Kimsə "toz metallurgiyası növləri" haqqında soruşduqda, dərhal dərslik cavabı adətən səliqəli bir siyahı olur: pres və sinter, metal inyeksiya, isti izostatik presləmə və s. Ancaq praktikada bu təsnifat demək olar ki, çox təmizdir. Müəyyən bir hissə üçün niyə bir-birinizi seçəcəyiniz nüansı və hər biri ilə gələn real dünya güzəştlərini qaçırır. Seçim prosesin məhdudiyyətlərini dərindən dərk etmək əvəzinə kataloq təsvirinə əsaslanaraq çoxlu dizaynların gəldiyini görmüşəm. İşləyən, davamlı və büdcəni sarsıtmayan bir hissə yaratmağa çalışdığınız zaman bu növlərin əslində nə demək olduğunu danışaq.
İşçi: Adi Mətbuat və Sinter
Bu, insanların çoxunun başladığı yerdir və bunun yaxşı bir səbəbi var. Nisbətən sadə formaların yüksək həcmləri üçün qənaətcildir. Siz metal tozunu götürün, bir kalıbı doldurun, yüksək təzyiq altında sıxın və sonra hissəcikləri birləşdirmək üçün bir sobada sinterləyin. Burada əsas 'nisbətən sadədir'. Alt kəsiklər? Unut onu. Divar qalınlığında əhəmiyyətli dəyişikliklər varmı? Performansda görünəcək sıxlıq gradientləri ilə bağlı problem istəyirsiniz.
Bir dəfə kiçik dişli komponent üçün layihəmiz var idi. Rəsm üçün mükəmməl görünürdü pres və sinter. Ancaq müştərinin saxlama halqası üçün kəskin, dərin bir yiv var idi. Sinterləmə mərhələsində həmin nazik hissə əyildi. Biz geri qayıtmalı və oluğu daha yumşaq bir radiusda yenidən dizayn etməli olduq, sonra cütləşmə hissəsinə dəyişiklik tələb olundu. Broşurada olmayan bu kiçik detallardır. Mexanik xassələri layiqli, lakin onlar anizotropikdir – mətbuat istiqamətinə perpendikulyar daha güclüdür. Əgər yük vəziyyətiniz bununla uyğun gəlmirsə, bilməlisiniz.
Burada material çeşidi əsas konstruksiya hissələri üçün dəmir-mis-karbon qarışıqlarından aşağı alaşımlı poladlara qədər genişdir. Ancaq bir pres və sinter hissəsi üçün paslanmayan polad kimi şeylər üçün sorğulara girdiyiniz zaman diqqətli olmalısınız. Xrom oksidləşməsinin qarşısını almaq üçün sinterləmə atmosferinə ciddi nəzarət edilməlidir ki, bu da əlavə xərclərə səbəb olur. Bəzən fərqli təklif etmək daha məntiqlidir toz metallurgiyası marşrut və ya hətta tamamilə fərqli bir istehsal prosesi.
Mürəkkəblik mübahisəsiz olduqda: Metal Enjeksiyon Kalıplama (MIM)
Parçanız plastik enjeksiyonla qəliblənmiş komponentə bənzəyir, lakin metal olmalıdırsa, MIM cavabdır. Mürəkkəb, kiçik, mürəkkəb formaları düşünün - tək bucaqlarda çoxlu deşikli mötərizələr, cərrahi alət çənələri, miniatür kilid komponentləri. Proses incə metal tozunu polimer bağlayıcı ilə qarışdırır, enjeksiyon onu qəlibləşdirir, bağlayıcını ayırır və sinterləyir. Siz demək olar ki, tam sıxlıq və əla forma sədaqəti əldə edirsiniz.
Tutmaq? Bu, daha uzun, daha incə bir proses zənciridir. Ayırma mərhələsi kritik və yavaşdır; tələssəniz, çatlar və ya qabarcıqlar əmələ gəlir. Son sinterləmə zamanı büzülmə də əhəmiyyətli və proqnozlaşdırıla biləndir, lakin siz onu dəqiq kompensasiya etmək üçün qəlib alətlərini dizayn etməlisiniz. Mən birləşdirici komponentlərin partiyasını xatırlayıram, burada alətlər erkən, bir qədər aşağı material büzülmə faktoru əsasında kəsilmişdir. Bütün qaçış bir neçə faiz bəndi kiçik çıxdı. Yararsız. Dərs həmişə, istehsal üçün istifadə etməyi planlaşdırdığınız dəqiq toz və bağlayıcı xammal ilə sınaqdan keçirmək idi.
Xərc baxımından, pres və sinterdən daha yüksəkdir, lakin düzgün tətbiq üçün bu, rəqibsizdir. Biz bərkdən emal edilməsinin olduqca bahalı olacağı mürəkkəb, yüksək performanslı formalara ehtiyacı olan müştərilər üçün MIM hissələrini əldə etdik. kimi şirkətlər Qingdao Qiangsenyuan Technology Co., Ltd.(QSY), onların dəqiq tökmə və emalda dərin keçmişi ilə, tez-tez MIM hissələri üzərində qiymətli ikincil əməliyyatları təmin edir, məsələn, MIM prosesinin təkbaşına təmin edə bilməyəcəyi tolerantlığı vurmaq üçün sinterdən sonra kritik məlumat səthinin dəqiq CNC emal edilməsi.
Yüksək Performanslı Arena: İsti izostatik basma (HIP) və ondan kənar
Boşluğu olmayan hissələrə getdiyiniz yer budur. Demək istəyirəm ki, gözeneklilik sıfırdır. Aerokosmik turbin bıçaqları, premium tibbi implantlar, kritik quyuda neft və qaz komponentləri. HIP əvvəlcədən hazırlanmış toz kompaktını (çox vaxt möhürlənmiş qabda əhatə olunur) yüksək temperatura və eyni zamanda hər tərəfdən izostatik qaz təzyiqinə məruz qoyur. Nəticə tam sıx, homojen bir mikro strukturdur.
Xərc yüksəkdir. Avadanlıqların alınması və istismarı olduqca bahalıdır. Bu, yüksək həcmli bir proses deyil. Siz ondan ən tələbkar proqramlar üçün istifadə edirsiniz. Maraqlı hibrid yanaşma, tökmələrdə daxili qüsurları müalicə etmək üçün HIP-dən istifadə etməkdir. Bu, təchizatçının material təcrübəsinin əsas olduğu sahədir. Məsələn, nikel əsaslı və ya kobalt əsaslı olanlar kimi xüsusi ərintilərlə işləmək - QSY kimi firmalar tərəfindən görülən investisiya tökmə işlərində geniş yayılmışdır (onların material diapazonunu burada görə bilərsiniz. https://www.tsingtaocnc.com) - arzuolunmaz faza əmələ gəlməsinin qarşısını almaq üçün tozun HIP dövrü ərzində necə davranması barədə dəqiq bilik tələb edir.
HIP-dən başqa, yeni yaranan və ixtisaslaşmış növlərin bütün dünyası var. Qabaqcıl keramika və kompozitlər üçün Spark Plazma Sinterləmə. Əsasən qat-qat olan metalların əlavə istehsalı toz metallurgiyası. Lakin AM ilə siz lazer və ya elektron şüasının termal gərginliyi üçün HIP-in izotrop təzyiqi ilə ticarət edirsiniz. Quraşdırılmış səth örtüyü və daxili gərginlik vəziyyəti tamamilə fərqli heyvanlardır, mikro məsamələri bağlamaq üçün hər halda HIP post-prosesi tələb olunur. Bu, daha az fərqli bir növ və daha çox toz birləşdirmə alətlər qutusunda yeni bir vasitədir.
Material Mesajdır
Proses növünü materialdan ayıra bilməzsiniz. Haqqında söhbət toz metallurgiya növləri tozu müzakirə etmədən, inqrediyentləri qeyd etmədən yemək haqqında danışmaq kimidir. Su ilə atomlaşdırılmış toz daha ucuzdur, forması qeyri-müntəzəmdir və pres və sinter üçün yaxşıdır. Qaz atomlaşdırılmış toz sferikdir, MIM və ya AM üçün daha yaxşı axır, lakin daha bahalıdır. Alaşımlama üsulu da vacibdir - əvvəlcədən ərintili tozdan istifadə edirsiniz və ya elementar tozları qarışdırırsınız? Əvvəlcədən ərintilər daha vahid xüsusiyyətlər verir, lakin daha bahalıdır. Elementlərin qarışdırılması düzgün emal edilmədikdə qeyri-homogenliyə səbəb ola bilər.
Sinterlə sərtləşən polad hissədə nasazlıq analizi vəziyyətimiz var idi. Yüksək aşınma tətbiqi üçün təyin edilmişdir. Hissə ilkin QC-dən keçdi, lakin sahədə vaxtından əvvəl uğursuz oldu. Metallurgiya yumşaq olan saxlanılan ostenitin lokallaşdırılmış sahələrini göstərdi. Əsas səbəb? Presləmədən əvvəl qrafit (karbon) əlavəsinin əsas dəmir tozu ilə uyğunsuz qarışdırılması. Sinterləmə zamanı karbon bərabər şəkildə yayılmadı, buna görə də bəzi sahələr düzgün sərtləşmədi. Düzəliş, artıq məhlulda olan karbonu olan əvvəlcədən alaşımlı polad tozuna keçid idi. Problem həll olundu, lakin 15% maddi xərc artımı ilə. Bu, hər gün baş verən ticarət növüdür.
Bu səbəbdən materialları bu səviyyədə başa düşən tökmə zavodu və ya maşın sexi ilə əməkdaşlıq çox vacibdir. QSY kimi tökmə və emal sahəsində 30 illik bir şirkət bu metallurgiya intuisiyasını gətirir. Ola bilsin ki, onlar toz hazırlamırlar, lakin onlar bu materialların istilik və stres altında necə davrandıqlarını bilirlər çuqun, polad, paslanmayan polad və xüsusi ərintilər. Siz PM marşrutu seçərkən və hissənin post-sinterləməni necə yerinə yetirəcəyini gözlədiyiniz zaman bu çarpaz-proses bilikləri əvəzolunmazdır.
Ənənəvi İstehsalatla Konvergensiya
Xətlər bulanıqlaşır. İndi çox yayılmış bir yol a toz metallurgiyası yaxın-şəbəkə prosesindən sonra dəqiq emal. Siz MIM edə və ya hissəni son formasının 95%-nə qədər sıxıb sinter edə bilərsiniz, sonra dəqiq çuxur, saplar və ya kritik sızdırmazlıq səthini emal etmək üçün CNC dəyirmanı gətirə bilərsiniz. Bu hibrid yanaşma xərcləri və performansı optimallaşdırır.
Mən əsas kompleks daxili keçidlərin MIM vasitəsilə formalaşdığı klapan gövdələrində işləmişəm, lakin flanş üzləri və iplik portları CNC ilə işlənmiş post-sinterləmə idi. Bu, tələb olunan səthi bitirmə və həmin spesifik xüsusiyyətlər üzrə həndəsi dözümlülük əldə etməyin yeganə yolu idi. QSY-nin qabıq qəliblərinin tökmə, investisiya tökmə və CNC emalına diqqət yetirməsində göstərildiyi kimi həm PM təcrübəsi, həm də daxili emal təklif edən təchizatçı bu cür inteqrasiya olunmuş istehsal həlli üçün yaxşı mövqe tutur. Bu, ünsiyyəti və hesabatlılığı asanlaşdırır.
Beləliklə, PM növünün seçimi təcrid olunmuş bir qərar deyil. Bu, istehsal planında ilk addımdır. Soruşmalısınız: Hansı ikincil əməliyyatlara ehtiyac olacaq? Hissə necə bitəcək? örtüklü? Sinterləmə prosesi səthin kimyasına təsir edir, bu da örtükün yapışmasına və ya boya performansına təsir göstərə bilər. Hamısı bağlıdır. Bunu sadəcə menyudan “növ” seçmək kimi düşünmək, edə biləcəyiniz ən böyük səhvdir. Bu, təchizat zəncirinin və funksional komponenti təmin edən proses zəncirinin mühəndisliyi haqqındadır. Pudra yalnız başlanğıcdır.
