می‌دانید، وقتی افراد خارج از تجارت «متالورژی پودر» را می‌شنوند، اغلب مستقیماً به سمت فشار می‌روند - فشرده‌سازی آن پودر خوب و خشک به یک قسمت «سبز» قابل تشخیص. این همان بیت قابل مشاهده است. اما کیمیاگری واقعی، جایی که روح ماده واقعاً تعیین می‌شود، در کوره اتفاق می‌افتد تف جوشی. این یک اصطلاح فریبنده ساده برای فرآیندی مملو از نکات ظریف است. اشتباه بگیرید، و شما فقط به یک بخش ضعیف نگاه نمی کنید. شما به قراضه‌ای نگاه می‌کنید که از چندین مرحله گران‌قیمت گذشت تا در آخرین مانع حرارتی شکست بخورد. این فقط "گرم کردن آن" نیست. این یک رقص کنترل شده از انتشار، تشکیل گردن، و گرد کردن منافذ است که همه به مدیریت دقیق زمان، دما و جو وابسته است.
اتمسفر فقط گاز پس زمینه نیست
اوایل، این را به سختی یاد گرفتم. ما یک دسته از فلنج های فولادی کم آلیاژ داشتیم که به زیبایی فشرده شده بودند. چرخه کوره از یک دستور العمل استاندارد قدیمی تنظیم شده است. اما کنترل جو در حال گذراندن یک روز خاموش بود - نوسانات جزئی در ترکیب گاز گرماگیر، کمی بیشتر از نقطه ایده آل. نتیجه؟ کربن زدایی سطح در سطوح بحرانی باربر. قطعات خوب به نظر می رسیدند، یک تصویر معمولی را پشت سر گذاشتند، اما تحت آزمایش میکروسختی، پوست نرمی را نشان دادند. برای برنامه بی فایده است. در آن زمان بود که کلیک کرد: جو تف جوشی یک محیط منفعل نیست. این یک شرکت کننده فعال است. برای فولادها، حفظ پتانسیل کربن است. برای ضد زنگ، این در مورد جلوگیری از تشکیل اکسید کروم است، که ممکن است به معنای اجرای هیدروژن یا خلاء با خلوص بالا باشد. من به یاد دارم که یک دسته ویژه گاز را از یک ارائه دهنده مورد اعتماد ما تهیه کردم، و تفاوت در ثبات قسمت آخر شب و روز بود.
این به موادی که ما اغلب با آنها کار می کنیم مرتبط است. در QSY، با پیشینه ما در ریخته گری سرمایه گذاری و ماشینکاری آلیاژهای ویژه مانند آلیاژهای مبتنی بر نیکل، طرز فکر مشابه است، اما اجرا متفاوت است. ریخته گری با جریان فلز مذاب سر و کار دارد. تف جوشی متالورژی پودر با انتشار حالت جامد سروکار دارد. اما دانش مادی از آن عبور می کند. هنگامی که مشتری درخواست یک جزء کبالت کروم را می دهد که به مقاومت سایش بالایی نیاز دارد، ما از تجربه ریخته گری خود می دانیم که این آلیاژها چقدر به تاریخچه حرارتی حساس هستند. ترجمه آن به مسیر PM به معنای درک این است که دمای تف جوشی برای چنین آلیاژی یک نقطه نیست بلکه یک پنجره باریک است - خیلی کم است و چگالی آسیب می بیند. بیش از حد بالا است، و شما در معرض خطر رشد بیش از حد دانه یا حتی تشکیل فاز مایع هستید که قطعه را مخدوش می کند. مشخصات کوره بحرانی می شود.
شما نمی توانید بدون دست زدن به کوره های خلاء در مورد جو صحبت کنید. آنها یک موهبت الهی برای مواد واکنشی هستند. ما آزمایشاتی را با پودرهای فشرده 316 لیتری ضد زنگ انجام دادیم. در اتمسفر هیدروژنی، می توانید نتایج خوبی کسب کنید، اما تف جوشی در خلاء؟ این قطعات با مرزهای دانه تمیزتر و مقاومت در برابر خوردگی عالی تولید کرد که برای برخی از اتصالات دریایی که از ما در مورد آنها سوال شده است بسیار مهم است. نکته منفی هزینه و زمان چرخه است. این یک ارزیابی دائمی است: آیا افزایش عملکرد هزینه تولید را توجیه می کند؟ این یک محاسبه واقعی است که ما روزانه انجام می دهیم، نه فقط یک سؤال کتاب درسی.
دما و زمان: این یک نمایه است، نه یک تنظیم
یکی دیگر از مشکلات رایج این است که دمای پخت را به عنوان یک عدد واحد در نظر بگیرید که تنظیم و نگه می‌دارید. در واقع، نرخ افزایش، زمان خیساندن در دماهای متوسط (مانند سوختن بایندر در قطعات قالب‌گیری شده با تزریق پودر)، و سرعت خنک‌سازی همگی بخشی از «پروفایل» هستند. من پروژه ای را برای یک چرخ دنده پیچیده به یاد می آورم که در آن ترک خوردگی را در هنگام خنک سازی تجربه کردیم. مقصر؟ سرد شدن خیلی سریع از دمای تف جوشی. گرادیان های حرارتی استرس هایی را ایجاد می کند که ریزساختار در حال تحکیم نمی تواند آن ها را تحمل کند. ما مجبور شدیم برنامه کوره را به گونه ای تغییر دهیم که یک منطقه کنترل شده کند خنک را شامل شود. ساعت‌ها را به چرخه اضافه کرد اما کل دسته را ذخیره کرد.
اینجاست که احساس عملی به وجود می‌آید. کتاب‌های درسی نمودارهای فاز و منحنی‌های چگالی نظری را به شما می‌دهند. اما در طبقه مغازه، شما به دنبال علائم هستید. رنگ قطعات بیرون می‌آید، صدایی که هنگام ضربه زدن به آرامی ایجاد می‌کنند (یک ضربه‌ی کسل‌کننده در مقابل یک حلقه ضعیف)، حتی نحوه نشستن آنها روی سینی سینترینگ - تاب‌خوردگی یک اثر مرده گرمایش ناهموار یا پشتیبانی ضعیف در طول چرخه حرارتی است. این بررسی های کیفی است که در طول زمان انجام شده است که قبل از CMM یا تستر کششی مشکلات را پیدا می کند.
پیوند دادن این به قابلیت های یکپارچه ما در Qingdao Qiangsenyuan Technology Co., Ltd. (QSY)، مرحله تف جوشی یک جزیره نیست. ممکن است یک قطعه با چگالی 95 درصد از کوره خارج شود. برای بسیاری از برنامه ها، این خوب است. اما برای یک بدنه شیر هیدرولیک که نیاز به نشتی مطلق دارد، ممکن است به عملیات ثانویه مانند اشباع رزین نیاز داشته باشد. یا ممکن است مستقیماً به سلول‌های ماشینکاری CNC ما برای تکمیل ابعاد حیاتی - حفاری سوراخ‌های دقیق، رزوه‌کاری، ایجاد سطوح آب‌بندی- برود. این واقعیت که ما هم فرآیند تف جوشی و هم ماشینکاری بعدی را زیر یک سقف مدیریت می کنیم به این معنی است که می فهمیم ریزساختار زینتر شده در طول برش چگونه رفتار می کند. یک قسمت ضعیف پخته شده می تواند ساینده باشد و از طریق ابزار بجود. یک به خوبی تف جوشی شده ماشین آلات تمیز. این حلقه بازخورد بین کارگاه کوره و مرکز ماشینکاری بسیار ارزشمند است.
میراث قسمت سبز
همه چیز در تف جوشی با وضعیت فشرده سبز از پیش تعیین شده است. گرادیان چگالی ناشی از پرس، هرگونه نقص لایه‌بندی، یکنواختی توزیع پودر - اینها در کوره بهبود نمی‌یابند. تقویت می شوند یک تغییر چگالی جزئی می تواند منجر به انقباض دیفرانسیل شود و یک نقص فشار جزئی را به یک پس زینتر رد بعدی بزرگ تبدیل کند. زمانی با یک سنجاق بلند و نازک مشکل داشتیم. آنها مدام خمیده بیرون می آمدند. پس از تعقیب پروفیل های کوره، در نهایت به ابزارسازی نگاه کردیم. یک ناهماهنگی جزئی در پرس باعث پر شدن ناهموار پودر و در نتیجه تراکم سبز ناهموار می شد. پرس را تعمیر کنید، قسمت متخلخل را تعمیر کنید. درس: تف جوشی اغلب به دلیل مشکلاتی که خیلی زودتر در زنجیره فرآیند به وجود آمده اند سرزنش می شود.
این به ویژه برای اشکال پیچیده صادق است. در ریخته گری سرمایه گذاری، که دیگر شایستگی اصلی QSY است، قالب شکل را مشخص می کند. در PM، قالب در ابتدا آن را مشخص می کند، اما سپس قطعه در طول پخت منقبض می شود - و همیشه به صورت همسانگرد منقبض نمی شود. طراحی ابزار مستلزم پیش‌بینی این انقباض ناهمسانگرد است که از جهت فشار و جهت ذرات ناشی می‌شود. این یک هنر تجربی است به همان اندازه که یک علم است. ما کتابخانه‌هایی از عوامل انقباض برای مواد مختلف و هندسه‌های قطعات داریم که طی سال‌ها ساخته شده‌اند و طراحی ابزار ما را راهنمایی می‌کنند. شما آن اعداد دقیق را در کتابچه راهنما پیدا نخواهید کرد.
وقتی همه چیز به طرز ماهرانه ای اشتباه می شود
شکست های فاجعه بار - ذوب شدن، اعوجاج شدید - آشکار است. موارد دشوار، نقص های ظریف هستند. ذوب اولیه در مرزهای دانه به این دلیل که شما خیلی به خط جامد نزدیک شدید. تف جوشی بیش از حد منجر به نفخ می شود، جایی که منافذ بسته با گاز به دام افتاده متورم می شوند. یا عدم تف جوشی، باقی ماندن قطعه با استحکام ناکافی، نقصی که ممکن است تنها در آزمایش خستگی مدت‌ها پس از حمل و نقل نمایان شود. من به خصوص در مورد آلیاژها محتاط هستم. کار ما با آلیاژهای ویژه در ریخته گری به ما احترامی سالم برای پایداری فاز آنها می دهد. با اعمال آن در PM، تف جوشی یک جزء سوپرآلیاژی مبتنی بر نیکل فقط برای دستیابی به چگالی نیست. این در مورد اطمینان از تشکیل صحیح رسوب اولیه گاما در طول خنک سازی است که عملکرد آن را در دمای بالا دیکته می کند. این نیاز به یک عملیات حرارتی پس از زینتر بسیار خاص دارد که اغلب در چرخه خنک کننده خود کوره ادغام می شود.
کنترل کیفیت پس از سینتر فقط بررسی ابعادی نیست. متالوگرافی است. برش بخشی از هر بار کوره، نصب، صیقل دادن و حکاکی کردن آن برای مشاهده ساختار منافذ و اندازه دانه. آیا منافذ گرد و جدا شده (خوب) یا به هم پیوسته (بد) هستند؟ آیا ساختار دانه بیش از حد رشد کرده است؟ این تحلیل عملی غیرقابل مذاکره است. این کارت گزارش نهایی برای فرآیند پخت است. گاهی اوقات، چیز غیرمنتظره‌ای می‌بینید - مانند ترکیبات اکسید از پودر آلوده - و تحقیقات باید حتی قبل از فشار دادن به عقب برگردد.
تف جوشی به عنوان دروازه ارزش
در نهایت، در یک چشم‌انداز رقابتی، فرآیند تف جوشی دروازه اصلی برای افزودن ارزش یا از دست دادن آن است. شما می توانید پودر عالی، پرس عالی، اما پخت متوسط داشته باشید، و در نهایت محصول متوسطی خواهید داشت. برعکس، تسلط بر پخت می‌تواند پتانسیل کامل مواد را باز کند، و به شما امکان می‌دهد خواصی را ارائه دهید که رقیب مواد فرفورژه یا ریخته‌گری هستند، اما با مزایای اقتصادی خالص PM. برای شرکتی مانند QSY که شامل ریخته‌گری، ماشینکاری و درگیر فرآیندهای PM است، چشم‌انداز کل نگر است. ما تف جوشی را نه به عنوان یک مرحله حرارتی جدا شده، بلکه به عنوان رویداد ایجاد ریزساختاری قطعی در زنجیره PM می بینیم. اینجاست که ذرات پودر دیگر فردی نیستند و به یک ماده مهندسی منسجم و کاربردی تبدیل می‌شوند. درست کردن آن چیزی است که بخش هایی را که صرفاً وجود دارند از قطعاتی که عملکرد قابل اعتمادی در این زمینه دارند جدا می کند. و در نهایت، این همان چیزی است که تولید در مورد آن است.
