdır.
Yəni düşünəndə metal enjeksiyon qəlibləmə materialları indi mən yalnız ərintilərin siyahısını görmürəm. Mən qərarlar kaskadını görürəm: tozun forması və ölçüsü, bağlayıcı kimya, tozun yüklənməsi, debind üsulu, soba atmosferinin profili, mümkün istilik müalicəsi və zəruri ikincil emal. Material bütün bu zəncirdir. Bu, proseslə müəyyən edilmiş bir varlıqdır. Düzgün əldə etmək hər bir əlaqəyə hörmət etmək deməkdir və bu bilik satın alınmır - o, hissə-hissə qurulur, uğursuzluqla, illər ərzində. Bu, bir toz sifariş etmək və bir komponenti hazırlamaq arasındakı fərqdir.
