Pan fydd y rhan fwyaf o bobl yn clywed 'technoleg meteleg powdwr', maen nhw'n darlunio gerau neu lwyni gwasgu a sinter syml ar unwaith. Dyna'r stwff lefel mynediad, diwedd y nwydd. Mae'r dyfnder go iawn, a lle mae'r rhwystredigaeth a'r diddordeb yn dechrau, yn y dyluniad aloi, yr ôl-brosesu, a rheoli'r bwlch rhwng y sampl labordy perffaith a rhediad cynhyrchu o ddeg mil o rannau y mae angen i bob un ohonynt gyrraedd dwysedd penodol a chryfder tynnol. Nid gwneud siâp yn unig yw hyn; mae'n peirianneg microstrwythur o'r gwaelod i fyny.
Nid Fformiwla yn unig yw'r Alloy
Gallwch brynu cymysgeddau haearn-copr-carbon safonol oddi ar y silff, a byddant yn gweithio ar gyfer 80% o gymwysiadau cyffredin. Ond pan fydd cleient yn hoffi Qingdao Qiangsenyuan Technology Co, Ltd (QSY) yn dod â chais am gydran y mae angen iddo wrthsefyll cyrydiad tymheredd uchel mewn pwmp cemegol, mae'r gêm yn newid. Mae eu cefndir mewn castio buddsoddiad aloi arbennig yn golygu eu bod yn deall priodweddau materol ar lefel ddwfn. Mae'r sgwrs yn symud o beth yw'r powdr rhataf i sut ydyn ni'n efelychu perfformiad aloi sy'n seiliedig ar nicel gyr, ond gyda mantais siâp rhwyd PM?
Dyma lle mae powdrau wedi'u aloi ymlaen llaw yn erbyn cyfuniadau elfennol yn dod yn ddewis hanfodol. Gyda systemau sy'n seiliedig ar nicel, mae mynd y llwybr cyn-aloi yn rhoi homogeneity i chi, ond mae'r powdr yn galetach, yn llai cywasgadwy. Rydych chi'n masnachu'n haws gan bwyso am ganlyniadau sintro mwy cyson o bosibl. Rydym wedi treulio wythnosau yn addasu canrannau iraid a phwysau cywasgu dim ond i ennill 0.1 g/cm3 arall mewn dwysedd gwyrdd ar analog Inconel anodd wedi'i aloi ymlaen llaw. Weithiau, nid yw'r ateb yn y wasg, ond wrth ddewis dull hybrid - craidd o bowdr wedi'i aloi ymlaen llaw gyda system rhwymwr wedi'i theilwra, sy'n cyflwyno ei set ei hun o heriau wrth ddadrwymo.
Mae'r awyrgylch sintering yn dod yn hollbwysig. Ni fydd nwy endothermig syml yn ei dorri ar gyfer yr aloion hyn. Rydyn ni'n sôn am ffwrneisi hydrogen gwactod uchel neu hynod o burdeb, gyda rampiau tymheredd manwl gywir i reoli dyddodiad carbid. Sicrhewch fod y gyfradd oeri yn anghywir, ac yn y pen draw bydd gennych ran y mae peiriannau fel gwydr - brau, yn rhwygo gronynnau allan, yn difetha offer CNC drud yn y cam peiriannu ôl-sinter y byddai cwmnïau fel QSY yn ei drin fel arfer. Mae'n bwynt handoff lle mae diffygion proses PM yn dod yn gur pen peiriannu rhywun arall.
Dwysedd: The Eternal Chase
Mae'r greal sanctaidd yn ddwysedd llawn, neu mor agos ag y gallwch chi ei gael yn fasnachol. Ar gyfer rhannau strwythurol, yn enwedig y rhai sy'n disodli gofaniadau, mandylledd yw gelyn cryfder blinder deinamig. Gwasgu dwbl a sintro dwbl (DPDS) yw ateb y gwerslyfr, ond mae'n ychwanegu cost ac amser beicio. Rydym wedi cael mwy o lwyddiant, mewn rhai achosion, gyda chywasgu cynnes gan ddefnyddio powdrau wedi'u gorchuddio â pholymerau. Mae'r powdr yn llifo'n well, yn pacio'n fwy unffurf mewn marw cymhleth - meddyliwch am y siapiau cymhleth posibl mewn castio buddsoddi y mae QSY yn eu gwneud, ond gyda phowdr metel. Gall y naid dwysedd o dymheredd ystafell i gywasgiad 130 ° C fod yn sylweddol, weithiau 0.2-0.3 g / cm3, sy'n trosi'n uniongyrchol i eiddo gwell.
Yna mae mowldio chwistrellu metel (MIM), sydd mewn gwirionedd yn ddim ond cangen o technoleg meteleg powdr. Mae'n rhoi dwysedd bron yn llawn i chi a chymhlethdod siâp anhygoel, gan gystadlu â castio buddsoddiad. Ond mae'r cylch rhwymol yn hunllef os nad yn cael ei reoli'n berffaith. Rwyf wedi gweld swp cyfan o pothell rhannau MIM dur di-staen oherwydd bod y debind toddydd yn rhy ymosodol, gan ddal nwy a ehangodd yn ystod sintering. Nid dim ond y powdr oedd cost y methiant hwnnw; dyma'r amser a gollwyd mewn cylch ffwrnais sy'n rhedeg am 20+ awr.
Gall gweithrediadau ôl-sintering fel gwasgu isostatig poeth (HIP) wella mandylledd mewnol, ond mae'n broses premiwm. Nid ydych yn HIP rhan $2. Fe'i cedwir ar gyfer mewnblaniadau awyrofod neu feddygol. Mae'r goeden benderfynu bob amser yn dibynnu ar y gofyniad perfformiad yn erbyn y nenfwd cost. Mae llawer o fy swydd yn llywio'r goeden honno gyda'r cleient.
Pan fydd PM yn Cyfarfod Peiriannu: Y Rhyngwyneb
Mae hwn yn groesffordd hollbwysig, sy'n aml yn cael ei hanwybyddu. Ychydig iawn o rannau PM sy'n wirioneddol siâp rhwyd. Mae angen llawdriniaeth eilaidd bron bob amser arnoch chi: sizing, bathing, neu beiriannu. Mae'r mandylledd yn newid sut mae'r deunydd yn torri. Mae'n sgraffiniol. Nid yw'n dargludo gwres i ffwrdd o'r blaengar fel metel solet. Rydym yn gweithio'n agos gyda phartneriaid peiriannu - ac mae cwmni sydd â thri degawd QSY o arbenigedd peiriannu CNC yn seinfwrdd gwerthfawr - i ddatblygu paramedrau.
Er enghraifft, peiriannu fflans ddur sintered. Os yw'r dwysedd yn anwastad, mae'r offeryn yn dod ar draws ymwrthedd amrywiol, gan achosi sgwrsio a gorffeniad arwyneb gwael. Cawsom achos lle'r oedd y peirianwyr CNC yn cwyno am wisgo offer cyflym. Nid gradd yr offer oedd y broblem; roedd yn raddiant dwysedd bach o'r brig i waelod y rhan wedi'i wasgu, a achosir gan lenwad powdr anwastad yn y marw. Yr atgyweiriad oedd ailgynllunio'r mudiant esgid bwydo ac efallai ychwanegu cam cyn-gymysgu i dorri crynoadau powdr. Y manylion proses bach hyn sy'n gwahanu rhan y gellir ei defnyddio oddi wrth un ddibynadwy.
Weithiau, yr ateb gorau yw dylunio'r rhan i leihau peiriannu. Gadewch arwyneb sintered lle gallwch chi, nodwch lwfansau peiriannu sy'n cyfrif am amrywioldeb crebachu sintering. Mae'n ymdrech cyd-ddylunio rhwng y peiriannydd PM a'r peiriannydd, nid trosglwyddiad dilyniannol.
Yr Aloiion Arbennig Niche a Chyfaddawdau Byd Go Iawn
Mae gwaith QSY gydag aloion cobalt a nicel mewn castio yn uniongyrchol berthnasol. Ceisir y deunyddiau hyn yn aml ar gyfer PM ar gyfer cymwysiadau traul a thymheredd uchel. Ond mae powdr ar gyfer y rhain yn ddrud, ac mae'r ffenestr sintro yn gul. Yn rhy boeth, rydych chi'n cael tyfiant grawn gormodol a chyfnodau ewtectig sy'n gwanhau'r rhan; yn rhy oer, ac nid yw wedi'i sintro'n llawn.
Fe wnaethon ni geisio aloi cobalt-cromiwm ar gyfer sedd falf. Roedd treialon labordy yn addawol. Ond wrth gynhyrchu, roedd yn amhosibl cynnal yr union botensial carbon yn yr atmosffer sintering ar draws llwyth ffwrnais fawr. Roedd rhannau ar ymylon y cwch yn sintro'n wahanol i'r rhai yn y canol. Y canlyniad? Caledwch anghyson. Byddai rhai seddi yn treulio mewn misoedd, eraill yn para blynyddoedd. Aeth y cleient, yn ddealladwy, yn ôl at ddatrysiad gyr a pheiriannu. Dysgodd y methiant hwnnw i mi, ar gyfer rhai aloion perfformiad uchel, y gall sensitifrwydd proses PM orbwyso ei fantais economaidd oni bai bod gennych reolaeth ar lefel labordy ar lawr ffatri, sy'n anaml yn ddarbodus.
Mae straeon llwyddiant yn bodoli, wrth gwrs. Mae duroedd offer a wneir trwy PM, fel graddau CPM, yn well na'u cymheiriaid sydd wedi'u castio'n gonfensiynol oherwydd y dosbarthiad carbid manwl, unffurf. Dyna fuddugoliaeth i'r dechnoleg. Ond mae'n fuddugoliaeth sy'n seiliedig ar offer penodol a gwybodaeth, nid gwasg generig.
Edrych Ymlaen: Mae'n ymwneud â chydgrynhoi, nid dim ond siapio
Mae dyfodol technoleg meteleg powdr, yn fy marn i, yn ymwneud llai â gwneud gêr a mwy am greu cyflyrau materol unigryw. Meddyliwch am weithgynhyrchu ychwanegion - PM haen-wrth-haen ydyw yn y bôn. Neu gyfuno powdrau metel amorffaidd yn gydrannau swmp. Yr un yw'r egwyddor: cymerwch ronynnau arwahanol a'u ffiwsio'n solid cydlynol.
Mae'r gwersi o PM traddodiadol - trin powdr, rheoli awyrgylch, rheoli crebachu - i gyd yn uniongyrchol berthnasol i'r meysydd mwy newydd hyn. Y cwmnïau a fydd yn ffynnu yw'r rhai sy'n deall y wyddoniaeth ddeunydd, nid dim ond y mecaneg dybryd. Mae gan gwmnïau sydd â threftadaeth ffowndri a pheiriannu, fel QSY, goes i fyny oherwydd eu bod yn gweld y cylch bywyd cyfan: o ddeunydd crai i gydran swyddogaethol gorffenedig. Deallant fod cromlin sintro yr un mor hanfodol â chyfradd bwydo peiriannu.
I unrhyw un sy'n mynd i mewn i hyn, fy nghyngor i yw mynd i'r afael â'r powdr. Teimlwch ei lif. Edrychwch ar y microstrwythur sintered o dan ficrosgop ochr yn ochr â data'r prawf mecanyddol. Cydberthynwch y mandyllau bach a welwch â'r arwyneb torri asgwrn blinder. Mae'n dechnoleg o fanylion, lle gall newid o 1% mewn paramedr proses arwain at newid perfformiad o 10%. Dyna'r her gyson, a'r gwir ddiddordeb ynddi.
