પાવડર ધાતુશાસ્ત્ર

જ્યારે મોટાભાગના લોકો 'પાઉડર મેટલર્જી' સાંભળે છે, ત્યારે તેઓ તરત જ ક્લાસિક પ્રેસ-એન્ડ-સિન્ટર ગિયર પાર્ટને ચિત્રિત કરે છે - ગાઢ, કાર્યાત્મક, પરંતુ પ્રમાણિકપણે, થોડી ભૌતિક. તે પ્રથમ ગેરસમજ છે. વાસ્તવિકતા ઘણી અવ્યવસ્થિત અને વધુ રસપ્રદ છે. તે માત્ર પાવડરમાંથી નક્કર આકાર બનાવવા વિશે નથી; તે ભૌતિક વર્તણૂક, પ્રક્રિયાના પરિમાણો અને અંતિમ એપ્લિકેશનની વારંવાર માફ ન કરતી માંગણીઓ વચ્ચે સતત વાટાઘાટો છે. ભારે ઉદ્યોગોને પુરવઠો પૂરો પાડતા સ્થળોએ ભાગો લાઇનની બહાર આવતા જોયા પછી, પાઠ્યપુસ્તક PM અને દુકાન-ફ્લોર PM વચ્ચેનું અંતર એ છે જ્યાં વાસ્તવિક જ્ઞાન રહે છે.

એલોય પઝલ અને શા માટે રચના એ બધું નથી

તમે પાવડર મિશ્રણ સાથે પ્રારંભ કરો. ડેટાશીટ તમને આયર્ન, કોપર, ગ્રેફાઇટ, કદાચ અમુક નિકલ આપે છે. પરંતુ સપ્લાયર તરફથી કણોના કદના વિતરણમાં લોટ-ટુ-લોટ ભિન્નતા તમારા કોમ્પેક્શન ગતિશીલતાને બંધ કરી શકે છે. અમે કન્વેયર સિસ્ટમ્સ માટે સ્પ્રોકેટ્સની દોડમાં આ સખત રીતે શીખ્યા. સ્પેક મળ્યા હતા, પરંતુ પ્રવાહક્ષમતા સૂક્ષ્મ રીતે અલગ હતી, જે સિન્ટરિંગ પછી નાના ઘનતા ગ્રેડિએન્ટ્સ તરફ દોરી જાય છે જે માત્ર હાઇ-સાઇકલ થાક પરીક્ષણ હેઠળ જ દેખાય છે. તે નિષ્ફળતા ન હતી, પરંતુ તે એક રીમાઇન્ડર હતું કે પાવડર એક જીવંત સામગ્રી છે, માત્ર એક રાસાયણિક સૂત્ર નથી.

આ તે છે જ્યાં અન્ય રચના પ્રક્રિયાઓનો અનુભવ, જેમ કે લાંબા સમયથી ભાગીદાર દ્વારા કરવામાં આવેલ રોકાણ કાસ્ટિંગ ક્વિન્ગડાઓ કિઆંગસેન્યુઆન ટેકનોલોજી કંપની લિમિટેડ (QSY), એક રસપ્રદ કોન્ટ્રાસ્ટ આપે છે. તેઓ ત્રણ દાયકાથી વધુ સમયથી પીગળેલા ધાતુની વર્તણૂક સાથે વ્યવહાર કરી રહ્યાં છે. PM માં અમારા માટે, જ્યાં સુધી અમે તેને અન્યથા કાર્ય કરવા દબાણ ન કરીએ ત્યાં સુધી અમારી ધાતુ નક્કર છે. શેલ મોલ્ડ અને નિકલ-આધારિત જેવા વિશિષ્ટ એલોય સાથે રોકાણ કાસ્ટિંગમાં તેમની કુશળતા ઉચ્ચ-પ્રદર્શન PM ભાગો માટે એલોયિંગ વ્યૂહરચનાઓ વિશે અમારા વિચારને માહિતગાર કરે છે. શું આપણે ઓગળવાને બદલે અદ્યતન સંમિશ્રણ અને સિન્ટરિંગ દ્વારા સમાન માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર વિક્ષેપ પ્રાપ્ત કરી શકીએ? કેટલીકવાર, પરંતુ ખર્ચનો માર્ગ અલગ હોય છે.

પ્રી-એલોય્ડ પાવડર અને એલિમેન્ટલ બ્લેન્ડ મિક્સિંગ વચ્ચેની પસંદગી એ અન્ય ક્લાસિક જજમેન્ટ કૉલ છે. કેટલાક સ્ટેનલેસ સ્ટીલ અથવા ટૂલ સ્ટીલ ગ્રેડ જેવા પ્રી-એલોય્ડ પાઉડર તમને એકરૂપતા આપે છે પરંતુ કઠિનતાને કારણે તે કોમ્પેક્ટ માટે નરક બની શકે છે. એલિમેન્ટલ બ્લેન્ડ્સ વધુ સક્રિય રીતે સિન્ટર કરે છે પરંતુ જો ચક્ર બરાબર ન હોય તો અસંગતતાનું જોખમ રહે છે. તે પ્રેસિંગ કોસ્ટ અને સિન્ટરિંગ કોસ્ટ વચ્ચે ટ્રેડ-ઓફ છે અને તમે તેને છરીની ધાર પર સંતુલિત કરી રહ્યાં છો.

ધ સિન્ટરિંગ ડાન્સ: હીટ, વાતાવરણ અને સમય

સિન્ટરિંગ એ છે જ્યાં જાદુ અને ગભરાટ થાય છે. તે માત્ર એક સેટ તાપમાન સાથે ભઠ્ઠી નથી. રેમ્પ રેટ, વાતાવરણનો ઝાકળ બિંદુ (પછી ભલે તે એન્ડોથર્મિક ગેસ, ડિસોસિએટેડ એમોનિયા અથવા વેક્યુમ હોય), અને તાપમાનનો સમય પાવડર કણો સાથે વાતચીત કરે છે. એક ખોટું મેળવો, અને તમે એવા ભાગને જોઈ રહ્યાં છો જે કાં તો નબળા બંધનથી બરડ છે અથવા અસમાન સંકોચનથી વિકૃત છે.

મને હાઇડ્રોલિક વાલ્વ કમ્પોનન્ટ માટેનો એક પ્રોજેક્ટ યાદ આવે છે જેમાં તેલના ગર્ભાધાન માટે તાકાત અને છિદ્રાળુતાના ચોક્કસ સંયોજનની જરૂર હતી. અમે કોમ્પેક્શન પછી ઘનતાને ખીલી હતી, પરંતુ સિન્ટરિંગ પ્રોફાઇલ સહેજ બંધ હતી - ખૂબ ઝડપી રેમ્પ. તે ત્વચાની અસર બનાવે છે જે સપાટીના છિદ્રોને અકાળે સીલ કરે છે. ભાગોએ પરિમાણીય તપાસ પાસ કરી હતી પરંતુ ઓઇલ વિકિંગ પરીક્ષણો દરમિયાન લેબમાં નિષ્ફળ ગયા હતા. આ સુધારો મુખ્ય સ્પેક ફેરફાર ન હતો; સપાટીને સીલ કર્યા વિના આંતરિક વાયુઓને બહાર નીકળવા દેવા માટે તે ધીમો, વધુ નમ્ર માર્ગ હતો. એક સૂક્ષ્મ, ખર્ચાળ પાઠ.

આ કાસ્ટિંગમાં મજબૂતીકરણ નિયંત્રણ સાથે વિરોધાભાસી છે. ની ક્ષમતાઓ બ્રાઉઝિંગ QSY પર તેમની સાઇટ પર tsingtaocnc.com, કોબાલ્ટ-આધારિત એલોય માટે રોકાણ કાસ્ટિંગમાં મજબૂતીકરણ પરનું તેમનું નિયંત્રણ પ્રવાહી તબક્કાના સંચાલન વિશે છે. પીએમ સિન્ટરિંગમાં અમારો પડકાર સોલિડ-સ્ટેટ ડિફ્યુઝન અને ક્યારેક ક્ષણિક પ્રવાહી તબક્કાઓનું સંચાલન કરવાનો છે. અંતિમ ધ્યેય-એક ધ્વનિ, ઉચ્ચ-અખંડિતતા ધરાવતો ધાતુનો ભાગ-એક જ છે, પરંતુ ત્યાંનો માર્ગ મૂળભૂત રીતે અલગ લાગે છે.

જ્યારે પીએમ મશીનિંગને મળે છે: પ્રક્રિયા પછીની વાસ્તવિકતા

કોઈને તે સ્વીકારવાનું પસંદ નથી, પરંતુ પાવડર ધાતુશાસ્ત્રનું ચોખ્ખું-આકાર વચન ઘણીવાર ફૂદડી સાથે આવે છે. નિર્ણાયક લક્ષણો માટે-થ્રેડો, અલ્ટ્રા-ટાઈટ ટોલરન્સ બોર, ખાસ ગ્રુવ્સ-તમે CNC મશીન પર જઈ રહ્યાં છો. sintered ભાગ ની machinability તેના પોતાના પશુ છે. તે ઘડાયેલા બારને મશિન કરવા જેવું નથી; અવશેષ છિદ્રાળુતા ચિપ બ્રેકર (સારા) તરીકે કામ કરી શકે છે પરંતુ ટૂલ વેર (ખરાબ) ને પણ વેગ આપે છે.

અમે મશીનિંગની દુકાનો પર PM બ્લેન્ક્સ મોકલ્યા છે જેનો ઉપયોગ કાસ્ટ અથવા બનાવટી સ્ટોક કરવા માટે થાય છે, અને પ્રતિસાદ હંમેશા શિક્ષણ છે. કટીંગ પરિમાણોને ગોઠવણની જરૂર છે. આથી જ સંકલિત ક્ષમતાઓ સાથે સપ્લાયર મૂલ્યવાન છે. જેવી કંપની QSY, જે તેની કાસ્ટિંગ વિશેષતાઓ સાથે CNC મશીનિંગને સૂચિબદ્ધ કરે છે, બહુવિધ ખૂણાઓથી ભૌતિક વર્તનને સમજે છે. સિન્ટર્ડ નિકલ એલોય ઘટકને મશીનિંગ કરવા માટે તેના કાસ્ટ સમકક્ષને મશિન કરવા કરતાં અલગ સ્પર્શની જરૂર છે, ભલે નજીવી રચના સમાન હોય. સિન્ટર્ડ ભાગમાં પાવડરની સપાટીથી ઝીણા, વિખેરાયેલા ઓક્સાઇડ હોઈ શકે છે જેની સાથે કટરે વ્યવહાર કરવો જોઈએ.

ડિબરિંગ પ્રક્રિયા પણ અલગ છે. છિદ્રાળુતા સફાઈ માધ્યમ અથવા પ્રવાહીને ફસાવી શકે છે, જે સ્વચ્છ અથવા શુષ્ક એપ્લિકેશનના ભાગો માટે દુઃસ્વપ્ન છે. તમે તેમને ફક્ત વાઇબ્રેટરી ટમ્બલરમાં ટૉસ કરી શકતા નથી અને તેને એક દિવસ કહી શકો છો. તેને ઘણીવાર ચોક્કસ સોલવન્ટ્સ અને સાવચેતીપૂર્વક સૂકવણી સાથે અનુક્રમિક સફાઈની જરૂર પડે છે.

વિશિષ્ટ એલોય અને જટિલ ભૂમિતિઓ માટે વિશિષ્ટ

આ તે છે જ્યાં પાવડર ધાતુશાસ્ત્ર ખરેખર ચમકવા લાગે છે અને તેની પ્રક્રિયા જટિલતાને ન્યાયી ઠેરવે છે. એવી સામગ્રી કે જે જટિલ આકારોમાં કાસ્ટ કરવી અથવા બનાવવી મુશ્કેલ અથવા અશક્ય છે - જેમ કે ચોક્કસ ટંગસ્ટન હેવી એલોય, અથવા અનુરૂપ મેટલ મેટ્રિક્સ કમ્પોઝિટ - એ પ્રાઇમ પીએમ ટેરિટરી છે. ગ્રેડેડ સ્ટ્રક્ચર્સ અથવા નિયંત્રિત છિદ્રાળુતા (ફિલ્ટર્સ અથવા સ્વ-લુબ્રિકેટિંગ બેરિંગ્સ માટે) બનાવવાની ક્ષમતા અનન્ય છે.

અમે ટાઇટેનિયમ એલોયનો ઉપયોગ કરીને તબીબી ઉપકરણ ઘટક માટે પ્રોટોટાઇપ પર કામ કર્યું. નીચા વોલ્યુમ માટે ફોર્જિંગ ખર્ચ-નિષેધાત્મક હતું, અને ઘનમાંથી મશીનિંગ ખર્ચાળ સામગ્રીના 80% થી વધુ બગાડ કરતું હતું. મેટલ ઈન્જેક્શન મોલ્ડિંગ (MIM), PM નું એક પ્રકાર, જવાબ હતો. તે પાતળી દિવાલો સાથે જટિલ, કાર્બનિક આકારની મંજૂરી આપે છે, જે ચોક્કસ રોકાણ કાસ્ટિંગ માટે પણ એક પડકાર હશે. સિન્ટરિંગ ઉચ્ચ શૂન્યાવકાશમાં કરવું પડ્યું, અને વિકૃતિ એ યુદ્ધ હતું, પરંતુ તે કામ કર્યું. તે ઉદ્યોગના આ ખૂણાઓમાં છે કે પીએમને તેનું સૌથી વધુ રક્ષણ કરી શકાય તેવું મેદાન મળે છે.

જેવી ફાઉન્ડ્રીમાંથી મટીરીયલ લિસ્ટ જોવું QSY-કાસ્ટ આયર્ન, સ્ટીલ, સ્ટેનલેસ, કોબાલ્ટ અને નિકલ એલોય - તે એક રીમાઇન્ડર છે કે દરેક પ્રક્રિયા તેના ડોમેનને કોતરે છે. ઉચ્ચ-વોલ્યુમ, પ્રમાણમાં સરળ ફેરસ ભાગો માટે, પરંપરાગત પ્રેસ-અને-સિન્ટર PM ખર્ચ પર હરાવવા માટે અઘરું છે. જટિલ આકારોમાં અતિ-ઉચ્ચ-પ્રદર્શન એલોય માટે, જ્યાં સામગ્રીની કિંમત પ્રભુત્વ ધરાવે છે, અદ્યતન PM અથવા MIM રોકાણ કાસ્ટિંગ સાથે સીધી સ્પર્ધા કરે છે. નિર્ણય મેટ્રિક્સમાં વોલ્યુમ, ભૂમિતિ, સામગ્રી અને મિલકતની આવશ્યકતાઓનો સમાવેશ થાય છે. ભાગ્યે જ એક સ્પષ્ટ જવાબ છે.

અંતિમ વિચારો: તે સતત ટ્યુનિંગની પ્રક્રિયા છે

તેથી, પાવડર ધાતુશાસ્ત્ર એ સેટ અને ભૂલી જવાની કામગીરી નથી. તે એક સિસ્ટમ છે. લુબ્રિકન્ટ બ્રાન્ડમાં ફેરફાર, ભઠ્ઠીના હોટ ઝોનમાં 10-ડિગ્રી શિફ્ટ, પાવડરનો નવો બેચ-આમાંથી કોઈપણ પરિણામને નડશે. નિપુણતા એક મજબૂત પ્રક્રિયાના નિર્માણમાં રહેલી છે જે આ નાના ફેરફારોને શોષી શકે છે અને જ્યારે બેચ બંધ હોય ત્યારે શું ખોટું થયું છે તે જાણવા માટે ડાયગ્નોસ્ટિક કુશળતા ધરાવે છે.

તે ક્રાંતિકારી સફળતાઓ વિશે ઓછું છે અને વધારાના, સખત જીતેલા સુધારાઓ વિશે વધુ છે. શું આપણે પ્રેસ ટનેજ વધાર્યા વિના 0.5% વધુ ઘનતા મેળવી શકીએ? શું આપણે કઠિનતાને નુકસાન પહોંચાડ્યા વિના સિન્ટરિંગનો સમય 5% ઘટાડી શકીએ? આ રોજીંદી ગ્રાઇન્ડ છે. તે ગ્લેમરસ નથી, પરંતુ જ્યારે તમે એવા ભાગને પકડી રાખો કે જે તાણ હેઠળ દોષરહિત પ્રદર્શન કરે છે, ત્યારે છૂટક પાવડરથી તે તૈયાર ઘટક સુધીના દરેક પગલાને જાણીને, સંતોષ ચોક્કસ છે. તે અરાજકતાને નિયંત્રિત કરવા માટે એક વસિયતનામું છે, એક સમયે એક માઇક્રોન-કદના કણ.

લેન્ડસ્કેપ પણ એક સહયોગ છે. ફાઉન્ડ્રીઓનું જ્ઞાન, યંત્રશાસ્ત્રીઓ પાસેથી, અંતિમ-વપરાશકર્તાઓનું જ્ઞાન બહેતર પીએમ પાર્ટ્સ બનાવવા તરફ વળે છે. તે ભૌતિક વિજ્ઞાન અને વ્યવહારિક દુકાન-ફ્લોર સમસ્યા-નિવારણનો સતત લૂપ છે. તે, કંઈપણ કરતાં વધુ, હસ્તકલાના હૃદય છે.