Əgər siz kifayət qədər uzun müddətdir ki, istehsalla məşğul olmusunuzsa, Metal Injection Fording (MIM) üçün təklifi eşitmisiniz. Tez-tez plastik qəlibləmə asanlığı ilə hər hansı bir mürəkkəb, kiçik metal hissəni düzəldə bilən bu sehrli proses kimi satılır. İnsanların yıxıldığı ilk yer budur. Bu sehrli deyil və əlbəttə ki, heç bir hissə üçün deyil. Reallıq toz metallurgiyası və plastik inyeksiya prinsipləri arasında çılğın, təfərrüatlı bir rəqsdir, prosesin sərhədlərinə hörmət etməsəniz, hər şeyin yan tərəfə getməsi üçün çox yer var. Mürəkkəblik və həcm siren mahnısı səbəbiylə çoxlu layihələrin dalış etdiyini görmüşəm, ancaq sinterləmə təhrifləri və ya xammal uyğunsuzluqları sahillərində məhv olmaq üçün.
MIM-in əsası: Hamısı xammal və bağlayıcı haqqındadır
Prosesin başladığı yerdən başlayaq: xammal. Bu, sadəcə plastiklə qarışdırılmış metal toz deyil. Bu, çox incə, sferik metal tozunun (20 mikron və ya daha az olduğunu düşünün) və çoxkomponentli bağlayıcı sistemin homojen qarışığıdır. Bağlayıcı müvəqqəti yapışqandır. Bu qarışığı düzgün əldə etmək döyüşün 80%-ni təşkil edir. Toz mükəmməl şəkildə paylanmırsa, sıxlıq gradientləri alırsınız. Sinterləmə zamanı bu hissə kartof çipi kimi əyiləcək. Yeni bir ərinti tədarükçüsü ilə həftələrlə mübarizə apardığımız cərrahi qayçı komponenti layihəsini xatırlayıram. Toz partiyası bir qədər fərqli hissəcik ölçüsü paylanmasına malik idi. Laboratoriya hesabatında yaxşı görünürdü, lakin qəliblənmiş hissələrdə qəribə, yağlı səth hissi var idi. Sinterlənmiş, kövrək idilər. Günahkar? Tozun səth sahəsindəki dəyişiklik onun bağlayıcını necə islatdığını dəyişdi və qəlibləmə zamanı bağlayıcının ayrılmasına səbəb oldu. Kiçik bir spesifikasiya dəyişikliyi, böyük bir uğursuzluq.
Sonra qəlibləmə özü var. Siz bu qranullaşdırılmış xammal ehtiyatını 50-100 min dollara başa gələ biləcək alətə yeridirsiniz. Bu, plastik enjeksiyon qəlibinə bənzəyir və hiss olunur, lakin parametrlər fərqlidir. Ərinmənin özlülüyü daha yüksəkdir və siz aşındırıcı materialla məşğul olursunuz. Alətin köhnəlməsi real, daimi xərcdir. Siz sadəcə maşını quraşdırıb unuda bilməzsiniz. Biz ilk çəkilişlərdən başlayaraq hər bir kritik ölçüdə proses qabiliyyəti tədqiqatları (Cpk) həyata keçiririk. Bununla belə, bareldə bir qızdırıcı bandı sıradan çıxır, temperatur profili dəyişir və birdən enjeksiyon təzyiqiniz sönür və kiçik boşluqlara səbəb olur. Bu boşluqlar sinterlənmədən sonra səth çuxurları kimi görünməyə bilər.
Ayırma mərhələsi, enjeksiyon qəlibləmə hissəsinin bitdiyi və metal hissəsinin başladığı yerdir. Bu, ilkin bağlayıcını çıxarmaq üçün yavaş, diqqətli kimyəvi və ya termal prosesdir. Tələsin, çatlar və ya qabarcıqlar yaranır. Bu, bir çox yeni gələnlərin sadəcə bir soba dövrü olduğunu düşünərək düzgün qiymətləndirməyən bir addımdır. Bu, daha çox idarə olunan parçalanmaya bənzəyir. Bundan sonra, siz qəhvəyi bir hissə ilə qalırsınız - bir iz onurğası bağlayıcı ilə birləşdirilmiş metal tozunun kövrək, məsaməli skeleti. Baxım vaxtıdır.
Sinterləşdirmə: Qayıdış Noktası
Sinterləmə MIM prosesinin ürəyidir. Burada qəhvəyi hissə möhkəm metal hissəyə çevrilir. Siz onu idarə olunan atmosfer sobasında - tez-tez hidrogen və ya vakuumda - metalın ərimə nöqtəsinin bir qədər aşağısına qədər qızdırırsınız. Hissəciklər birləşir. Ümid edirsiniz ki, hissə proqnozlaşdırıla bilən və bərabər şəkildə kiçilir. Biz büzüşmə faktorundan danışırıq, adətən təxminən 15-20%, bu, qəlib dizaynında dəqiq şəkildə kompensasiya olunur. Ancaq proqnozlaşdırıla bilən nəzəri bir termindir.
Mən odlu silah üçün yüksək həcmli komponent üzərində işləmişəm. Hissə uzun, nazik bir rıçaq idi. Ocaqda hissələr keramika qurğularında dəstəklənir. Ayarlayıcı mükəmməl düz deyilsə və ya sobanın isti zonası varsa, sinterləmənin plastik mərhələsində həmin uzun hissə öz çəkisi altında əyilə bilər. 30% bir az əyrilik ilə çıxdığı bir partiyamız var idi. Dərhal getmə/qeyri-geç ölçmə cihazının uğursuz olması kifayət deyil, lakin son montajda yayın gərginliyinə təsir etmək üçün kifayətdir. Əsas səbəb? Sinterləmə sobasında köhnəlmiş konveyer rels kritik temperatur rampası zamanı güclə hiss olunan vibrasiyaya səbəb olur. Biz tapana qədər hər şeyi yoxlamaq günlər çəkdi.
Atmosfer başqa bir səssiz dəyişəndir. Paslanmayan polad 17-4PH üçün, son sərtliyə və korroziyaya davamlılığa birbaşa təsir edən karbon tərkibini idarə etmək üçün bir şeyin qismən təzyiqinə ehtiyacınız var. Fırın qapısının contasındakı kiçik bir sızma oksigeni təqdim edir və siz yorğunluq müddətini poza biləcək səth oksidləşməsini əldə edirsiniz. Duz püskürtmə testi etmədən bunu görməyəcəksiniz. Məhz bu gizli qarşılıqlı əlaqə, sadəcə olaraq hissələri işlədən mağazanı onları mühəndisləşdirən mağazadan ayırır.
MIM harada uyğun gəlir və harada uyğun gəlmir
MIM board üzrə emal və ya investisiya tökmə üçün əvəz deyil. Onun şirin yeri mürəkkəb, kiçik və orta ölçülü hissələrdir (100 qramdan az, çox vaxt 25 qramdan az düşünün) ildə 10 min ədəddən yuxarı həcmdə şəbəkə şəklində istehsala ehtiyac duyur. Ötürücü komponentləri, ortopedik mötərizələri, odlu silah hissələrini, birləşdiriciləri düşünün. Əgər siz onu iki əməliyyatda çubuq ehtiyatından asanlıqla emal edə bilsəniz, MIM çox güman ki, hətta həcmdə də rəqabətə davamlı deyil. Alətlərin dəyəri maneədir.
Ancaq daxili iplər, yan deşiklər və nazik divarları olan miniatür paslanmayan polad korpus kimi bir hissə üçün? MIM-in parladığı yer budur. Bütün bu xüsusiyyətləri bir atışda formalaşdırırsınız. Alternativ, böyük material tullantıları və daha yavaş dövrə vaxtları ilə kiçik bir iş parçasını emal edən çoxoxlu CNC ola bilər. Bir diş əl aləti üçün bir hissəni qiymətləndirdiyimi xatırlayıram. Bu, kiçik, mürəkkəb metal tapmacaya bənzəyirdi. Emal dəyəri astronomik idi və dözümlülük yığma problemləri var idi. MIM onu mümkün diapazona gətirdi, baxmayaraq ki, qəlibləmə zamanı toz qablaşdırma problemlərindən qaçmaq üçün bəzi daxili küncləri yenidən dizayn etməli olduq.
Materialın xüsusiyyətləri tez-tez müzakirə mövzusudur. Sinterlənmiş MIM hissəsi adətən işlənmiş materialın sıxlığının 95-99%-ni təşkil edir. Bir çox tətbiqlər üçün mexaniki xüsusiyyətlər kifayət qədərdir. Ancaq saxta bir hissəyə uyğun olan son dartılma gücünə və ya uzanmağa ehtiyacınız varsa, MIM sizi oraya çatdırmaya bilər. Bu bir mübadilədir. Siz dizayn mürəkkəbliyi və miqyasda vahid dəyəri üçün bir qədər yüksək performansla ticarət edirsiniz.
Emal əl sıxma: Tərəfdaşlar QSY-ni niyə sevirlər
Bu, tez-tez qaçırılan kritik bir nöqtədir: çox az MIM hissələri həqiqətən şəbəkə şəklindədir. Əksər hallarda ikincil əməliyyatlar tələb olunur. Məhz burada dərin aşağı axın imkanlarına malik tərəfdaşın olması sadəcə rahat deyil; vacibdir. kimi bir şirkət götürün Qingdao Qiangsenyuan Technology Co., Ltd. (QSY). Siz onların tarixinə baxırsınız - tökmə və emalda 30 ildən artıqdır. Bu sizə bir şey deyir. MIM hissələrini əldə edərkən və ya qəlibçi ilə əməkdaşlıq edəndə mən sadəcə sinterləmə xidməti almıram. Mən bütün səyahəti idarə etmək bacarığını satın alıram.
Tipik bir ssenari: biz 316L paslanmayan polad klapan komponentini sinterləyirik. O, +/- 0,013 mm dözümlülükdə saxlanılan kritik bir çuxura ehtiyac duyur, səthi bitirmə yalnız MIM-in əldə edə bilməz. MIM prosesi bizi idarə olunan daralma ilə 95%-ə çatdırır. Sonra biz onu QSY kimi bir dükana həmin bir dəlikdə dəqiq CNC emal üçün göndəririk. Onların oxşar materiallarla təcrübəsi investisiya tökmə və qabıq kalıbı tökmə iş o deməkdir ki, onlar metallurgiyanı başa düşürlər. Onlar sinterlənmiş hissənin necə bərkidilməsini bilirlər (bu, işlənmiş boşluq qədər sərt deyil), məsamə yaxın şəbəkə formalı həndəsə üçün hansı qidalanma və sürətlərdən istifadə ediləcəyini və emaldan sonra paslanmayan materialın korroziyaya davamlılığını necə qoruyub saxlamağı bilirlər. Bunu ümumi maşın dükanı ilə etməyə çalışmaq qırıntı və ürək ağrısı üçün bir reseptdir.
Onların xüsusi ərintilərlə işləməsi—kobalt əsaslı ərintilər, nikel əsaslı ərintilər- başqa bir əsas üst-üstə düşür. Bunlar tibbi və aerokosmik tətbiqlər üçün MIM-də geniş yayılmışdır. Onlar maşın üçün çətindir. Inconel 718-i parçalaya bilən qəlibçi və onu bitirə bilən maşinist güclü birləşmədir. O, tədarük zəncirini asanlaşdırır və daha da vacibi, keyfiyyət hesabatlılığının bir-birini günahlandıran üç fərqli satıcı arasında bölünməməsini təmin edir. Onları platformalarında tapa bilərsiniz, https://www.tsingtaocnc.com, onların çarpaz proses imkanlarını təfərrüatlandıran. Bu inteqrasiya yaxşı MIM hissəsini etibarlı, yüksək performanslı komponentə çevirən şeydir.
Xəndəklərdən dərslər: Uğurdan daha çoxunu öyrədən uğursuzluq
İcazə verin açıq bir uğursuzluğu paylaşım. Əvvəllər, 17-4PH-də pilotsuz kamera gimbal braketi üçün bir layihəmiz var idi. Hissənin nazik, konsollu qolu var idi. Dizayn ekranda gözəl görünürdü. İlk məqalələr yoxlamadan keçdi. Təxminən 50.000 ədəd istehsala buraxıldıqda, çatlamış qollar üçün sahə geri qaytarılmasına başladıq. Uğursuzluq təhlili, gərginlik konsentratoru rolunu oynayan qolun mərkəz xətti boyunca fasiləli gözenekliliyə işarə etdi.
Postmortem ağrılı, lakin maarifləndirici idi. Məsələ qəlib dizaynında idi. Qapı - xammalın boşluğa daxil olduğu yer - optimal axın deyil, çıxarılması asanlığı üçün yerləşdirilib. Bu nazik qol üçün, inyeksiya zamanı axın cəbhəsində bir az tərəddüd etdi. Bu mikro tərəddüd toz və bağlayıcının yalnız bir hissəsini ayırmağa imkan verdi və bu, sıxlığın dəyişməsinə səbəb oldu. Sinterləmə zamanı bu variasiya incə, intergranular məsamə quruluşuna çevrildi. Nümunə alma sürətimizdə standart sıxlıq yoxlamaları və ya hətta rentgen şüaları ilə tutulmadı. Yalnız sahədə dinamik yorğunluq altında uğursuz oldu.
Düzəliş bahalı idi: axını daha yaxşı idarə etmək üçün dəyişdirilmiş qapısı olan yeni qəlib və isti qaçış sistemi. Bu mənə öyrətdi ki, MIM ilə hər bir dizayn qərarının - qapının yeri, divar qalınlığının keçidləri, künc radiusu - mikrostruktur nəticəyə birbaşa xətt var. Siz sadəcə bir hissə dizayn etmirsiniz; siz toz-bağlayıcı məhlulun axın yolunu və onun istiliklə sonradan bərkidilməsini layihələndirirsiniz. Bu, metal əmələ gətirmə prosesi kimi maskalanan sistem mühəndisliyi problemidir.
Beləliklə, insanlar Metal Injection Fording-in onların layihələri üçün uyğun olub olmadığını soruşduqda, mənim cavabım heç vaxt sadə bəli və ya xeyr deyil. Bu, həndəsə, həcm, material xüsusiyyətləri və ən başlıcası, hissə sinterləmə sobasını tərk etdikdən sonra nə baş verdiyinə dair bir sıra suallardır. Bu, güclü bir vasitədir, lakin dəqiqdir. Siz onun dilini başa düşməlisiniz - xammal, sinterləmə atmosferi və izotrop büzülmə dili - və son parçanı oxumaq üçün dəqiq emal və metallurgiyanın bitişik dillərində danışan tərəfdaşlara ehtiyacınız var. Bu, parlaq broşuralardan uzaq olan MIM-in real dünyasıdır.
