Nuair a chluinneas tu ‘stuthan cumadh stealladh meatailt’, bidh a’ mhòr-chuid de dh’ inntinnean a’ leum dìreach chun phùdar meatailt. Sin am prìomh ghnìomh, gu cinnteach. Ach ma tha thu air ùine a chuir seachad air làr na bùtha, tha fios agad gu bheil an fhìor sgeulachd a ’tòiseachadh leis an t-siostam ceangail agus a’ crìochnachadh le faireachdainn an fhùirneis. Is e an cocktail gu lèir a tha cudromach, chan e dìreach an spiorad. Tha mi air cus phròiseactan fhaicinn a’ stad leis gun d’ fhuair cuideigin pùdar 17-4PH breagha, spherical ach chuir e còmhla e le inneal-ceangail cèir-polymer gnèitheach nach b’ urrainn geoimeatraidh na pàirt a làimhseachadh, a dh’ adhbhraich saobhadh tubaisteach aig àm dì-cheangail. Chan e dìreach meatailt a th' anns an stuth; is e an stuth-beatha. Sin a’ chiad leasan, agus gu tric as daoire.
An Co-aontar Bun-stuthan: Barrachd Ealain na Saidheans
Bidh a bhith a’ faighinn an stuth beathachaidh ceart uaireannan a’ faireachdainn mar alchemy. Tha an co-mheas as fheàrr de luchdachadh pùdar - an àireamh sa cheud sin de phùdar meatailt anns an inneal-ceangail - na choiseachd teann. Brùth e ro àrd airson pàirt iom-fhillte, agus bidh thu a’ call an fhìor shruth-sruth a tha luachmhor dha MIM. Bidh an inneal cumadh stealladh a’ strì, gheibh thu loidhnichean tàthaidh, beàrnan. Ro ìosal, agus tha am pàirt a’ crìonadh gu neo-fhaicsinneach aig àm sintearachd, a’ tighinn gu crìch a-mach à spec. Airson co-phàirt caitheamh àrd a ruith sinn aon uair, a’ cleachdadh pùdar 316L grinn, gas-atomized, bha againn ri luchdachadh sìos beagan bho mholadh leabhar-teacsa. Carson? Bha crois-earrann tana tana aig a’ phàirt ri taobh meadhan tiugh. Dh’ adhbhraich luchdachadh àbhaisteach comharran sinc. Rinn sinn cron air dùmhlachd beagan nas ìsle gus dèanamh cinnteach gun deach a lìonadh, agus an uairsin dh’ atharraich sinn am pròifil sintering gus dìoladh a dhèanamh. Dh'obraich e, ach cha robh e ann an leabhar-làimhe sam bith.
Seo far a bheil dleastanas an neach-ceangail air a lagachadh gu h-eucorach. Chan e dìreach glaodh sealach a th’ ann. Feumaidh a chinetics lobhadh aig àm dì-cheangail teirmeach no fuasglaidh a bhith air a cho-chòrdadh gu foirfe ri pacadh an fhùdair. Mì-chothromachadh an seo, agus gheibh thu bloating, sgàineadh, no tuiteam ‘pàirt uaine’. Tha cuimhne agam baidse far an do dh’ atharraich solaraiche an inneal-ceangail catalyst gun rabhadh. Bha na pàirtean a 'coimhead foirfe a' tighinn a-mach às a 'mholltair, ach anns an àmhainn debind, thuit iad mar taois sgìth. Call iomlan. Bha am pùdar co-ionann, an sònrachadh meatailt gun atharrachadh. Bha an teip ann am pàirt 'beag' den t-siostam ceangail.
Agus bruidhnidh sinn mu fheartan pùdar. Tha sphericity agus cuairteachadh meud mìrean (PSD) a h-uile dad. Dh’ fhaodadh PSD cumhang teòiridh pacaidh math a thoirt seachad, ach bidh cuairteachadh beagan nas fharsainge le deagh smachd gu tric a’ sruthadh nas fheàrr ann an cleachdadh agus a’ seinn nas earbsaiche. Airson stoc beathachaidh implant meidigeach cobalt-chrome, rinn sinn sabaid air cùisean porosity gus an do mheasg sinn dà chrann pùdar eadar-dhealaichte gus an lùb PSD ceart fhaighinn. Bha na duilleagan sònraichte airson gach crannchur ‘iomchaidh’, ach bha an draoidheachd anns a’ mheasgachadh. Chan eil thu ag ionnsachadh sin bho dhuilleag-dàta; ionnsaichidh tu e bho batches briste.
Sintering: Far a bheil an stuth dha-rìribh a’ cruthachadh
Is e seo puing gun tilleadh. Tha thu air 'pàirt dhonn' chugallach a chumadh agus a dhì-cheangal. A-nis, anns an fhùirneis sintering, nochdaidh na mìrean meatailt a’ leaghadh agus na fìor fheartan stuthan. Seo far a bheil do roghainn de stuth bunaiteach - stàilinn gun staoin, stàilinn inneal, alloy sònraichte - mu choinneimh a dheuchainn le teine. Tha smachd àile na rìgh. Faodaidh aodion beag ocsaidean ann an àile hydrogen-nitrogen nuair a thèid stàilinn anns a bheil cromium mar 17-4PH a dhol sìos gualain uachdar agus milleadh a dhèanamh air strì an aghaidh corrach. Dh’ ionnsaich sinn a bhith a’ ruith phàirtean meallta ron a h-uile baidse èiginneach gus ‘deuchainn’ a dhèanamh air faireachdainn an fhùirneis, poileasaidh àrachais saor.
Tha an cearcall sintering fhèin na reasabaidh airson stuthan sònraichte. Ìrean rampa, cumail teòthachd, astar fuarachaidh - bidh iad uile ag òrdachadh a’ mhicro-structar deireannach. Airson pròiseact a dh’ fheumadh alloy bog magnetach (mar Fe-50% Ni), bha an ìre fuarachaidh bho theodhachd sintering deatamach gus an permeability magnetach a bha thu ag iarraidh a leasachadh. Ro luath, agus chaill sinn uinneag an togalaich. Thug e trì ruith fùirneis le atharrachaidhean beaga fuarachaidh gus an t-sònrachadh a bhualadh. Bha an ‘stuth’ air an òrdugh ceannach dìreach Fe-50Ni. Chaidh an stuth gnìomh a chruthachadh anns an fhùirneis sin.
Is e crìonadh an caochladair mòr eile, ceangailte gu dìreach ris an stoc beathachaidh. Tha sinn ag amas air crìonadh isotropic, ach chan eil e a-riamh gu tur èideadh. Airson co-phàirt gèar mionaideach, bha againn ris a’ chuas molltair a dhealbhadh stèidhichte air factar lughdachadh empirigeach a leasaich sinn airson an stoc beathachaidh alloy 4140 sònraichte sin, chan e tagradh gnèitheach 15-18% an neach-reic. Bha am bàillidh againn 16.7% ±0.3% anns an itealan èiginneach. Thàinig an cruinneas sin bho bhith a’ tomhas ceudan de phàirtean sintered agus a’ ceangal air ais. Sin an seòrsa eòlas tàbhachdach a tha a 'fuireach ann an leabhar-cluiche a-staigh companaidh.
Carson a bhios Alloys Like Cobalt agus Nickel ag atharrachadh a’ gheama
A’ gluasad bho steels stainless cumanta gu rìoghachdan mar alloys stèidhichte air cobalt neo alloys stèidhichte air nicil airson MIM tha e na atharrachadh mòr ann an duilgheadas agus cosgais. Chan e dìreach ‘fancier steels’ a tha seo. Faodaidh na h-uinneagan sintering aca a bhith gu math cumhang. Dh’ fhaodadh alloy cobalt-chromium-molybdenum airson cleachdadh bith-mheidigeach a dhol a-steach do uinneag 20-ceum Celsius gus làn dùmhlachd fhaighinn às aonais fàs gràin. Na caill e, agus gheibh thu an dàrna cuid porosity no embrittlement.
Tha an toirt air falbh inneal-ceangail airson na h-aloidhean àrd-choileanaidh sin nas duilghe cuideachd. Tha na pùdar aca gu tric nas reactive, agus mar sin is dòcha gum b’ fheàrr le ceangal catalytic (a’ cleachdadh vapor searbhag nitric, mar eisimpleir) seach dòighean teirmeach nas slaodaiche gus truailleadh uachdar a sheachnadh. Tha seo a 'cur ri iom-fhillteachd a' phròiseas agus a 'chosgais. Ach is e pàirtean a tha sa phàigheadh le feartan faisg air stuth obraichte - smaoinich air swirlers injector connaidh einnsean jet a chaidh a dhèanamh tro MIM bho superalloy nicil. Tha an luach anns an iom-fhillteachd cruth lom, chan e dìreach cosgais an stuth.
Is e seo raon far am bi eòlas fùirneis domhainn agus innealachaidh air leth luachmhor. Companaidh le eachdraidh fhada ann an tasgadh tilgeadh agus machining sònraichte alloys, mar Qingdao Qiangsenyuan Technology Co., Ltd. (QSY), a’ toirt sealladh eadar-dhealaichte do MIM. Tha iad air a bhith a’ dèiligeadh ri meatailteachd na alloys sònraichte airson deicheadan tro na h-obraichean sligean is tasgaidh aca. Tha an eòlas domhainn sin air mar a bhios na meatailtean sin gan giùlan fhèin fo theas, mar a bhios iad ag eadar-obrachadh le àileachdan, agus mar as urrainnear an crìochnachadh na mhaoin mhòr nuair a thèid iad air adhart gu bhith gan cumadh. Tha iad a’ tuigsinn nach eil anns an t-suidheachadh post-sintering ach toiseach bàn airson iomadh pàirt, a dh’ fheumas an uairsin mionaideach Innealan CNC gus coinneachadh ri fulangas deireannach air feartan èiginneach. Tha am pròiseas MIM agus an taghadh stuthan air an dealbhadh leis a’ cheum innealachaidh sin san amharc.
An Ceangal Machining: Chan eil MIM an-còmhnaidh a’ ciallachadh ‘Crìochnaichte’
Is e mì-thuigse cumanta gum bi pàirtean MIM a’ tighinn a-mach às an fhùirneis deiseil airson a chleachdadh. Airson mòran, tha. Ach airson tagraidhean àrd-chruinneas, tha sintering air a leantainn le gnìomhachd àrd-sgoile. Tha seo riatanach airson taghadh stuthan. Faodaidh tu ìre ro-chruaidh a thaghadh, no tè a thèid a làimhseachadh le teas às deidh sintering. Ach feumaidh tu cuideachd beachdachadh air machinability. Tha microstructure grinn, èideadh aig pàirt MIM sintered, ach chan eil e an-còmhnaidh na bhruadar gu inneal. Faodaidh e a bhith sgrìobach.
Bha cùis againn le pàirt MIM de stàilinn gun staoin 440C a dh ’fheumadh toll le tapadh. Bha am pàirt gu tur dùmhail agus cruaidh às deidh sintering. Le bhith ga tapadh gu dìreach bha e a’ cagnadh innealan. Dh'fheumadh sinn a 'chearcall sintering atharrachadh gus a fàgail ann an staid beagan nas buige airson innealachadh, agus an uairsin cuir ris teas cruaidh cruaidh. Mar sin bha am pròiseas ‘stuth’: cruthachadh stuth -> cumadh -> debinding -> sintering (bog) -> innealachadh CNC -> làimhseachadh teas -> toradh deireannach. Cha robh turas an stuth seachad às deidh an fhùirneis.
Tha an sealladh aonaichte seo cudromach. Sin as coireach nach e bùthan MIM fìor a th’ ann an cuid de na cluicheadairean as soirbheachail. Tha iad nan luchd-saothrachaidh aonaichte, leithid QSY, a bhios a’ cothlamadh phròiseasan. Faodaidh iad coimhead air dealbh airson co-phàirt iom-fhillte, àrd-alloy agus breithneachadh a bheil tasgadh tasgaidh, MIM, no dòigh-obrach tar-chinealach as fheàrr stèidhichte air geoimeatraidh, stuth, agus tomhas-lìonaidh. Tha na 30 bliadhna aca ann an tilgeadh agus innealachadh a’ ciallachadh gu bheil iad a’ taghadh stuthan MIM le làn thuigse air an t-sèine saothrachaidh gu lèir, chan e dìreach na ceumannan cumadh is sintering. Tha fios aca gu bheil fìor chosgais stuth a’ toirt a-steach mar a bhios e ga ghiùlan fhèin anns a h-uile gnìomh às deidh sin.
Fàilligidhean agus na leasanan a tha iad a 'clò-bhualadh
Chan ionnsaich thu stuthan bho shoirbheachas. Bidh thu ag ionnsachadh bho na bionaichean sgudail. Tràth air adhart, dh’ fheuch sinn ri stoc-stuth stàilinn le alloy ìosal a ruith airson pàirtean chàraichean. Bha na pàirtean sintered gu math, a’ coimhead glè mhath. Ach ann an deuchainn spraeadh salainn, bha iad a’ meirgeadh ann an uairean a thìde, agus mhair pàirt den aon ìre a bha gu traidiseanta air a innealachadh seachdainean. An ciontach? Call gualain aig àm sintearachd mar thoradh air àile nach eil air a ghleusadh gu foirfe airson ceimigeachd uachdar an fhùdair sin. Bha an stuth 'ìre' ceart, ach bha am pròiseas air an sgrìobhadh èifeachdach aige atharrachadh. B’ fheudar dhuinn atharrachadh gu pùdar a chaidh innleachadh airson MIM, le pasivation uachdar eadar-dhealaichte, agus teannachadh air protocol an fhùirneis. Bha an duilleag sònraichte gun fheum mura robh smachd againn air a’ phròiseas a chruthaich an stuth deireannach.
Uair eile, rannsaich sinn le bhith a’ cleachdadh alloy trom tungstain comasach air MIM. Bha an dùmhlachd mìorbhaileach, ach bha e gu math duilich an stoc beathachaidh a chumadh gu cunbhalach. Chuir sinn seachad mìosan air dealbhadh geata is ruitheadair, teòthachd molltair, paramadairean stealladh. Fhuair sinn pàirtean gnìomh, ach cha robh an toradh a-riamh comasach gu h-eaconamach airson an tomhas-lìonaidh. Chuir sinn fasgadh air. Bha an stuth gealltanach air pàipear, ach mharbh na fìrinnean practaigeach a thaobh a bhith ga atharrachadh bho stoc beathachaidh gu co-phàirt earbsach am pròiseact. Is e gairm breithneachail deatamach a tha sin a nì thu dìreach le bhith a’ feuchainn agus a’ fàiligeadh.
Mar sin nuair a smaoinicheas mi air stuthan cumadh stealladh meatailt a-nis, chan eil mi dìreach a’ faicinn liosta de aloidhean. Tha mi a’ faicinn cascade de cho-dhùnaidhean: cumadh agus meud pùdar, ceimigeachd inneal-ceangail, luchdachadh pùdar, modh debind, ìomhaigh faireachdainn fùirneis, làimhseachadh teas comasach, agus innealachadh àrd-sgoile riatanach. Is e an stuth an t-sreath slàn seo. Is e eintiteas a tha air a mhìneachadh le pròiseas a th’ ann. Tha a bhith ceart a’ ciallachadh a bhith a’ toirt urram do gach ceangal, agus chan eil an t-eòlas sin air a cheannach - tha e air a thogail pàirt air pàirt, fàilligeadh le fàilligeadh, thar bhliadhnaichean. Is e an diofar eadar òrdachadh pùdar agus innleadaireachd co-phàirt.
