પાવડર ધાતુશાસ્ત્ર સ્ટેનલેસ સ્ટીલ

જ્યારે તમે 'પાઉડર મેટલર્જી સ્ટેનલેસ સ્ટીલ' સાંભળો છો, ત્યારે તાત્કાલિક પિચ હંમેશા નેટ-આકારની જટિલતા અને સામગ્રીની બચત વિશે હોય છે. તે સાચું છે, પરંતુ તે માત્ર અડધી વાર્તા છે. વાસ્તવિક વાતચીત, જે એન્જિનિયરો વચ્ચે થાય છે કે જેમણે ખરેખર તેને સ્પષ્ટ કરવાનો પ્રયાસ કર્યો છે અથવા તેને મશીન બનાવ્યો છે, તે ડેટાશીટ વચન અને વર્કશોપ વાસ્તવિકતા વચ્ચેના અંતરની આસપાસ ફરે છે. તે જાદુઈ બુલેટ નથી; તે નિયમોના ખૂબ ચોક્કસ સેટ સાથેની સામગ્રી છે. મેં ઘણી બધી ડિઝાઇન જોઈ છે જે તેને ઘડાયેલા 316L માટે ડ્રોપ-ઇન રિપ્લેસમેન્ટની જેમ વર્તે છે, માત્ર છિદ્રાળુતા, અસંગત યંત્રતા અથવા હીટ ટ્રીટમેન્ટ સરપ્રાઈઝની સમસ્યાઓનો સામનો કરવા માટે. આકર્ષણ મજબૂત છે - વાલ્વના ઘટકો અથવા ન્યૂનતમ કચરા સાથે સેન્સર હાઉસિંગ જેવા જટિલ ભાગો બનાવવું - પરંતુ અમલ પાવડર ફીડસ્ટોકથી અંતિમ સિન્ટર સુધીની પ્રક્રિયા માટે આદરની માંગ કરે છે.

કોર પ્રોમિસ અને પર્સિસ્ટન્ટ પોરોસિટી પ્રશ્ન

મૂળભૂત ફાયદો ભૌમિતિક સ્વતંત્રતા છે. અમે એવા ભાગો વિશે વાત કરી રહ્યા છીએ જે બાર સ્ટોક અથવા તો ઇન્વેસ્ટમેન્ટ કાસ્ટમાંથી મશીન માટે દુઃસ્વપ્ન હશે. આંતરિક ચેનલો સાથેના નાના પંપ ઇમ્પેલર અથવા અન્ડરકટ્સ સાથે તબીબી સાધન હાઉસિંગ વિશે વિચારો. પાવડર ધાતુશાસ્ત્ર આને મધ્યમથી ઉચ્ચ વોલ્યુમમાં આર્થિક રીતે સધ્ધર બનાવે છે. સ્ટેનલેસ સ્ટીલ ગ્રેડ, સામાન્ય રીતે 304L, 316L, અને વધુને વધુ લોકપ્રિય 17-4 PH, આ એપ્લિકેશનો માટે જરૂરી કાટ પ્રતિકાર પ્રદાન કરે છે.

પરંતુ અહીં પ્રથમ અવરોધ છે: ઘનતા. સંપૂર્ણ ઘનતા હાંસલ કરવી ખર્ચાળ છે અને હંમેશા ધ્યેય નથી. મોટાભાગના માળખાકીય ઘટકો યાંત્રિક સ્પેકને પૂર્ણ કરતા સ્તર પર સિન્ટર કરેલા હોય છે. આ શેષ, એકબીજા સાથે જોડાયેલ છિદ્રાળુતાને છોડી દે છે. તે જરૂરી નથી કે ખામી હોય; તે એક લાક્ષણિકતા છે. જો કે, આ છિદ્રાળુતા ઘણા ડાઉનસ્ટ્રીમ મુદ્દાઓનું મૂળ છે. તે અસરકારક કાટ પ્રતિકારને અસર કરે છે - છિદ્રો પ્રવાહીને ફસાવી શકે છે અને તિરાડોને કાટ શરૂ કરી શકે છે, તેથી જ પ્રવાહી-હેન્ડલિંગ ભાગો માટે, રેઝિન ગર્ભાધાન અથવા હોટ આઇસોસ્ટેટિક પ્રેસિંગ (HIP) જેવી ગૌણ કામગીરી બિન-વાટાઘાટપાત્ર બની જાય છે. મને રાસાયણિક ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટેશન ક્લાયન્ટ માટે 316L ફ્લેંજ્સની બેચ યાદ છે; તેઓએ સિન્ટર્ડ તરીકે મીઠું સ્પ્રે ટેસ્ટ પાસ કરી, પરંતુ છ મહિના પછી ક્ષેત્રમાં નિષ્ફળ ગયા કારણ કે માધ્યમમાં આંતરિક છિદ્રાળુતા દુષ્ટ હતી. અમારે ભાવિના તમામ ઓર્ડર માટે વેક્યૂમ ઈમ્પ્રિગ્નેશન સ્ટેપ રિટ્રોફિટ કરવાનું હતું.

આ છિદ્રાળુતા પણ મશીનને સીધી અસર કરે છે. તમારું કટીંગ ટૂલ માત્ર ધાતુ ઉતારવાનું નથી; તે એક માળખાનો સામનો કરી રહ્યું છે જે તૂટક તૂટક નક્કર અને રદબાતલ છે. આનાથી માઈક્રો-ચેટર, એક્સિલરેટેડ ટૂલ વેઅર (ખાસ કરીને ડ્રીલ અને ટેપ્સ પર) અને સરફેસ ફિનિશ થાય છે જે યોગ્ય રીતે હેન્ડલ ન કરવામાં આવે તો ડાઘવાળા દેખાઈ શકે છે. તમે ઘડાયેલ સામગ્રી માટે સમાન ફીડ્સ અને ઝડપનો ઉપયોગ કરી શકતા નથી. તેના માટે વધુ કઠોર સેટઅપ, તીક્ષ્ણ સાધનો અને કેટલીકવાર એક અલગ કટીંગ ફ્લુઇડ વ્યૂહરચના પણ જરૂરી છે જેથી છીદ્રોને સ્વેર્ફથી ભરાઈ ન જાય.

મશીનિંગ ધ સિન્ટર્ડ સ્ટેટઃ ક્યુએસવાય જેવી દુકાનો સાથે ભાગીદારી

આ તે છે જ્યાં સૈદ્ધાંતિક વ્યવહારિકને મળે છે, અને સમગ્ર સાંકળને સમજતી ફાઉન્ડ્રી અને મશીન શોપ સાથે સહયોગ શા માટે મહત્વપૂર્ણ છે. તમે કોઈપણ CNC શોપ પર સિન્ટર્ડ ખાલી મોકલી શકતા નથી. તેઓને જાણવાની જરૂર છે કે તેઓ શું ધરાવે છે. જેવી કંપની ક્વિન્ગડાઓ કિઆંગસેન્યુઆન ટેકનોલોજી કંપની લિમિટેડ (QSY) એક રસપ્રદ કિસ્સો રજૂ કરે છે. કાસ્ટિંગ અને મશીનિંગમાં 30 વર્ષથી વધુ સમય સાથે, તેઓએ નેટ-આકારની પ્રક્રિયાઓની ઉત્ક્રાંતિ જોઈ છે. જ્યારે તેમનો મુખ્ય ભાગ શેલ અને ઇન્વેસ્ટમેન્ટ કાસ્ટિંગમાં છે, સિદ્ધાંતો અનુવાદ કરે છે. તેઓ મોલ્ડિંગ પછીની સામગ્રીની વર્તણૂક, મશીનિંગના તણાવ અને એલોય માટે પ્રક્રિયા નિયંત્રણના મહત્વને સમજે છે. માટે એ પાવડર ધાતુશાસ્ત્ર સ્ટેનલેસ સ્ટીલ ઘટક, તેમની CNC મશીનિંગ કુશળતા સમીકરણનો નિર્ણાયક બીજો ભાગ બની જાય છે.

કી સંચાર છે. જ્યારે અમે P/M ભાગો પર દુકાનો સાથે કામ કર્યું હોય, ત્યારે ડ્રોઇંગ પેકેજમાં સિન્ટર્ડ ઘનતા શ્રેણીનો ઉલ્લેખ કરવો આવશ્યક છે અને નોંધ કરો કે તે સિન્ટર્ડ સામગ્રી છે. આ મશીનિસ્ટને ચેતવણી આપે છે. નાના વિકૃતિને ધ્યાનમાં લેવા માટે ગંભીર પરિમાણોને ઘણીવાર સિન્ટરિંગ પછી અંતિમ પાસની જરૂર પડે છે. QSY જેવી કાસ્ટિંગ સાથે અનુભવેલી દુકાન પહેલેથી જ આમાં પારંગત છે-ડેટમ્સનું સ્થાન, સમજવું કે પ્રથમ કટ છિદ્રને પ્રગટ કરી શકે છે, અને ભાગને સ્ક્રેપ કર્યા વિના તેની સાથે વ્યવહાર કરવાની પ્રક્રિયાઓ ધરાવે છે. નિકલ અને કોબાલ્ટ બેઝ જેવા વિશિષ્ટ એલોય સાથેનો તેમનો અનુભવ પણ મુશ્કેલ-થી-મશીન સામગ્રી સાથે પરિચિતતા સૂચવે છે, જે સિન્ટર સ્ટેનલેસનો સામનો કરવા માટે સારો પાયો છે.

એક વિશિષ્ટ પડકાર થ્રેડિંગ છે. જો છિદ્ર સંપૂર્ણ કદનું ન હોય અને નળ ઑપ્ટિમાઇઝ ન હોય તો સિન્ટરવાળા ભાગને ટેપ કરવું મુશ્કેલી માટે પૂછે છે. અમે ઘણીવાર જટિલ જોડાણો માટે થ્રેડ મિલિંગનો ઉલ્લેખ કરીએ છીએ અથવા થ્રેડ-ફોર્મિંગ સ્ક્રૂના ઉપયોગ માટે ડિઝાઇન કરીએ છીએ જે સામગ્રીને કાપવાને બદલે તેને કોમ્પેક્ટ કરે છે. આ તે પ્રકારની વિગતો છે જે મશીનિંગ પાર્ટનર સાથેની પ્રી-પ્રોડક્શન મીટિંગમાં બહાર આવે છે.

17-4 PH કોન્ડ્રમ: વરસાદ અને પરિમાણીય પાળી

જો 316L જેવા સ્ટાન્ડર્ડ ઓસ્ટેનિટીક ગ્રેડમાં તેમની વિશિષ્ટતા હોય, તો 17-4 PH સ્ટેનલેસ દ્વારા બનાવવામાં આવે છે પાવડર ધાતુશાસ્ત્ર તેનું પોતાનું જાનવર છે. અપીલ સ્પષ્ટ છે: ગરમીની સારવાર પછી ઉચ્ચ શક્તિ અને કઠિનતા. પરંતુ વરસાદ સખ્તાઇની પ્રક્રિયા એ સિન્ટર સામગ્રી સાથે ચુસ્ત ચાલ છે.

પ્રમાણભૂત H900 સારવાર (900°F વય) કામ કરે છે, પરંતુ પરિમાણીય ફેરફાર ઘડાયેલા સ્ટોક કરતાં ઓછા અનુમાનિત છે. સિન્ટરિંગ દરમિયાન ભાગ પહેલેથી જ સંકોચનમાંથી પસાર થઈ ગયો છે. વૃદ્ધત્વની સારવાર બીજી, નાની, પરંતુ હજુ પણ નોંધપાત્ર પરિમાણીય પાળીનો પરિચય આપે છે. બહુવિધ સુવિધાઓમાં ચુસ્ત સહનશીલતા ધરાવતા ભાગ માટે, આ એક દુઃસ્વપ્ન હોઈ શકે છે. ડ્રોન એક્ટ્યુએટર કમ્પોનન્ટ માટે પ્રોટોટાઇપ રન પર અમે આ સખત રીતે શીખ્યા. જેમ-સિન્ટર્ડ પરિમાણો સંપૂર્ણ હતા. સોલ્યુશનની સારવાર અને વૃદ્ધત્વ પછી, બોરનો વ્યાસ સહનશીલતાની મર્યાદાની બહાર સંકોચાઈ ગયો, જ્યારે બાહ્ય ફ્લેંજ વ્યાસ ભાગ્યે જ પ્રભાવિત થયો. એનિસોટ્રોપી પાવડરની મૂળ કોમ્પેક્શન દિશાને કારણે હતી.

સોલ્યુશન, વધુ ખર્ચાળ હોવા છતાં, મોટાભાગે વધુ વયના (કન્ડિશન A) અથવા સોલ્યુશન-સારવારની સ્થિતિમાં અને પછી વયમાં અંતિમ પરિમાણો સુધી મશીન માટે હોય છે. પરંતુ આ માટે સામગ્રી અને ભઠ્ઠીના ચોક્કસ બેચ માટે વૃદ્ધત્વ દરમિયાન ભાગ કેટલો વધશે અથવા સંકોચશે તે બરાબર જાણવાની જરૂર છે. તે રેસીપી-આધારિત પ્રક્રિયા બની જાય છે, પ્રમાણભૂત કામગીરી નહીં. નિયંત્રણનું આ સ્તર એ છે કે જ્યાં P/M ભાગ નિર્માતા અને ચોકસાઇ યંત્રરચના વચ્ચેનો તાલમેલ એકદમ મહત્વપૂર્ણ છે. પ્રિ-એજ મશીનિંગ ઓપરેશન માટે તેમના CNC પ્રોગ્રામમાં કયા ઑફસેટ્સનો ઉપયોગ કરવો તે જાણવા માટે મશીનિસ્ટને સિન્ટરર પાસેથી ચોક્કસ હીટ ટ્રીટમેન્ટ ડેટાની જરૂર છે.

જ્યારે તે ચમકે છે (અને ક્યારે અન્યત્ર જોવાનું છે)

તો ક્યારે છે પાવડર ધાતુશાસ્ત્ર સ્ટેનલેસ સ્ટીલ નિર્વિવાદ ચેમ્પિયન? તે જટિલ, પ્રમાણમાં નાનાથી મધ્યમ કદના ભાગો માટે છે જ્યાં ઘડાયેલા સ્ટોકમાંથી સામગ્રીનો ઉપયોગ 40% ની નીચે હશે, અને જ્યાં ઉત્પાદન વોલ્યુમ કોમ્પેક્શન ડાઇ માટે ટૂલિંગ ખર્ચને ન્યાયી ઠેરવે છે. ઉત્તમ ઉદાહરણો લોક ઘટકો, ઓટોમોટિવ ફ્યુઅલ સિસ્ટમના ભાગો (જેમ કે ઘૂમરાતો પ્લેટો), અને ચોક્કસ સર્જિકલ ટૂલ જડબાં છે. આધુનિક પાવડર અને નિયંત્રિત સિન્ટરિંગ ભઠ્ઠીઓની સુસંગતતા આ એપ્લિકેશનો માટે ઉત્તમ બેચ-ટુ-બેચ પુનરાવર્તિતતા આપે છે.

જો કે, સાદા આકારો (મૂળભૂત સ્પેસર અથવા વોશર) માટે, જ્યાં પ્રેસ ક્ષમતા મર્યાદિત હોય તેવા મોટા ભાગો માટે અથવા સંપૂર્ણ રીતે ઘડાયેલા, બનાવટી અને એનિલેડ માઇક્રોસ્ટ્રક્ચરની સંપૂર્ણ મહત્તમ કાટ પ્રતિકાર અથવા થાક શક્તિની જરૂર હોય તેવી એપ્લિકેશનો માટે તે ઘણીવાર શ્રેષ્ઠ પસંદગી નથી. તે કિસ્સાઓમાં, QSY જેવા નિષ્ણાત પાસેથી પરંપરાગત કાસ્ટિંગ માર્ગ અથવા બારમાંથી મશીનિંગ, વધુ વિશ્વસનીય અને ખર્ચ-અસરકારક હોઈ શકે છે. ઇન્વેસ્ટમેન્ટ કાસ્ટિંગ, દાખલા તરીકે, એક અલગ ખર્ચ માળખું હોવા છતાં, ચોક્કસ ભૂમિતિઓ માટે સમાન જટિલતા અને ઘણીવાર સારી સપાટી પૂર્ણાહુતિ અને ઘનતા પ્રાપ્ત કરી શકે છે.

નિર્ણય મેટ્રિક્સ માત્ર પ્રતિ કિલોગ્રામ સામગ્રી ખર્ચ વિશે ક્યારેય નથી. તે ફિનિશ્ડ, કાર્યાત્મક ભાગ દીઠ કુલ ખર્ચ વિશે છે, જેમાં ગૌણ મશીનિંગ, કોઈપણ જરૂરી ગર્ભાધાન અથવા પ્લેટિંગ, સ્ક્રેપ દરો અને ક્ષેત્રમાં કામગીરીનો સમાવેશ થાય છે. તે સિસ્ટમ એન્જિનિયરિંગની પસંદગી છે.

ધ ફ્યુચર ઈઝ ઈન ધ બ્લેન્ડ એન્ડ ધ બાઈન્ડ

રસપ્રદ વિકાસ હવે માત્ર નવી સ્ટેનલેસ સ્ટીલ પાવડર કમ્પોઝિશનમાં જ નથી, પરંતુ તેમને બંધાયેલી પ્રક્રિયાઓમાં છે. મેટલ ઇન્જેક્શન મોલ્ડિંગ (MIM), જે ફાઇનર પાવડર અને પ્લાસ્ટિક બાઈન્ડરનો ઉપયોગ કરે છે, તે પરંપરાગત પ્રેસ-અને-સિન્ટર P/M કરતાં પણ વધુ જટિલતા પરબિડીયુંને આગળ ધપાવી રહ્યું છે, જો કે તે તેના પોતાના બંધનકર્તા પડકારો સાથે આવે છે અને તે ખૂબ જ નાના ભાગો માટે શ્રેષ્ઠ છે.

અન્ય વિસ્તાર હાઇબ્રિડ સામગ્રી છે - સ્ટેનલેસ સ્ટીલ પાવડર તાંબા અથવા સખત એજન્ટ જેવા લુબ્રિકન્ટ સાથે મિશ્રિત છે. આ એક સિન્ટરિંગ ચક્રમાં સ્વ-લ્યુબ્રિકેટિંગ બેરિંગ્સ અથવા ગ્રેડેડ પ્રોપર્ટીઝવાળા ભાગો બનાવી શકે છે. પરંતુ ફરીથી, આ મશીનિંગમાં નવા ચલો રજૂ કરે છે. તમે 90% સ્ટીલ અને 10% કોપર ધરાવતા પ્રદેશને કેવી રીતે મશીન કરશો? ટૂલ વેર પેટર્ન સમગ્ર ભાગમાં બદલાય છે.

આખરે, પાઉડર મેટલર્જી સ્ટેનલેસ સ્ટીલ સાથે કામ કરવું એ વ્યવસ્થાપિત સમાધાન અને ઊંડા પ્રક્રિયા જ્ઞાનની કવાયત છે. તે તમને પ્રારંભિક ડાઇ ડિઝાઇનથી લઈને અંતિમ QC ચેક સુધી સર્વગ્રાહી રીતે વિચારવા માટે દબાણ કરે છે. તમે માત્ર ઓર્ડર કરો છો તે સામગ્રી નથી; આદર્શ આઇસોટ્રોપિક સોલિડ અને અદ્ભુત રીતે સક્ષમ, પરંતુ સહેજ વિલક્ષણ, સિન્ટર્ડ વાસ્તવિકતા વચ્ચેની જગ્યા નેવિગેટ કરવા માટે તે એક પ્રક્રિયા છે જેમાં તમે ભાગ લો છો, સિન્ટરર અને મશીનિસ્ટ બંને સાથે નજીકથી ભાગીદારી કરો છો. જે કંપનીઓ તેની સાથે સફળ થાય છે તે તે છે જે આ દુનિયાને જોડે છે, જેમ કે કેવી રીતે એકીકૃત ઓપરેશનમાં ફેલાયેલ કાસ્ટિંગ અને CNC મશીનિંગ, જેમ કે QSY, એલોય વર્તનની ઘોંઘાટથી લઈને તૈયાર ઉત્પાદન સુધીની ઘોંઘાટનું સંચાલન કરે છે.