પાવડર ધાતુશાસ્ત્ર તકનીક

જ્યારે મોટાભાગના લોકો 'પાઉડર મેટલર્જી ટેક્નોલોજી' સાંભળે છે, ત્યારે તેઓ તરત જ સાદા દબાયેલા અને સિન્ટર્ડ ગિયર્સ અથવા બુશિંગ્સને ચિત્રિત કરે છે. તે એન્ટ્રી-લેવલની સામગ્રી છે, કોમોડિટીનો અંત છે. વાસ્તવિક ઊંડાણ, અને જ્યાંથી હતાશા અને આકર્ષણ શરૂ થાય છે, તે એલોય ડિઝાઇન, પોસ્ટ-પ્રોસેસિંગ અને સંપૂર્ણ લેબ નમૂના અને દસ હજાર ભાગોના ઉત્પાદન વચ્ચેના અંતરને મેનેજ કરવામાં છે જે બધાને ચોક્કસ ઘનતા અને તાણ શક્તિને ફટકારવાની જરૂર છે. તે માત્ર આકાર બનાવવાનું નથી; તે જમીન ઉપરથી માઇક્રોસ્ટ્રક્ચરનું એન્જિનિયરિંગ કરે છે.

એલોય માત્ર એક ફોર્મ્યુલા નથી

તમે શેલ્ફમાંથી પ્રમાણભૂત આયર્ન-કોપર-કાર્બન મિક્સ ખરીદી શકો છો અને તે 80% સામાન્ય એપ્લિકેશન માટે કામ કરશે. પરંતુ જ્યારે ક્લાઈન્ટ ગમે છે ક્વિન્ગડાઓ કિઆંગસેન્યુઆન ટેકનોલોજી કંપની લિમિટેડ (QSY) રાસાયણિક પંપમાં ઉચ્ચ-તાપમાનના કાટને ટકી રહેવાની જરૂર હોય તેવા ઘટક માટેની વિનંતી સાથે આવે છે, રમત બદલાય છે. સ્પેશિયલ એલોય ઇન્વેસ્ટમેન્ટ કાસ્ટિંગમાં તેમની પૃષ્ઠભૂમિનો અર્થ છે કે તેઓ ભૌતિક ગુણધર્મોને ઊંડા સ્તરે સમજે છે. વાર્તાલાપ સૌથી સસ્તો પાવડર કયો છે તેના પરથી બદલાઈ જાય છે કે આપણે ઘડાયેલા નિકલ-આધારિત એલોયની કામગીરીની નકલ કેવી રીતે કરી શકીએ, પરંતુ પીએમના નેટ-આકારના ફાયદા સાથે?

આ તે છે જ્યાં પૂર્વ-એલોય્ડ પાઉડર વિરુદ્ધ એલિમેન્ટલ મિશ્રણો એક મહત્વપૂર્ણ પસંદગી બની જાય છે. નિકલ-આધારિત પ્રણાલીઓ સાથે, પ્રી-એલોય્ડ રૂટ પર જવાથી તમને એકરૂપતા મળે છે, પરંતુ પાવડર કઠણ, ઓછું સંકુચિત છે. તમે સંભવિતપણે વધુ સુસંગત સિન્ટરિંગ પરિણામો માટે સરળ દબાવીને વેપાર કરો છો. અમે લુબ્રિકન્ટની ટકાવારી અને કોમ્પેક્શન પ્રેશરને ટ્વીન કરવામાં અઠવાડિયા ગાળ્યા છે માત્ર એક મુશ્કેલ પ્રી-એલોય્ડ ઇન્કોનેલ એનાલોગ પર ગ્રીન ડેન્સિટી વધુ 0.1 g/cm3 મેળવવા માટે. કેટલીકવાર, ઉકેલ પ્રેસમાં નથી હોતો, પરંતુ હાઇબ્રિડ અભિગમને પસંદ કરવા માટે - કસ્ટમાઇઝ્ડ બાઈન્ડર સિસ્ટમ સાથે પ્રી-એલોય્ડ પાવડરનો મુખ્ય ભાગ, જે ડિબાઇન્ડિંગ દરમિયાન તેના પોતાના પડકારોનો પરિચય આપે છે.

સિન્ટરિંગ વાતાવરણ સર્વોચ્ચ બને છે. એક સરળ એન્ડોથર્મિક ગેસ તેને આ એલોય માટે કાપશે નહીં. અમે ઉચ્ચ-વેક્યુમ અથવા અલ્ટ્રા-હાઈ-પ્યુરિટી હાઇડ્રોજન ભઠ્ઠીઓ વિશે વાત કરી રહ્યા છીએ, જેમાં કાર્બાઇડ વરસાદને નિયંત્રિત કરવા માટે ચોક્કસ તાપમાન રેમ્પ્સ છે. ઠંડકનો દર ખોટો છે, અને તમે એવા ભાગ સાથે સમાપ્ત થાઓ છો કે જે મશીનો કાચ જેવા હોય છે - બરડ, કણોને ફાડી નાખે છે, પોસ્ટ-સિન્ટર મશીનિંગ તબક્કામાં મોંઘા CNC ટૂલિંગને બરબાદ કરે છે જે QSY જેવી કંપનીઓ સામાન્ય રીતે હેન્ડલ કરે છે. તે એક હેન્ડઓફ પોઈન્ટ છે જ્યાં PM પ્રક્રિયાની ખામીઓ કોઈ બીજા માટે માથાનો દુખાવો બની જાય છે.

ઘનતા: શાશ્વત પીછો

પવિત્ર ગ્રેઇલ સંપૂર્ણ ઘનતા છે, અથવા તમે વ્યવસાયિક રીતે મેળવી શકો તેટલી નજીક છે. માળખાકીય ભાગો માટે, ખાસ કરીને જે ફોર્જિંગને બદલી રહ્યા છે, છિદ્રાળુતા એ ગતિશીલ થાક શક્તિનો દુશ્મન છે. ડબલ પ્રેસિંગ અને ડબલ સિન્ટરિંગ (DPDS) એ પાઠ્યપુસ્તકનો જવાબ છે, પરંતુ તે ખર્ચ અને ચક્ર સમય ઉમેરે છે. અમે પોલિમર-કોટેડ પાવડરનો ઉપયોગ કરીને ગરમ કોમ્પેક્શન સાથે, કેટલાક કિસ્સાઓમાં વધુ સફળતા મેળવી છે. પાવડર વધુ સારી રીતે વહે છે, જટિલ ડાઈઝમાં વધુ એકસરખી રીતે પેક થાય છે- QSY કરે છે તે રોકાણ કાસ્ટિંગમાં શક્ય જટિલ આકારોનો વિચાર કરો, પરંતુ મેટલ પાવડર સાથે. ઓરડાના તાપમાનેથી 130°C કોમ્પેક્શન સુધીની ઘનતાનો ઉછાળો નોંધપાત્ર હોઈ શકે છે, કેટલીકવાર 0.2-0.3 g/cm3, જે સીધા સારા ગુણધર્મોમાં અનુવાદ કરે છે.

પછી મેટલ ઈન્જેક્શન મોલ્ડિંગ (MIM) છે, જે ખરેખર માત્ર એક શાખા છે પાવડર ધાતુશાસ્ત્ર તકનીક. તે તમને લગભગ સંપૂર્ણ ઘનતા અને અદ્ભુત આકારની જટિલતા આપે છે, જે રોકાણ કાસ્ટિંગને ટક્કર આપે છે. પરંતુ જો સંપૂર્ણ રીતે નિયંત્રિત ન કરવામાં આવે તો ડિબાઇન્ડિંગ ચક્ર એક દુઃસ્વપ્ન છે. મેં સ્ટેનલેસ સ્ટીલ MIM ભાગોના ફોલ્લાઓનો આખો બેચ જોયો છે કારણ કે સોલવન્ટ ડીબાઈન્ડ ખૂબ જ આક્રમક હતું, જે સિન્ટરિંગ દરમિયાન વિસ્તરેલ ગેસને ફસાવે છે. તે નિષ્ફળતાની કિંમત માત્ર પાવડર ન હતી; તે ભઠ્ઠી ચક્રમાં ખોવાયેલો સમય હતો જે 20+ કલાક ચાલે છે.

હોટ આઇસોસ્ટેટિક પ્રેસિંગ (HIP) જેવા પોસ્ટ-સિન્ટરિંગ ઓપરેશન્સ આંતરિક છિદ્રાળુતાને ઠીક કરી શકે છે, પરંતુ તે એક પ્રીમિયમ પ્રક્રિયા છે. તમે $2 ભાગને હિપ કરતા નથી. તે એરોસ્પેસ અથવા તબીબી પ્રત્યારોપણ માટે આરક્ષિત છે. નિર્ણય વૃક્ષ હંમેશા પ્રભાવની જરૂરિયાત વિરુદ્ધ ખર્ચની ટોચમર્યાદા પર આવે છે. મારું ઘણું કામ ક્લાયન્ટ સાથે તે વૃક્ષને નેવિગેટ કરવાનું છે.

જ્યારે પીએમ મશીનિંગને મળે છે: ઇન્ટરફેસ

આ એક નિર્ણાયક છે, ઘણીવાર અવગણવામાં આવે છે, આંતરછેદ છે. બહુ ઓછા PM ભાગો ખરેખર નેટ-આકારના હોય છે. તમારે લગભગ હંમેશા ગૌણ કામગીરીની જરૂર હોય છે: કદ બદલવાનું, સિક્કા બનાવવું અથવા મશીનિંગ. સામગ્રી કેવી રીતે કાપે છે તે છિદ્રાળુતા બદલાય છે. તે ઘર્ષક છે. તે ઘન ધાતુની જેમ કટીંગ ધારથી ગરમીનું સંચાલન કરતું નથી. અમે મશીનિંગ પાર્ટનર્સ સાથે નજીકથી કામ કરીએ છીએ-અને QSYની ત્રણ દાયકાની CNC મશીનિંગ કુશળતા ધરાવતી કંપની મૂલ્યવાન સાઉન્ડિંગ બોર્ડ છે-પેરામીટર્સ વિકસાવવા.

દાખલા તરીકે, સિન્ટર્ડ સ્ટીલ ફ્લેંજનું મશીનિંગ. જો ઘનતા અસમાન હોય, તો ટૂલ વિવિધ પ્રતિકારનો સામનો કરે છે, જેના કારણે બકબક થાય છે અને સપાટી ખરાબ થાય છે. અમારી પાસે એક કેસ હતો જ્યાં CNC મશીનિસ્ટો ઝડપી ટૂલના વસ્ત્રો વિશે ફરિયાદ કરી રહ્યા હતા. સમસ્યા ટૂલ ગ્રેડની ન હતી; તે દબાયેલા ભાગની ઉપરથી નીચે સુધીનો થોડો ઘનતા ઢાળ હતો, જે ડાઇમાં અસમાન પાવડર ભરણને કારણે થાય છે. ફિક્સ ફીડ જૂતાની ગતિને ફરીથી ડિઝાઇન કરી રહ્યું હતું અને કદાચ પાવડર એગ્લોમેરેટ્સને તોડવા માટે પ્રી-મિક્સ સ્ટેપ ઉમેરી રહ્યું હતું. તે આ નાની પ્રક્રિયા વિગતો છે જે વિશ્વસનીય ભાગથી ઉપયોગી ભાગને અલગ પાડે છે.

કેટલીકવાર, શ્રેષ્ઠ ઉકેલ એ છે કે મશીનિંગને ઓછું કરવા માટે ભાગને ડિઝાઇન કરવો. સિન્ટરવાળી સપાટી છોડો જ્યાં તમે કરી શકો, મશીનિંગ ભથ્થાંનો ઉલ્લેખ કરો જે સિન્ટરિંગ સંકોચન પરિવર્તનશીલતા માટે જવાબદાર છે. તે પીએમ એન્જિનિયર અને મશીનિસ્ટ વચ્ચે સહ-ડિઝાઇન પ્રયાસ છે, ક્રમિક હેન્ડઓફ નહીં.

ધ સ્પેશિયલ એલોય વિશિષ્ટ અને વાસ્તવિક-વિશ્વ સમાધાન

કાસ્ટિંગમાં કોબાલ્ટ અને નિકલ-આધારિત એલોય સાથે QSY નું કામ સીધું જ સુસંગત છે. આ સામગ્રીઓ વારંવાર પહેરવા અને ઉચ્ચ-તાપમાન એપ્લિકેશન માટે PM માટે માંગવામાં આવે છે. પરંતુ આ માટેનો પાવડર ખર્ચાળ છે, અને સિન્ટરિંગ વિંડો સાંકડી છે. ખૂબ ગરમ, તમે અતિશય અનાજ વૃદ્ધિ અને eutectic તબક્કાઓ કે ભાગ નબળા મળે છે; ખૂબ ઠંડુ છે, અને તે સંપૂર્ણપણે સિન્ટર્ડ નથી.

અમે વાલ્વ સીટ માટે કોબાલ્ટ-ક્રોમિયમ એલોયનો પ્રયાસ કર્યો. લેબ ટ્રાયલ આશાસ્પદ હતા. પરંતુ ઉત્પાદનમાં, મોટા ભઠ્ઠીના ભારમાં સિન્ટરિંગ વાતાવરણમાં ચોક્કસ કાર્બન સંભવિત જાળવવાનું અશક્ય હતું. હોડીની કિનારીઓ પરના ભાગો મધ્યમાંના ભાગો કરતા અલગ રીતે સિન્ટર કરે છે. પરિણામ? અસંગત કઠિનતા. કેટલીક બેઠકો મહિનાઓમાં સમાપ્ત થઈ જશે, અન્ય વર્ષો સુધી ચાલશે. ક્લાયંટ, સમજણપૂર્વક, ઘડાયેલા અને મશીનવાળા ઉકેલ પર પાછો ગયો. તે નિષ્ફળતાએ મને શીખવ્યું કે કેટલાક ઉચ્ચ-પ્રદર્શન એલોય માટે, PM ની પ્રક્રિયા સંવેદનશીલતા તેના આર્થિક લાભ કરતાં વધી શકે છે સિવાય કે તમારી પાસે ફેક્ટરી ફ્લોર પર લેબ-સ્તરનું નિયંત્રણ હોય, જે ભાગ્યે જ આર્થિક હોય છે.

અલબત્ત, સફળતાની વાર્તાઓ અસ્તિત્વમાં છે. CPM ગ્રેડની જેમ, PM દ્વારા બનેલા ટૂલ સ્ટીલ્સ તેમના પરંપરાગત કાસ્ટ સમકક્ષો કરતાં શ્રેષ્ઠ, સમાન કાર્બાઇડ વિતરણને કારણે શ્રેષ્ઠ છે. તે ટેકનોલોજી માટે જીત છે. પરંતુ તે ચોક્કસ સાધનો અને જાણકાર પર બનેલી જીત છે, સામાન્ય પ્રેસની નહીં.

આગળ જોઈએ છીએ: તે એકત્રીકરણ વિશે છે, માત્ર આકાર આપવા માટે નહીં

ના ભાવિ પાવડર ધાતુશાસ્ત્ર તકનીક, મારા મતે, ગિયર બનાવવા વિશે ઓછું અને અનન્ય સામગ્રી સ્થિતિઓ બનાવવા વિશે વધુ છે. એડિટિવ મેન્યુફેક્ચરિંગ વિશે વિચારો - તે આવશ્યકપણે સ્તર-દર-સ્તર PM છે. અથવા આકારહીન ધાતુના પાવડરનું બલ્ક ઘટકોમાં એકીકરણ. સિદ્ધાંત સમાન છે: અલગ કણો લો અને તેમને સુસંગત ઘન માં ફ્યુઝ કરો.

પરંપરાગત PM-પાવડર હેન્ડલિંગ, વાતાવરણ નિયંત્રણ, સંકોચન વ્યવસ્થાપન-ના પાઠ આ નવા ક્ષેત્રોને સીધા જ લાગુ પડે છે. જે કંપનીઓ ખીલશે તે તે છે જે ભૌતિક વિજ્ઞાનને સમજે છે, માત્ર દબાવતા મિકેનિક્સને જ નહીં. ફાઉન્ડ્રી અને મશીનિંગ હેરિટેજ ધરાવતી કંપનીઓ, જેમ કે QSY, એક પગ ઉપર હોય છે કારણ કે તેઓ સમગ્ર જીવનચક્ર જુએ છે: કાચા માલથી લઈને સમાપ્ત, કાર્યાત્મક ઘટક સુધી. તેઓ સમજે છે કે સિન્ટરિંગ કર્વ મશીનિંગ ફીડ રેટ જેટલું જ મહત્વપૂર્ણ છે.

આમાં પ્રવેશતા કોઈપણ માટે, મારી સલાહ એ છે કે પાવડર સાથે હાથ મેળવો. તેના પ્રવાહને અનુભવો. યાંત્રિક પરીક્ષણ ડેટાની સાથે માઇક્રોસ્કોપ હેઠળ સિન્ટર્ડ માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર જુઓ. થાક ફ્રેક્ચર સપાટી સાથે તમે જુઓ છો તે નાના છિદ્રોને સહસંબંધિત કરો. તે વિગતોની તકનીક છે, જ્યાં પ્રક્રિયા પરિમાણમાં 1% ફેરફાર કામગીરીમાં 10% ફેરફાર તરફ દોરી શકે છે. તે સતત પડકાર છે, અને તેનો વાસ્તવિક રસ છે.