تولید پودر در متالورژی پودر

وقتی اکثر مردم به متالورژی پودر (PM) فکر می کنند، مستقیماً به پرس و تف جوشی می پردازند. تولید پودر واقعی اغلب به عنوان یک مرحله کالا در نظر گرفته می شود، چیزی که شما فقط آن را خریداری می کنید. این یک نظارت پرهزینه است. ویژگی‌های پودر - مورفولوژی، توزیع اندازه ذرات، جریان‌پذیری و چگالی ظاهری آن - دقیقاً در اینجا قفل شده است. شما نمی توانید با فشار یا تف جوشی از یک پودر بد خارج شوید. هر چیزی را که بعد از آن می آید تعریف می کند.

روشهای اصلی و واقعیت انتخاب

شما راه های اصلی را دارید: اتمیزه کردن فلزات، احیای شیمیایی برای چیزهایی مانند تنگستن، و روش های مکانیکی مانند آسیاب. اتمیزه کردن آب برای بسیاری از پودرهای آهنی کار سختی است - مقرون به صرفه است، ذرات نامنظم و کمی اکسید شده را به شما می دهد که به خوبی فشرده می شوند. اما اگر برای کاربردهای با کارایی بالا مانند تولید افزودنی یا قالب‌گیری تزریقی فلز (MIM) به پودر کروی نیاز دارید، اتمیزه کردن گاز تنها بازی واقعی در شهر است. گاز بی اثر، معمولاً آرگون یا نیتروژن، جریان مذاب را به کره های تقریباً کامل تجزیه می کند. جهش هزینه قابل توجه است، اما عملکرد نیز قابل توجه است.

در اینجا یک مشکل عملی با یک دسته فولاد ضد زنگ 316L برای MIM وجود دارد. مشخصات مورد نیاز برای D90 زیر 22 میکرون بود. پودر اتمیزه شده با گاز در زیر SEM، گوی های زیبا کاملاً به نظر می رسید. اما آنالیز غربال دم چربی ریز را نشان داد - ذرات زیر 10 میکرون. این یک کابوس برای جدا کردن است. این جریان مویرگی را تغییر می دهد، می تواند منجر به تاول شود. تامین کننده فشار گاز را برای رسیدن به بازده بالا تغییر داده بود و به طور ناخواسته جریمه های بیشتری ایجاد کرد. خارج از مشخصات نبود، اما تقریباً یک دوره تولید را خراب کرد. این به من آموخت که همیشه منحنی کامل PSD را بخواهم، نه فقط نقاط D10، D50، D90.

اینجا جایی است که مشارکت طولانی مدت با ریخته گری ها و متخصصان مواد اهمیت دارد. شرکتی مثل Qingdao Qiangsenyuan Technology Co., Ltd. (QSY)با چند دهه در ریخته گری و آلیاژها، این را از طرف دیگر درک می کند. آنها تولید کننده پودر نیستند، اما دانش عمیق آنها از رفتار آلیاژ - به ویژه آن دسته از سوپرآلیاژهای مبتنی بر نیکل یا کبالت - آنچه را که آنها از تامین کنندگان پودر خود برای فرآیندهای بعدی مانند ریخته گری سرمایه گذاری قطعات تقریباً شبکه ای نیاز دارند، آگاه می کند. خلوص و قوام پودر به طور مستقیم بر نتایج ریخته گری قالب پوسته آنها تأثیر می گذارد.

فراتر از برگه داده: مدیریت و متغیرهای پنهان

گواهی تحلیل یک نقطه شروع است، نه کل داستان. چگالی ظاهری و سرعت جریان (اندازه گیری شده توسط فلومتر هال) برای پر کردن قالب در پرس های اتوماتیک حیاتی است. یک پودر می تواند یک PSD عالی داشته باشد اما به دلیل ذرات ماهواره ای جریان ضعیفی دارد - آن کره های کوچکی که در اثر برخورد در برج اتمیزه کردن به کره های بزرگتر جوش داده شده اند. آنها مانند لنگرهای کوچک عمل می کنند.

مدیریت پس از تولید سیاهچاله دیگری است. من پودر کاملی را دیده ام که در اثر نگهداری نامناسب تخریب شده است. جذب رطوبت در پودرهای آهنی کلاسیک است. حتی در ظروف مهر و موم شده، اگر انبار تحت کنترل آب و هوا نباشد، با اکسیداسیون سطح مواجه می شوید که به تراکم پذیری و استحکام کششی نهایی آسیب می رساند. برای مواد واکنش‌دهنده مانند تیتانیوم یا آلیاژهای آلومینیوم، سطح کاملاً دیگری از مهار است که اغلب به پر کردن آرگون نیاز دارد. هزینه پودر یک چیز است. هزینه حفظ حالت آن تا زمانی که به قالب برسد، هزینه دیگری است.

گاهی اوقات، راه حل یک مخلوط است. ما زمانی یک جزء داشتیم که به استحکام سبز بالا و همچنین هندسه پیچیده نیاز داشت. پودر تک منبعی آن را برش نمی داد. ما در نهایت دو دسته از یک آلیاژ پایه را با هم ترکیب کردیم، اما با توزیع اندازه کمی متفاوت - یکی درشت تر برای جریان، یکی ریزتر برای اتصال. فرآیند اختلاط خود حیاتی شد. اختلاط دو مخروطی در مقابل اختلاط V همگنی متفاوتی را به وجود آورد که بر قوام قسمت به قسمت تأثیر می گذارد. این یک پروسه گیج کننده و وقت گیر بود که هرگز در بروشور PM براق نمی بینید.

معمای آلیاژهای ویژه و منبع یابی عملی

اینجا جایی است که لاستیک با جاده برخورد می کند. کار با پودرهای استاندارد آهن، مس یا فولاد ضد زنگ نسبتا ساده است. زنجیره تامین بالغ است. اما زمانی که طراحی شما نیاز به آلیاژ مبتنی بر نیکل با دمای بالا مانند Inconel 718 یا آلیاژ مقاوم در برابر سایش مبتنی بر کبالت مانند Stellite 6 داشته باشد، همه چیز تغییر می کند.

عمل مذاب قبل از اتمیزه شدن بسیار مهم است. عناصر کمیاب، محتوای گاز (اکسیژن، نیتروژن) و همگنی آلیاژ اصلی، همگی بر روی پودر نقش می بندند. تفکیک جزئی در شمش می تواند منجر به نقاط داغ یا پخت ناسازگار در آینده شود. برای یک متخصص ماشینکاری مانند QSY، که بعداً اجرا می کند ماشینکاری CNC در قطعات PM متخلخل، سختی ناسازگار یا وجود فازهای سخت و شکننده ناشی از غلظت ناخالصی می تواند ابزار را از بین ببرد. آنها به مواد قابل پیش بینی و یکنواختی برای ماشین کاری نیاز دارند تا تحمل های سختی داشته باشند، که بار تولید پودر را برمی گرداند تا قوام مطلق ارائه شود.

تامین منابع این پودرها یک چالش است. حجم ها کمتر است، زمان سرب طولانی تر است. شما اغلب مستقیماً با کارخانه تولید کننده آلیاژ آلیاژ یا یک دستگاه اتومایزر سر و کار دارید. این یک خرید خارج از قفسه نیست. شما اساساً در حال توسعه مشخصات مواد هستید. من پروژه ای را برای مهر و موم هوافضا به یاد می آورم که در آن سند مشخصات پودر 12 صفحه بود. در آن زمان بیش از حد احساس می شد، اما مانع از شکست در خط شد.

شکست‌ها و درس‌هایی که در آنها نقش می‌بندند

شما از یک دسته ای که شکست می خورند بیشتر یاد می گیرید تا از صدها پاس. در اوایل دوران من، چرخ دنده‌های حیاتی برای خستگی داشتیم که در تست شروع به شکست کردند. سطح شکستگی تمیز و شکست بین دانه ای را نشان داد. ما همه چیز را بررسی کردیم: فشار فشار، دما و اتمسفر پخت، عملیات حرارتی. همه به مشخصات در نهایت دوباره به قسمت پودر برگشتیم و یک شیرجه عمیق انجام دادیم. تجزیه و تحلیل هضم اسید نشان داد که مقدار نیتروژن کمی بالاتر از حد معمول است. اتمی ساز از منبع آرگون با ناخالصی نیتروژن بالاتر برای آن دسته استفاده کرده بود. آن افزایش اندک در نیتروژن بینابینی به اندازه کافی مرزهای دانه را شکننده کرد. پودر از نظر شیمیایی دارای مشخصات بود، اما مشخصات آنالیز گاز بسیار گسترده بود. ما آن را سفت کردیم و مشکل برطرف شد. اکنون، من در مورد گواهی گاز برای خود گاز اتمیزه شدن پارانوئید هستم.

درس دیگر در مورد افزایش مقیاس بود. پودری که در دسته‌های 50 کیلوگرمی برای نمونه‌سازی کاملاً کار می‌کند، می‌تواند در یک تولید 2 تنی رفتار متفاوتی داشته باشد. سرعت خنک شدن در برج اتمیزه کردن می تواند متفاوت باشد و منجر به تغییرات ظریف در ریزساختار شود. قبل از امضا باید بر اجرای آزمایشی در مقیاس نزدیک به تولید اصرار کنید. این گران و زمان بر است، اما ارزان تر از فراخوان کامل است.

جایی که این همه متصل می شود: زنجیره تامین یکپارچه

این من را به نقطه وسیع تری می رساند. تولید پودر یک مرحله منزوی نیست این اولین حلقه در زنجیره ای است که شامل شکل دهی، تف جوشی و اغلب عملیات ثانویه است ماشینکاری CNC یا عملیات سطحی بهترین نتایج زمانی حاصل می شود که در کل زنجیره بازخورد وجود داشته باشد.

شرکتی که هر دو ریخته گری پیشرفته (ریخته گری قالب پوسته, ریخته گری سرمایه گذاری) و ماشینکاری دقیق، مانند آنچه که در آن پیدا می کنید https://www.tsingtaocnc.com، این ادغام را در بر می گیرد. آنها عملکرد مصرف نهایی را می بینند. اگر قطعه‌ای که آنها از یک PM Blank پخته شده ماشین‌کاری می‌کنند، عمر ابزار ضعیف یا پایداری ابعادی غیرقابل پیش‌بینی داشته باشد، این بازخورد باید به سینترینر و در نهایت به تولیدکننده پودر برگردد. آیا حاوی اکسید در پودر بود؟ ذره توخالی که در حین تف جوشی فرو ریخت؟ این درک حلقه بسته چیزی است که قطعات خوب را از اجزای قابل اعتماد و با کارایی بالا جدا می کند.

بنابراین، وقتی به یک قطعه PM تمام شده نگاه می کنید، فقط به یک فلز فشرده و متخلخل نگاه نمی کنید. شما به تاریخچه یک مذاب، فیزیک یک نازل اتمیزه کردن، تدارکات هندلینگ و یک سری از سازش های کنترل شده نگاه می کنید. پودر DNA است. و مانند DNA، یک نقص کوچک و دیده نشده می تواند سرنوشت کل بدن را تعیین کند. درست کردن آن کمتر در مورد تکنولوژی پر زرق و برق و بیشتر در مورد توجه بی وقفه به جزئیات است که اغلب از طریق تجربه به دست آمده به دست آمده است.