પાવડર ધાતુશાસ્ત્રના પ્રકાર

જ્યારે કોઈ વ્યક્તિ 'પાઉડર ધાતુશાસ્ત્રના પ્રકારો' વિશે પૂછે છે, ત્યારે તાત્કાલિક પાઠ્યપુસ્તકનો જવાબ સામાન્ય રીતે એક સુઘડ સૂચિ હોય છે: પ્રેસ અને સિન્ટર, મેટલ ઇન્જેક્શન મોલ્ડિંગ, હોટ આઇસોસ્ટેટિક પ્રેસિંગ, વગેરે. પરંતુ વ્યવહારમાં, તે વર્ગીકરણ લગભગ ખૂબ સ્વચ્છ છે. તમે ચોક્કસ ભાગ માટે શા માટે એક બીજાને પસંદ કરશો તેની સૂક્ષ્મતા અને વાસ્તવિક દુનિયાના સમાધાનો કે જે દરેક સાથે આવે છે તે ચૂકી જાય છે. મેં ઘણી બધી ડિઝાઇન જોઈ છે જ્યાં પસંદગી પ્રક્રિયાના અવરોધોની ઊંડી સમજને બદલે કેટલોગ વર્ણન પર આધારિત લાગતી હતી. ચાલો વાત કરીએ કે આ પ્રકારોનો વાસ્તવમાં શું અર્થ થાય છે જ્યારે તમે એવો ભાગ બનાવવાનો પ્રયાસ કરી રહ્યાં હોવ કે જે કામ કરે, ટકી રહે અને બજેટને ફૂંકી ન નાખે.

ધ વર્કહોર્સ: કન્વેન્શનલ પ્રેસ એન્ડ સિન્ટર

આ તે છે જ્યાં મોટાભાગના લોકો શરૂ કરે છે, અને સારા કારણોસર. તે પ્રમાણમાં સરળ આકારોના ઉચ્ચ વોલ્યુમો માટે ખર્ચ-અસરકારક છે. તમે ધાતુનો પાવડર લો, ડાઇ ભરો, તેને ઉચ્ચ દબાણ હેઠળ દબાવો, અને પછી કણોને જોડવા માટે તેને ભઠ્ઠીમાં સિન્ટર કરો. અહીં કી 'પ્રમાણમાં સરળ છે.' અન્ડરકટ્સ? ભૂલી જાવ. દિવાલની જાડાઈમાં નોંધપાત્ર ફેરફારો? તમે ડેન્સિટી ગ્રેડિએન્ટ્સ સાથે મુશ્કેલી માટે પૂછી રહ્યાં છો જે પ્રદર્શનમાં દેખાશે.

અમારી પાસે એકવાર નાના ગિયર ઘટક માટે એક પ્રોજેક્ટ હતો. આ ડ્રોઇંગ માટે સંપૂર્ણ દેખાતું હતું દબાવો અને સિન્ટર. પરંતુ ક્લાયન્ટ પાસે જાળવી રાખવાની રિંગ માટે તીક્ષ્ણ, ઊંડો ખાંચો હતો. સિન્ટરિંગ તબક્કામાં, તે પાતળો વિભાગ વિકૃત થઈ ગયો. અમારે પાછા જવું પડ્યું અને ગ્રુવને વધુ નમ્ર ત્રિજ્યામાં ફરીથી ડિઝાઇન કરવો પડ્યો, જે પછી સમાગમના ભાગમાં ફેરફારની જરૂર હતી. આ નાની વિગતો છે જે બ્રોશરમાં નથી. યાંત્રિક ગુણધર્મો યોગ્ય છે, પરંતુ તે એનિસોટ્રોપિક છે - પ્રેસની દિશા માટે વધુ મજબૂત લંબ છે. જો તમારો લોડ કેસ તેની સાથે સંરેખિત નથી, તો તમારે જાણવાની જરૂર છે.

મૂળભૂત માળખાકીય ભાગો માટે આયર્ન-કોપર-કાર્બન મિક્સથી લઈને લો-એલોય સ્ટીલ્સ સુધીની સામગ્રીની શ્રેણી અહીં વ્યાપક છે. પરંતુ જ્યારે તમે પ્રેસ અને સિન્ટર ભાગ માટે સ્ટેનલેસ સ્ટીલ જેવી વસ્તુઓ માટે વિનંતીઓ મેળવો છો, ત્યારે તમારે સાવચેત રહેવું પડશે. ક્રોમિયમ ઓક્સિડેશનને રોકવા માટે સિન્ટરિંગ વાતાવરણને ચુસ્તપણે નિયંત્રિત કરવાની જરૂર છે, જે ખર્ચ ઉમેરે છે. કેટલીકવાર, કોઈ અલગ સૂચવવું વધુ સમજદાર છે પાવડર ધાતુશાસ્ત્ર રૂટ અથવા તો એકસાથે અલગ ઉત્પાદન પ્રક્રિયા.

જ્યારે જટિલતા બિન-વાટાઘાટપાત્ર હોય: મેટલ ઇન્જેક્શન મોલ્ડિંગ (MIM)

MIM એ જવાબ છે જ્યારે તમારો ભાગ પ્લાસ્ટિકના ઇન્જેક્શન મોલ્ડેડ ઘટક જેવો દેખાય છે પરંતુ મેટલ હોવો જરૂરી છે. જટિલ, નાના, જટિલ આકારો-વિષમ ખૂણા પર બહુવિધ છિદ્રો સાથેના કૌંસ, સર્જીકલ ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટ જડબાં, લઘુચિત્ર લોક ઘટકોનો વિચાર કરો. આ પ્રક્રિયા પોલિમર બાઈન્ડર સાથે ઝીણા ધાતુના પાવડરને મિશ્રિત કરે છે, ઈન્જેક્શન તેને મોલ્ડ કરે છે, બાઈન્ડરને બાંધે છે અને તેને સિન્ટર કરે છે. તમને લગભગ સંપૂર્ણ ઘનતા અને ઉત્તમ આકારની વફાદારી મળે છે.

આ કેચ? તે લાંબી, વધુ નાજુક પ્રક્રિયા સાંકળ છે. નિર્ણાયક તબક્કો જટિલ અને ધીમો છે; તેને ઉતાવળ કરો, અને તમને તિરાડો અથવા ફોલ્લાઓ આવે છે. અંતિમ સિન્ટરિંગ દરમિયાન સંકોચન પણ નોંધપાત્ર અને અનુમાનિત છે, પરંતુ તમારે તેને ચોક્કસ રીતે વળતર આપવા માટે મોલ્ડ ટૂલિંગ ડિઝાઇન કરવું આવશ્યક છે. મને કનેક્ટર ઘટકોનો એક બેચ યાદ આવે છે જ્યાં ટૂલિંગ પ્રારંભિક, સહેજ બંધ સામગ્રી સંકોચન પરિબળના આધારે કાપવામાં આવ્યું હતું. સમગ્ર રન થોડા ટકા પોઈન્ટ અન્ડરસાઈઝ બહાર આવ્યો. નકામું. પાઠ એ હતો કે તમે ઉત્પાદન માટે ઉપયોગ કરવાની યોજના ઘડી રહ્યા હોવ તે ચોક્કસ પાવડર અને બાઈન્ડર ફીડસ્ટોક સાથે હંમેશા ટ્રાયલ ચલાવો.

કિંમત મુજબ, તે પ્રેસ અને સિન્ટર કરતા ભાગ દીઠ વધારે છે, પરંતુ યોગ્ય એપ્લિકેશન માટે, તે અજેય છે. અમે જટિલ, ઉચ્ચ-પ્રદર્શન આકારની જરૂર હોય તેવા ક્લાયન્ટ્સ માટે MIM પાર્ટ્સ મેળવ્યા છે જ્યાં સોલિડમાંથી મશીનિંગ પ્રતિબંધિત રીતે ખર્ચાળ હશે. જેવી કંપનીઓ ક્વિન્ગડાઓ કિઆંગસેન્યુઆન ટેકનોલોજી કંપની, લિ.(QSY), ચોકસાઇ કાસ્ટિંગ અને મશીનિંગમાં તેમની ઊંડી પૃષ્ઠભૂમિ સાથે, ઘણી વખત MIM ભાગો પર મૂલ્યવાન ગૌણ કામગીરી પૂરી પાડે છે, જેમ કે ચોકસાઇ CNC સિન્ટરિંગ પછી નિર્ણાયક ડેટમ સપાટીને મશિન કરવા માટે એક સહિષ્ણુતાને ફટકારે છે જેની એકલા MIM પ્રક્રિયા ખાતરી આપી શકતી નથી.

હાઇ-પર્ફોર્મન્સ એરેના: હોટ આઇસોસ્ટેટિક પ્રેસિંગ (HIP) અને બિયોન્ડ

આ તે છે જ્યાં તમે એવા ભાગો માટે જાઓ છો જેમાં કોઈ ખાલી જગ્યા ન હોઈ શકે. મારો મતલબ, શૂન્ય છિદ્રાળુતા. એરોસ્પેસ ટર્બાઇન બ્લેડ, પ્રીમિયમ મેડિકલ ઇમ્પ્લાન્ટ્સ, ક્રિટિકલ ડાઉનહોલ તેલ અને ગેસ ઘટકો. HIP પૂર્વ-રચિત પાવડર કોમ્પેક્ટ (ઘણી વખત સીલબંધ કન્ટેનરમાં સમાવિષ્ટ) ઉચ્ચ તાપમાન અને એકસાથે ચારે બાજુથી આઇસોસ્ટેટિક ગેસ દબાણને આધિન કરે છે. પરિણામ એ સંપૂર્ણ ગાઢ, સજાતીય માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર છે.

ખર્ચ બેહદ છે. સાધનો ખરીદવા અને ચલાવવા માટે અતિ ખર્ચાળ છે. તે ઉચ્ચ-વોલ્યુમ પ્રક્રિયા નથી. તમે તેનો ઉપયોગ સૌથી વધુ માંગવાળી એપ્લિકેશનો માટે કરી રહ્યાં છો. એક રસપ્રદ વર્ણસંકર અભિગમ કાસ્ટિંગમાં આંતરિક ખામીઓને મટાડવા માટે HIP નો ઉપયોગ કરી રહ્યો છે. આ એક એવો વિસ્તાર છે જ્યાં સપ્લાયરની સામગ્રીની કુશળતા સર્વોપરી છે. દાખલા તરીકે, નિકલ-આધારિત અથવા કોબાલ્ટ-આધારિત જેવા વિશિષ્ટ એલોય સાથે કામ કરવું - QSY જેવી કંપનીઓ દ્વારા કરવામાં આવતા રોકાણ કાસ્ટિંગ કાર્યમાં સામાન્ય છે (તમે તેમની સામગ્રી શ્રેણી અહીં જોઈ શકો છો https://www.tsingtaocnc.com)—અનિચ્છનીય તબક્કાની રચનાને ટાળવા માટે HIP ચક્ર દરમિયાન પાવડર કેવી રીતે વર્તે છે તેના ચોક્કસ જ્ઞાનની જરૂર છે.

HIP ઉપરાંત, ઉભરતા અને વિશિષ્ટ પ્રકારોની આખી દુનિયા છે. અદ્યતન સિરામિક્સ અને કમ્પોઝીટ માટે સ્પાર્ક પ્લાઝ્મા સિન્ટરિંગ. ધાતુઓનું ઉમેરણ ઉત્પાદન, જે આવશ્યકપણે સ્તર-દર-સ્તર છે પાવડર ધાતુશાસ્ત્ર. પરંતુ AM સાથે, તમે લેસર અથવા ઇલેક્ટ્રોન બીમના થર્મલ સ્ટ્રેસ માટે HIP ના આઇસોટ્રોપિક દબાણનો વેપાર કરી રહ્યાં છો. બિલ્ટ સપાટીની પૂર્ણાહુતિ અને આંતરિક તાણની સ્થિતિ સંપૂર્ણપણે અલગ પ્રાણીઓ છે, ઘણીવાર માઇક્રો-પોરોસિટી બંધ કરવા માટે HIP પોસ્ટ-પ્રક્રિયાની જરૂર પડે છે. પાવડર કોન્સોલિડેશન ટૂલબોક્સમાં તે એક અલગ પ્રકારનું ઓછું અને વધુ નવું સાધન છે.

સામગ્રી એ સંદેશ છે

તમે સામગ્રીમાંથી પ્રક્રિયાના પ્રકારને અલગ કરી શકતા નથી. વિશે વાત કરી રહ્યા છીએ પાવડર ધાતુશાસ્ત્રના પ્રકાર પાઉડરની ચર્ચા કર્યા વિના ઘટકોનો ઉલ્લેખ કર્યા વિના રસોઈ વિશે વાત કરવા જેવું છે. પાણીનો અણુવાળો પાવડર સસ્તો, આકારમાં અનિયમિત અને પ્રેસ અને સિન્ટર માટે સારો છે. ગેસ એટોમાઇઝ્ડ પાવડર ગોળાકાર છે, MIM અથવા AM માટે વધુ સારી રીતે વહે છે, પરંતુ વધુ ખર્ચાળ છે. એલોયિંગ પદ્ધતિ પણ મહત્વની છે - શું તમે પ્રી-એલોય્ડ પાવડરનો ઉપયોગ કરી રહ્યાં છો અથવા એલિમેન્ટલ પાઉડરનું મિશ્રણ કરી રહ્યાં છો? પ્રી-એલોય્ડ વધુ સમાન ગુણધર્મો આપે છે પરંતુ તે વધુ ખર્ચાળ છે. જો યોગ્ય રીતે પ્રક્રિયા કરવામાં ન આવે તો એલિમેન્ટલ મિશ્રણ અસંગતતા તરફ દોરી શકે છે.

અમારી પાસે સિન્ટર-સખ્તાઇવાળા સ્ટીલના ભાગ પર નિષ્ફળતા વિશ્લેષણનો કેસ હતો. તે ઉચ્ચ વસ્ત્રોની એપ્લિકેશન માટે નિર્દિષ્ટ કરવામાં આવ્યું હતું. ભાગ પ્રારંભિક QC પાસ કરે છે પરંતુ ક્ષેત્રમાં અકાળે નિષ્ફળ ગયો હતો. ધાતુશાસ્ત્રે જાળવી રાખેલા ઓસ્ટેનાઈટના સ્થાનિક વિસ્તારો દર્શાવ્યા, જે નરમ છે. મૂળ કારણ? દબાવતા પહેલા બેઝ આયર્ન પાવડર સાથે ગ્રેફાઇટ (કાર્બન) એડિટિવનું અસંગત મિશ્રણ. સિન્ટરિંગ દરમિયાન, કાર્બન એકસરખી રીતે ફેલાતો ન હતો, તેથી કેટલાક વિસ્તારો યોગ્ય રીતે સખત ન હતા. ફિક્સ એ કાર્બન પહેલાથી જ સોલ્યુશનમાં હોય તેવા પ્રી-એલોય્ડ સ્ટીલ પાવડર પર સ્વિચ કરવાનો હતો. સમસ્યા હલ થઈ, પરંતુ 15% સામગ્રી ખર્ચમાં વધારો. તે પ્રકારનો વેપાર છે જે દરરોજ થાય છે.

આથી જ ફાઉન્ડ્રી અથવા મશીન શોપ સાથે ભાગીદારી કરવી જે આ સ્તરે સામગ્રીને સમજે છે તે નિર્ણાયક છે. કાસ્ટિંગ અને મશીનિંગમાં 30 વર્ષ ધરાવતી કંપની, જેમ કે QSY, તે મેટલર્જિકલ ઇન્ટ્યુશન લાવે છે. તેઓ કદાચ પાવડર બનાવતા ન હોય, પરંતુ તેઓ જાણે છે કે આ સામગ્રીઓ તેમના કામથી ગરમી અને તણાવમાં કેવી રીતે વર્તે છે કાસ્ટ આયર્ન, સ્ટીલ, સ્ટેનલેસ સ્ટીલ અને ખાસ એલોય. જ્યારે તમે PM રૂટ પસંદ કરી રહ્યાં હોવ અને પોસ્ટ-સિન્ટરિંગ કેવી રીતે કરશે તેની અપેક્ષા રાખતા હોવ ત્યારે તે ક્રોસ-પ્રોસેસ જ્ઞાન અમૂલ્ય છે.

પરંપરાગત ઉત્પાદન સાથે કન્વર્જન્સ

રેખાઓ ઝાંખી પડી રહી છે. હવે ખૂબ જ સામાન્ય રસ્તો એ છે પાવડર ધાતુશાસ્ત્ર નજીકના નેટ-આકારની પ્રક્રિયા પછી ચોકસાઇ મશીનિંગ દ્વારા અનુસરવામાં આવે છે. તમે MIM કરી શકો છો અથવા તેના અંતિમ આકારના 95% ભાગને દબાવી અને સિન્ટર કરી શકો છો, પછી ચોકસાઇવાળા બોર, થ્રેડો અથવા ગંભીર સીલિંગ સપાટીને મશીન કરવા માટે CNC મિલ લાવો. આ વર્ણસંકર અભિગમ ખર્ચ અને કામગીરીને શ્રેષ્ઠ બનાવે છે.

મેં વાલ્વ બોડી પર કામ કર્યું છે જ્યાં મુખ્ય જટિલ આંતરિક માર્ગો MIM દ્વારા બનાવવામાં આવ્યા હતા, પરંતુ ફ્લેંજ ફેસ અને થ્રેડ પોર્ટ સીએનસી પછી સિન્ટરિંગ દ્વારા બનાવવામાં આવ્યા હતા. તે વિશિષ્ટ લક્ષણો પર આવશ્યક સપાટી પૂર્ણાહુતિ અને ભૌમિતિક સહિષ્ણુતા પ્રાપ્ત કરવાનો એકમાત્ર રસ્તો હતો. એક સપ્લાયર જે PM કુશળતા અને ઇન-હાઉસ મશીનિંગ બંને ઓફર કરે છે, જેમ કે QSY ના શેલ મોલ્ડ કાસ્ટિંગ, ઇન્વેસ્ટમેન્ટ કાસ્ટિંગ અને CNC મશીનિંગ પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે, તે આ પ્રકારના સંકલિત ઉત્પાદન ઉકેલ માટે સારી રીતે સ્થિત છે. તે સંચાર અને જવાબદારીને સુવ્યવસ્થિત કરે છે.

પીએમ પ્રકાર પસંદ કરવો એ એક અલગ નિર્ણય નથી. તે મેન્યુફેક્ચરિંગ પ્લાનનું પ્રથમ પગલું છે. તમારે પૂછવું પડશે: કઈ ગૌણ કામગીરીની જરૂર પડશે? ભાગ કેવી રીતે સમાપ્ત થશે? કોટેડ? સિન્ટરિંગ પ્રક્રિયા સપાટીની રસાયણશાસ્ત્રને અસર કરે છે, જે પ્લેટિંગ સંલગ્નતા અથવા પેઇન્ટ પ્રદર્શનને અસર કરી શકે છે. તે બધું જોડાયેલ છે. મેનુમાંથી ફક્ત 'ટાઈપ' પસંદ કરવાનું વિચારવું એ તમે કરી શકો તે સૌથી મોટી ભૂલ છે. તે સપ્લાય ચેઇન અને પ્રોસેસ ચેઇનના એન્જિનિયરિંગ વિશે છે જે કાર્યાત્મક ઘટક પહોંચાડે છે. પાવડર માત્ર શરૂઆત છે.