در مورد دوام در چدن گرانشی چیزهای زیادی می شنوید، اما بیشتر صحبت ها از این نکته غافل می شوند. این فقط در مورد درجه آهن یا ضخامت دیوار نیست. روند واقعی، از جایی که من بعد از سه دهه در ریخته گری ایستاده ام، تغییر از تلقی دوام به عنوان یک ویژگی ثابت به مدیریت آن به عنوان یک متغیر فرآیند است که به شدت تحت تأثیر تغییرات ظریف در تکنیک و تصمیمات پس از ریخته گری قرار دارد. همه بخشی را می خواهند که تا ابد ادامه داشته باشد، اما مسیر به آنجا ظریف تر می شود.
تصور غلط از ماده به عنوان پادشاه
وقتی مشتریان در مورد دوام می پرسند، اولین چیزی که به آن می پرند درجه مواد است. کلاس 35 یا بهتر را به من بدهید. مطمئنا، استحکام کششی مهم است. اما من پروژههای زیادی را دیدهام که در آنها آهنی با درجه بالا مشخص میکنند، سپس همه چیز را در این فرآیند به خطر میاندازند تا چند سنت در هر واحد صرفهجویی کنند. شیمی مذاب برای زمانهای ریختن سریعتر تغییر میکند، تلقیح عجله میکند - ناگهان، آن آهن ممتاز پر از گرافیت سرد نشده یا کاربیدهای بیش از حد میشود. را قطعات چدن گرانشی با توجه به مشخصات روی کاغذ، آزمایش کنید، اما ریزساختار آن شکننده است. آنها در زمین تحت بارگذاری چرخه ای شکست می خورند و همه مطالب را مقصر می دانند. این ماده نبود؛ این فرآیند پیرامون مواد بود.
ما چند سال پیش یک مورد برای بدنه شیر هیدرولیک داشتیم. مشخصات سخت بود و نیاز به یکپارچگی فشار خوب داشت. آزمایشهای اولیه از یک چدن معمولی درجه یک ریختهگری با گرمایش فوقالعاده دقیق و یک تلقیح اختصاصی که ما در داخل ساختیم استفاده میکردند. قطعات تمام تست ها را پشت سر گذاشتند. یک رقیب قیمت ما را به میزان قابل توجهی کاهش داد. بعداً متوجه شدیم که آنها از آهن پایه درجه بالاتری استفاده می کردند اما کنترل دمای قالب و سرعت ریختن را برش می دادند. قطعات آنها آزمایش هیدرواستاتیک اولیه را پشت سر گذاشتند اما پس از حدود 500 چرخه فشار شروع به نشان دادن ریز ترک ها کردند. ما هنوز با 5000+ کار میکردیم. مشتری برگشت. درس؟ شجره آهن اهمیت کمتری نسبت به نحوه برخورد شما با آن دارد ریخته گری گرانشی فرآیند
این منجر به اولین روند واقعی می شود: تمرکز بر ثبات فرآیند به عنوان محرک اصلی دوام. این در مورد کنترل هر متغیر است - ضخامت پوشش قالب، گرادیان دمای ریختن، سرعت سرد شدن در قالب - با شور مذهبی. دیتالاگرها در کوره ها و خطوط ریختن ما فقط برای نمایش نیستند. آنها نشان می دهند که چگونه ما یک مشکل دوام را به کاهش 10 درجه ای درجه سانتیگراد در دمای ملاقه در پایان یک ریزش ردیابی می کنیم.
جایی که دوام واقعا برنده یا گم می شود: هندسه نادیده
دوام در مدل CAD طراحی نشده است. در قسمت ریخته شده است این یک تغییر بزرگ در تفکر است. مهندسان برای عملکرد طراحی می کنند، اما اغلب هندسه هایی را طراحی می کنند که در طول انجماد غلظت تنش ایجاد می کند. گوشه های داخلی تیز، تغییرات ناگهانی بخش - اینها از بین برنده دوام هستند. روندی که من می بینم، همکاری نزدیکتر قبل از ساخته شدن قالب است. ما زمان بیشتری را صرف نرمافزار شبیهسازی میکنیم نه فقط برای جلوگیری از نقصهای آشکار، بلکه برای مدلسازی تنشهای حرارتی در طول خنکسازی.
به عنوان مثال، یک براکت برای یک کمپرسور سنگین. این طرح دارای ساختار دنده ای زیبا و کم وزن بود. اما شبیه سازی ما احتمال بالایی از پارگی داغ در اتصالات دنده را نشان داد. ما پیشنهاد کردیم فیله های کمی اضافه کنید، نه برای استحکام در استفاده، بلکه برای استحکام در هنگام ایجاد. تیم طراحی مقاومت کرد - حداقل وزن را اضافه کرد. ما یک دسته را همانطور که هست و یکی را با تغییرات خود تولید کردیم. دسته همانطور که هست دارای نرخ ضایعات 30 درصدی از ترک ها بود که فقط تحت بازرسی نافذ رنگ قابل مشاهده بود. دسته اصلاح شده؟ نزدیک به صفر را دوام صداگذاری ذاتاً بالاتر بود زیرا از تولد خود بدون نقص داخلی جان سالم به در برد.
این شبیه سازی فعال در حال تبدیل شدن به یک مرحله غیرقابل مذاکره برای ما در QSY است. این سرمایهگذاری است که با اجتناب از فاجعهبار و نقصهای پنهان که منجر به شکستهای میدانی میشود، نتیجه میدهد. دوام را به سمت بالا حرکت می دهد.
گامبیت پس از ریخته گری: عملیات حرارتی و ماشینکاری
اینجا یک مورد بحث برانگیز است. بازپخت تسکین استرس. برخی از مغازه ها آن را به عنوان یک علامت اجباری در نظر می گیرند. برخی دیگر برای صرفه جویی در وقت و انرژی آن را نادیده می گیرند. موضع ما تغییر کرده است. ما اکنون آن را به عنوان یک ابزار انتخابی می بینیم. برای اشکال پیچیده و محصور مانند محفظه پمپ، ضروری است. تنش پسماند ناشی از سرمایش ناهموار می تواند بسیار زیاد باشد. حذف تنش مانند پیچیدن یک فنر در داخل قطعه است. ماشینکاری آن را آزاد می کند و باعث اعوجاج می شود و بارهای حین کار روی یک جزء از پیش تنیده کار می کنند.
اما ما همچنین قطعات را بیش از حد درمان کرده ایم. یک اهرم ساده و قاب باز ساخته شده از آهن خاکستری یک چرخه کامل کاهش استرس را پشت سر گذاشت. این فقط استرس ها را آرام نمی کرد؛ مواد را کمی نرم کرد و مقاومت سایشی آن را در ناحیه یاتاقان کلید کاهش داد. این مورد استفاده از یک دستور العمل استاندارد بدون فکر بود. اکنون، ما بر اساس هندسه، تغییرات ضخامت دیوار و عمق ماشینکاری نهایی تصمیم می گیریم. گاهی اوقات برای یک قطعه ثابت و ساده، خنک سازی کنترل شده در قالب کافی است. این برنامه انتخابی گرایشی به سمت پردازش هوشمندتر است، نه فقط بیشتر.
سپس ماشینکاری وجود دارد. یک قطعه به زیبایی ریخته گری می تواند با ماشینکاری تهاجمی خراب شود. ما ماشینکاری CNC را تا حدی برای کنترل این آخرین مرحله حیاتی یکپارچه کردیم. گرفتن یک برش سنگین و سریع روی الف چدن بخشی میتواند ماتریس گرافیت را در سطح پاره کند و شبکهای از شکستگیهای ریز ایجاد کند که به نقطه شروع خستگی تبدیل میشوند. ماشینکارهای ما میدانند که از هندسهها و تغذیه/سرعتهای ابزار خاص برای ریختهگریهای خود استفاده کنند. این فقط در مورد ضربه زدن به یک بعد نیست. این در مورد حفظ یکپارچگی است که ما برای ایجاد آن در ریخته گری سخت تلاش کردیم.
ظرافت آلیاژسازی: همه چیز سوپرآلیاژ نیست
وزوز همیشه در مورد آلیاژهای عجیب و غریب است. اما برای بسیاری از کاربردهای صنعتی، دوام حاصل از آلیاژ کردن آهن خاکستری یا شکل پذیر بیشتر به ظرافت مربوط می شود تا نیروی بی رحم. افزودنی های کوچک مس، قلع یا کروم. ما در مورد نقل مکان صحبت نمی کنیم آلیاژهای مبتنی بر نیکل، اما در مورد بهینه سازی ماتریس.
ما روی یک صفحه سایش برای یک سیستم نقاله معدن کار کردیم. آهن خاکستری خالص خیلی سریع می پوشید. چدن داکتیل خیلی سخت و گران بود. ما روی یک آهن خاکستری با افزودن کنترل شده کروم و مس مستقر شدیم. کروم زمینه سخت تر و پرلیتی را برای مقاومت در برابر سایش ایجاد می کند، در حالی که مس گرافیت را تصفیه می کند و بدون شکنندگی عمده استحکام را بهبود می بخشد. را روند دوام در اینجا به سمت میکروآلیاژسازی برای پروفیلهای خاصیت خاص میرویم، که اغلب با سالها آزمون و خطا در سوابق خود هدایت میشوند. جذابیت کمتری نسبت به اینکه بگوییم از سوپرآلیاژها استفاده می کنیم است، اما اغلب برای کاربرد مؤثرتر و مقرون به صرفه تر است.
اینجاست که تجربه یک ریخته گری غیر قابل جایگزین است. شما نمی توانید این دستور العمل ها را فقط از یک کتاب راهنما بیرون بکشید. آنها به منبع آهن پایه شما، روش ذوب شما، حتی تاثیر آب و هوای محلی شما بر خشک شدن قالب بستگی دارند. سس مخفی اغلب فقط چند دهه اطلاعات ثبت شده است.
شکست به عنوان بهترین معلم: یک حکایت شخصی
در اوایل حضور من در شرکت فناوری Qingdao Qiangsenyuan (QSY) با یک شکست بزرگ روبرو شدیم که رویکرد ما را تغییر داد. دسته ای از پوشش های گیربکس چدن شکل پذیر برای کاربردهای دریایی. آنها تمام چک های QA را پاس کردند. با گذشت شش ماه از سرویس، ما یک تماس وحشتناک دریافت کردیم: ترک هایی در اطراف سوراخ های پیچ ظاهر می شدند. این یک فاجعه بود.
پس از مرگ وحشیانه بود. این ماده دارای گره و درجه بود. طراحیش سالم بود مقصر؟ تغییر در سیستم چسب شنی به محصول جدیدتر و سریعتر. سرعت تولید قالب ما را کمی بهبود بخشید، اما دینامیک خنککننده را به اندازه کافی در بخشهای حیاتی اطراف باسهای پیچ تغییر داد. این منطقه ای با محتوای کاربید کمی بالاتر ایجاد کرد و آن را شکننده کرد. استرس ثابت ناشی از لرزش موتور این ضعف را نشان داد. ما مشتری را از دست دادیم، برای جایگزینی پول پرداخت کردیم و تقریباً شهرت خود را از دست دادیم.
این شکست ما را مجبور کرد که کنترل تغییر را نهادینه کنیم. هر گونه تغییر - چسب جدید، مایه تلقیح جدید، مواد لاینر جدید ملاقه - اکنون از طریق یک دسته آزمایشی و برش دقیق و تجزیه و تحلیل میکرو انجام می شود. ما فقط مشخصات استاندارد را آزمایش نمی کنیم. ما به دنبال آن تغییرات ریزساختاری ظریف هستیم. آن درس دردناک بیشتر برای دنیای واقعی مفید بود دوام از ما قطعات چدن گرانشی بیشتر از هر کتاب درسی این روندی است که از زخمها به وجود میآید: سختگیری سیستمیک در تعقیب کاراییهای جزئی.
بنابراین، روندها به کجا می روند؟ به دور از پاسخ های ساده. به سمت کنترل فرآیند یکپارچه، از شبیه سازی تا عملیات حرارتی انتخابی تا ماشینکاری ملایم. به سمت میکروآلیاژسازی بر اساس داده های تاریخی عمیق. و مهمتر از همه، احترام به این دوام خاصیتی نیست که شما برای یک قطعه آزمایش کنید. این فرهنگی است که شما در این فرآیند ایجاد می کنید. این کنترل کسل کننده، دقیق و غیرقابل مذاکره صدها متغیر است که هیچ کس نمی بیند - تا زمانی که سال ها بعد این بخش همچنان بی عیب و نقص کار می کند. این روند واقعی است. میتوانید برخی از فلسفههای ما را که در فرآیندهای ما اعمال میشود، به تفصیل در سایت ما پیدا کنید tsingtaocnc.com، اما دانش واقعی، مانند همیشه، در طبقه ریخته گری است.
