մետաղի ներարկման համաձուլվածքներ

Երբ դուք լսում եք «մետաղների ներարկման նյութերի համաձուլվածքներ», մտքերի մեծամասնությունը անմիջապես անցնում է մետաղի փոշին: Դա, իհարկե, վերնագիրն է: Բայց եթե դուք որևէ ժամանակ եք անցկացրել խանութի հատակում, ապա գիտեք, որ իրական պատմությունը սկսվում է կապող համակարգից և ավարտվում վառարանի մթնոլորտով: Կարևորը ամբողջ կոկտեյլն է, ոչ միայն ոգին: Ես տեսել եմ, որ չափազանց շատ նախագծեր են փակվել, քանի որ ինչ-որ մեկը ստացել է գեղեցիկ, գնդաձև 17-4PH փոշի, բայց այն զուգակցել է ընդհանուր մոմ-պոլիմերային կապի հետ, որը չի կարող կարգավորել մասի երկրաչափությունը, ինչը հանգեցնում է աղետալի աղավաղումների՝ կապակցման ժամանակ: Նյութը միայն մետաղը չէ. դա հումք է: Դա առաջին և հաճախ ամենաթանկ դասն է:

Feedstock Equation. Ավելի շատ արվեստ, քան գիտություն

Հումքի ճիշտ ստացումը երբեմն ալքիմիա է թվում: Փոշու բեռնվածության իդեալական հարաբերակցությունը` մետաղի փոշու այդ ծավալային տոկոսը կապակցման մեջ, պարանով քայլելն է: Հպեք այն չափազանց բարձր բարդ մասի համար, և դուք կկորցնեք այն հոսողունակությունը, որի համար թանկ է MIM-ը: Ներարկման ձուլման մեքենան պայքարում է, դուք ստանում եք եռակցման գծեր, դատարկություններ: Չափազանց ցածր է, և սինթերման ժամանակ հատվածն անկանխատեսելիորեն փոքրանում է՝ վերջանալով սպեկտրից դուրս: Բարձր մաշվածության բաղադրիչի համար, որը մենք ժամանակին աշխատում էինք, օգտագործելով նուրբ, գազով ատոմացված 316 լ փոշի, մենք ստիպված էինք դասագրքի առաջարկից մի փոքր իջեցնել բեռնումը: Ինչո՞ւ։ Մասն ուներ անհեթեթ բարակ խաչմերուկ՝ կից հաստ հանգույցին: Ստանդարտ բեռնումն առաջացրել է լվացարանի հետքեր: Մենք փոխզիջման գնացինք մի փոքր ավելի ցածր խտության վրա, որպեսզի ապահովենք լիցքավորումը, այնուհետև շտկեցինք սինթերման պրոֆիլը՝ փոխհատուցելու համար: Աշխատեց, բայց ոչ մի ձեռնարկում չկար:

Այստեղ է, որ կապակցողի դերը հանցավոր կերպով թերագնահատվում է: Դա պարզապես ժամանակավոր սոսինձ չէ: Ջերմային կամ լուծիչի անջատման ժամանակ դրա տարրալուծման կինետիկան պետք է կատարյալ համաժամեցվի փոշու փաթեթավորման հետ: Այստեղ անհամապատասխանություն է տեղի ունենում, և դուք ստանում եք փքվածություն, ճեղքվածք կամ «կանաչ հատվածի» փլուզում: Ես հիշում եմ մի խմբաքանակ, որտեղ կապակցող մատակարարն առանց ծանուցման փոխեց կատալիզատորը: Կաղապարից դուրս եկող մասերը կատարյալ տեսք ունեին, բայց դեբինդ ջեռոցում նրանք թուլացել էին հոգնած խմորի պես: Ընդհանուր կորուստ. Փոշը նույնական էր, մետաղի բնութագրերը՝ անփոփոխ։ Խափանումը կապակցող համակարգի «փոքր» բաղադրիչում էր:

Եվ եկեք խոսենք փոշու բնութագրերի մասին: Գնդաձևությունը և մասնիկների չափի բաշխումը (PSD) ամեն ինչ են: Նեղ PSD-ն կարող է մեծ փաթեթավորման տեսություն տալ, բայց լավ վերահսկվող, մի փոքր ավելի լայն բաշխումը հաճախ գործնականում ավելի լավ է հոսում և ավելի հուսալիորեն սինթեզվում է: Կոբալտ-քրոմով բժշկական իմպլանտների հումքի համար մենք պայքարեցինք ծակոտկենության խնդիրների հետ, մինչև որ խառնեցինք երկու տարբեր փոշու խմբաքանակներ՝ ճիշտ PSD կորը ստանալու համար: Յուրաքանչյուր լոտի բնութագրերի թերթիկները «ընդունելի» էին, բայց կախարդանքը խառնուրդի մեջ էր: Դուք դա չեք սովորում տվյալների աղյուսակից. դուք դա սովորում եք ջարդոնված խմբաքանակներից:

Սինտերինգ. որտեղ իրականում ձևավորվում է նյութը

Սա անվերադարձ կետն է: Դուք ձևավորել և անջատել եք փխրուն «շագանակագույն մասը»: Այժմ, սինթերման վառարանում, մետաղի մասնիկները միաձուլվում են և առաջանում են իրական նյութական հատկությունները: Այստեղ է, որ ձեր ընտրած հիմնական նյութը՝ չժանգոտվող պողպատ, գործիքային պողպատ, հատուկ համաձուլվածք, ենթարկվում է կրակի փորձությանը: Մթնոլորտի վերահսկումը թագավոր է: Ջրածին-ազոտային մթնոլորտում թթվածնի փոքր արտահոսքը 17-4PH քրոմ պարունակող պողպատի սինթեզման ժամանակ կարող է քայքայել ածխածնի մակերևույթը և փչացնել կոռոզիոն դիմադրությունը: Մենք սովորեցինք կեղծ մասեր գործարկել ամեն կարևոր խմբաքանակից առաջ՝ վառարանի մթնոլորտը «փորձարկելու» համար, էժան ապահովագրական քաղաքականություն:

Պղտորման ցիկլը ինքնին նյութին հատուկ բաղադրատոմս է: Թեքահարթակները, պահպանման ջերմաստիճանները, հովացման արագությունները, դրանք բոլորն էլ թելադրում են վերջնական միկրոկառուցվածքը: Ծրագրի համար, որը պահանջում է փափուկ մագնիսական համաձուլվածք (ինչպես Fe-50%Ni), սինթերման ջերմաստիճանից հովացման արագությունը կարևոր էր ցանկալի մագնիսական թափանցելիությունը զարգացնելու համար: Շատ արագ, և մենք բաց թողեցինք գույքի պատուհանը: Պահանջվել է երեք հնոց՝ սառեցման նուրբ փոփոխություններով, որպեսզի հասցնեինք սպեկտրը: Գնման պատվերի «նյութը» եղել է ընդամենը Fe-50Ni: Ֆունկցիոնալ նյութը ստեղծվել է այդ վառարանում։

Կծկումը մյուս մեծ փոփոխականն է, որն ուղղակիորեն կապված է հումքի հետ: Մենք նպատակ ունենք իզոտրոպիկ կծկման, բայց դա երբեք կատարյալ միատեսակ չէ: Ճշգրիտ հանդերձանքի բաղադրիչի համար մենք պետք է նախագծեինք կաղապարի խոռոչը՝ հիմնվելով էմպիրիկ նեղացման գործոնի վրա, որը մենք մշակել էինք այդ կոնկրետ 4140 համաձուլվածքի հումքի համար, այլ ոչ թե վաճառողի ընդհանուր 15-18% պահանջը: Մեր գործակիցը կրիտիկական հարթությունում եղել է 16,7% ±0,3%: Այդ ճշգրտությունը ստացվել է հարյուրավոր սինտրացված մասերի չափումից և հետ փոխկապակցելուց: Այդպիսի նյութական գիտելիք է, որը մնում է ընկերության ներքին գրքում:

Ինչու են համաձուլվածքները, ինչպիսիք են կոբալտը և նիկելը, փոխում խաղը

Տեղափոխվելով սովորական չժանգոտվող պողպատից այնպիսի ոլորտներ, ինչպիսիք են կոբալտի վրա հիմնված համաձուլվածքներ կամ նիկելի վրա հիմնված համաձուլվածքներ MIM-ի համար բարդության և արժեքի քայլափոխություն է: Սրանք պարզապես «ավելի շքեղ պողպատներ» չեն: Նրանց սինթրեման պատուհանները կարող են աներևակայելի նեղ լինել: Կենսաբժշկական օգտագործման համար նախատեսված կոբալտ-քրոմ-մոլիբդեն համաձուլվածքը կարող է ցրվել 20 աստիճան Ցելսիուսի պատուհանում, որպեսզի հասնի ամբողջական խտության՝ առանց հացահատիկի աճի: Բաց թողեք այն, և դուք կստանաք կա՛մ մնացորդային ծակոտկենություն, կա՛մ փխրունություն:

Այս բարձրորակ համաձուլվածքների համար կապակցման հեռացումը նույնպես ավելի բարդ է: Նրանց փոշիները հաճախ ավելի ռեակտիվ են, ուստի մակերևույթի աղտոտումից խուսափելու համար կատալիտիկ անջատումը (օրինակ՝ ազոտաթթվի գոլորշի օգտագործելով) կարող է նախընտրելի լինել ավելի դանդաղ ջերմային մեթոդներից: Սա ավելացնում է գործընթացի բարդությունը և ծախսերը: Բայց դրա արդյունքն այն մասերն են, որոնց հատկությունները մոտ են դարբնոցային նյութին. մտածեք ռեակտիվ շարժիչի վառելիքի ներարկիչի պտուտակների մասին, որոնք պատրաստված են MIM-ի միջոցով նիկելի գերհամաձուլվածքից: Արժեքը զուտ ձևի բարդության մեջ է, ոչ միայն նյութական արժեքի:

Սա մի տարածք է, որտեղ խորը ձուլման և հաստոցների փորձը դառնում է անգնահատելի: Ընկերություն, որն ունի երկար պատմություն ներդրումային ձուլման և հատուկ համաձուլվածքների մշակման ոլորտում, ինչպես Qingdao Qiangsenyuan Technology Co., Ltd. (QSY), այլ տեսակետ է բերում MIM-ին: Նրանք զբաղվել են մետաղագործությամբ հատուկ համաձուլվածքներ տասնամյակներ շարունակ իրենց պատյանների և ներդրումային ձուլման գործառնությունների միջոցով: Այդ արմատացած գիտելիքն այն մասին, թե ինչպես են այս մետաղներն իրենց պահում ջերմության տակ, ինչպես են դրանք փոխազդում մթնոլորտի հետ և ինչպես կարող են դրանք ավարտվել, հսկայական առավելություն է դրանք ձուլելու համար: Նրանք հասկանում են, որ սինթրինգից հետո վիճակը շատ մասերի համար պարզապես մեկնարկային բլանկ է, որն այնուհետև անհրաժեշտ կլինի ճշգրիտ CNC հաստոցներ կրիտիկական հատկանիշների վերաբերյալ վերջնական հանդուրժողականությունը բավարարելու համար: MIM գործընթացը և նյութերի ընտրությունը նախագծված են՝ հաշվի առնելով մշակման այդ հաջորդ քայլը:

Մեքենաների հղում. MIM-ը միշտ չէ, որ նշանակում է «Ավարտված»

Տարածված սխալ պատկերացումն այն է, որ MIM մասերը դուրս են գալիս վառարանից, որոնք պատրաստ են օգտագործման: Շատերի համար՝ այո։ Բայց բարձր ճշգրտության կիրառման դեպքում սինթրինգին հաջորդում են երկրորդական գործողություններ: Սա կարևոր է նյութի ընտրության համար: Դուք կարող եք ընտրել նախապես կարծրացած դասարան կամ մեկը, որը ջերմային մշակման ենթարկվի սինթրումից հետո: Բայց դուք նաև պետք է հաշվի առնեք մեքենայականությունը: Sintered MIM մասը ունի նուրբ, միատեսակ միկրոկառուցվածք, բայց դա միշտ չէ, որ երազանք է մեքենայացնել: Այն կարող է լինել հղկող:

Մենք ունեինք պատյան՝ 440C չժանգոտվող պողպատից MIM մասով, որի համար անհրաժեշտ էր խփած անցք: Մասը ամբողջովին խիտ և կարծր էր սինթինգից հետո: Ուղիղ դիպչելը ծամելու գործիքներ էր: Մենք պետք է կարգավորեինք սինթերման ցիկլը, որպեսզի այն մի փոքր ավելի փափուկ վիճակում մնա հաստոցների համար, այնուհետև ավելացրինք կարծրացման ջերմային բուժում: Այսպիսով, «նյութի» գործընթացը հետևյալն էր. հումքի ձևակերպում -> ձուլում -> կապում -> սինթերինգ (փափուկ) -> CNC հաստոցներ -> ջերմային մշակում -> վերջնական արտադրանք: Նյութի ճանապարհը վառարանից հետո չէր ավարտվել:

Այս ինտեգրված տեսակետը առանցքային է: Ահա թե ինչու ամենահաջողակ խաղացողներից ոմանք մաքուր MIM խանութներ չեն: Նրանք ինտեգրված արտադրողներ են, ինչպես QSY-ն, որոնք համատեղում են գործընթացները: Նրանք կարող են նայել բարդ, բարձր խառնուրդով բաղադրիչի գծագրին և դատել, թե արդյոք ներդրումային ձուլում, MIM կամ հիբրիդային մոտեցումը լավագույնս հիմնված է երկրաչափության, նյութի և ծավալի վրա: Նրանց ձուլման և հաստոցների 30 տարիները նշանակում են, որ նրանք ընտրում են MIM նյութեր՝ ամբողջ արտադրական շղթայի ամբողջական ըմբռնմամբ, այլ ոչ միայն կաղապարման և սինթրեման քայլերը: Նրանք գիտեն, որ նյութի իրական արժեքը ներառում է այն, թե ինչպես է այն վարվում յուրաքանչյուր հաջորդ գործողության ժամանակ:

Ձախողումները և նրանց տպած դասերը

Հաջողություններից նյութեր չես սովորում։ Դուք սովորում եք ջարդոնի աղբարկղերից: Սկզբում մենք փորձեցինք գործարկել ցածր լեգիրված պողպատի հումք, որը նախատեսված էր ավտոմոբիլային մասերի համար: Մասերը լավ սինթրեվեցին, հիանալի տեսք ունեին: Բայց աղի լակի փորձարկման ժամանակ նրանք ժանգոտում էին ժամերով, մինչդեռ նույն դասարանի ավանդաբար մշակված մասը տևում էր շաբաթներ: Մեղավորը. Ածխածնի կորուստը սինթրման ժամանակ մթնոլորտի պատճառով, որը կատարյալ կերպով հարմարեցված չէ կոնկրետ փոշու մակերեսային քիմիայի համար: Նյութի «դասակարգը» ճիշտ էր, բայց գործընթացը փոխել էր դրա արդյունավետ կազմը: Մենք ստիպված եղանք անցնել MIM-ի համար մշակված փոշու, այլ մակերեսային պասիվացումով և խստացնել վառարանի արձանագրությունը: Տեխնիկական աղյուսակն անօգուտ էր, եթե մենք չվերահսկեինք վերջնական նյութը ստեղծած գործընթացը:

Մեկ այլ անգամ մենք ուսումնասիրեցինք՝ օգտագործելով MIM ունակ վոլֆրամի ծանր խառնուրդ: Խտությունը ֆանտաստիկ էր, բայց հումքը բավականին դժվար էր հետևողականորեն ձևավորել: Մենք ամիսներ ենք ծախսել դարպասների և վազորդի նախագծման, կաղապարի ջերմաստիճանի, ներարկման պարամետրերի վրա: Մենք ստացանք ֆունկցիոնալ մասեր, բայց եկամտաբերությունը երբեք տնտեսապես շահավետ չէր ծավալի համար: Մենք դարակեցինք այն: Նյութը խոստումնալից էր թղթի վրա, բայց այն հումքից հուսալի բաղադրիչի վերածելու գործնական իրողությունները սպանեցին նախագիծը: Դա վճռորոշ դատողություն է, որը դուք անում եք միայն փորձելով և ձախողելով:

Այսպիսով, երբ ես մտածում եմ մետաղի ներարկման համաձուլվածքներ հիմա ես չեմ տեսնում միայն համաձուլվածքների ցանկը: Ես տեսնում եմ որոշումների կասկադ. Նյութը այս ամբողջ շղթան է։ Դա գործընթացով սահմանված սուբյեկտ է: Ճիշտ ստանալը նշանակում է հարգել յուրաքանչյուր հղում, և այդ գիտելիքը չի գնվում. այն կառուցվում է մաս առ մաս, ձախողում ձախողում տարիների ընթացքում: Դա փոշի պատվիրելու և բաղադրիչի ճարտարագիտության միջև տարբերությունն է: