Երբ ինչ-որ մեկը հարցնում է «փոշի մետալուրգիայի տեսակների» մասին, դասագրքի անմիջական պատասխանը սովորաբար կոկիկ ցուցակ է. մամլիչ և սինթոր, մետաղի ներարկման ձևավորում, տաք իզոստատիկ սեղմում և այլն: Բայց գործնականում այդ դասակարգումը գրեթե չափազանց մաքուր է։ Այն բաց է թողնում այն նրբությունը, թե ինչու եք մեկը մյուսի փոխարեն որոշակի մասի համար, և իրական աշխարհի փոխզիջումները, որոնք գալիս են յուրաքանչյուրի հետ: Ես տեսել եմ, որ չափազանց շատ նմուշներ են հայտնվել, որտեղ ընտրությունը կարծես թե հիմնված է կատալոգի նկարագրության վրա, այլ ոչ թե գործընթացի սահմանափակումների խորը ըմբռնման վրա: Եկեք խոսենք այն մասին, թե իրականում ինչ են նշանակում այս տեսակները, երբ դուք փորձում եք ստեղծել մի մաս, որն աշխատում է, տևում է և չի փչում բյուջեն:
The Workhorse. Conventional Press and Sinter
Հենց այստեղից է սկսում մարդկանց մեծ մասը, և լավ պատճառներով: Այն ծախսարդյունավետ է համեմատաբար պարզ ձևերի մեծ ծավալների համար: Դուք վերցնում եք մետաղի փոշին, լցնում եք թաղանթ, սեղմում այն բարձր ճնշման տակ, այնուհետև այն փռում եք վառարանում՝ մասնիկները կապելու համար: Բանալին այստեղ «համեմատաբար պարզ է»: Ստորջրյա՞ն: Մոռացեք դա։ Պատերի հաստության զգալի տատանումներ. Դուք խնդիրներ եք խնդրում խտության գրադիենտների հետ, որոնք կհայտնվեն կատարողականում:
Մի անգամ մենք նախագիծ ունեինք փոքր հանդերձանքի բաղադրիչի համար: Գծանկարը կատարյալ տեսք ուներ մամլիչ և սինթրե. Բայց հաճախորդը սուր, խորը ակոս ուներ պահող օղակի համար: Պղտորման փուլում այդ բարակ հատվածը շեղվեց։ Մենք պետք է հետ գնայինք և վերանախագծեինք ակոսը ավելի նուրբ շառավղով, որն այնուհետև պահանջեց զուգավորման մասի փոփոխություն: Այս փոքրիկ մանրամասներն են, որոնք չկան գրքույկում: Մեխանիկական հատկությունները պատշաճ են, բայց դրանք անիզոտրոպ են՝ ավելի ուժեղ՝ սեղմման ուղղությանը ուղղահայաց: Եթե ձեր բեռնվածքը չի համապատասխանում դրան, դուք պետք է իմանաք.
Այստեղ նյութերի շրջանակը լայն է՝ սկսած երկաթ-պղինձ-ածխածնային խառնուրդներից հիմնական կառուցվածքային մասերի համար մինչև ցածր լեգիրված պողպատներ: Բայց երբ դուք դիմում եք այնպիսի բաների, ինչպիսին է չժանգոտվող պողպատը մամլիչի և սինթորի մասի համար, դուք պետք է զգույշ լինեք: Պղտորման մթնոլորտը պետք է խստորեն վերահսկվի, որպեսզի կանխվի քրոմի օքսիդացումը, ինչը ավելացնում է ծախսերը: Երբեմն ավելի խելամիտ է առաջարկել այլ բան փոշու մետալուրգիա երթուղի կամ նույնիսկ ընդհանրապես այլ արտադրական գործընթաց:
Երբ բարդությունը սակարկելի չէ. մետաղի ներարկման համաձուլվածք (MIM)
MIM-ը պատասխանն է, երբ ձեր մասը նման է պլաստիկ ներարկման ձևավորված բաղադրիչի, բայց պետք է լինի մետաղական: Մտածեք բարդ, փոքրիկ, խճճված ձևերի՝ կենտ անկյուններով բազմաթիվ անցքերով փակագծեր, վիրաբուժական գործիքների ծնոտներ, մանրանկարչական կողպեքի բաղադրիչներ: Գործընթացը խառնում է նուրբ մետաղի փոշին պոլիմերային կապակցիչի հետ, ներարկման միջոցով ձևավորում է այն, անջատում է կապակցիչը և սինթեզում այն: Դուք ստանում եք գրեթե լիարժեք խտություն և գերազանց ձևի հավատարմություն:
Բռնե՞լը։ Դա ավելի երկար, ավելի նուրբ գործընթացի շղթա է: Պարտադիր փուլը կրիտիկական է և դանդաղ. շտապեք, և դուք ճաքեր կամ բշտիկներ եք ստանում: Վերջնական սինթրման ընթացքում կծկվելը նույնպես զգալի է և կանխատեսելի, բայց դուք պետք է նախագծեք կաղապարի գործիքավորումը՝ այն ճշգրիտ փոխհատուցելու համար: Ես հիշում եմ միակցիչի բաղադրամասերի մի խմբաքանակ, որտեղ գործիքավորումը կտրված էր՝ հիմնվելով նյութի կրճատման վաղ, մի փոքր անջատված գործոնի վրա: Ամբողջ վազքը դուրս եկավ մի քանի տոկոսային կետով փոքր չափից: Անօգուտ։ Դասն այն էր, որ միշտ, միշտ փորձարկումներ կատարեք այն ճշգրիտ փոշիով և կապակցող նյութով, որը նախատեսում եք օգտագործել արտադրության համար:
Ծախսերի առումով, այն ավելի բարձր է մեկ մասի համար, քան մամլիչը և սինթորը, բայց ճիշտ կիրառման համար այն անգերազանցելի է: Մենք ստացել ենք MIM դետալներ այն հաճախորդների համար, ովքեր կարիք ունեն բարդ, բարձր արդյունավետության ձևերի, որտեղ հաստոցից հաստոցներ պատրաստելը չափազանց թանկ կարժենա: Ընկերությունները սիրում են Qingdao Qiangsenyuan Technology Co., Ltd. (QSY)Ճշգրիտ ձուլման և հաստոցների իրենց խորը ֆոնով, հաճախ ապահովում են արժեքավոր երկրորդական գործողություններ MIM-ի մասերի վրա, ինչպես, օրինակ, ճշգրիտ CNC մշակումը կարևորագույն տվյալների մակերևույթի սինթինգից հետո՝ հասնելու այնպիսի հանդուրժողականության, որը միայն MIM գործընթացը չի կարող երաշխավորել:
The High Performance Arena. Hot Izostatic Pressing (HIP) և Beyond
Սա այն վայրն է, որտեղ դուք գնում եք մասերի, որոնք չեն կարող ունենալ որևէ դատարկություն: Նկատի ունեմ զրոյական ծակոտկենություն: Ավիատիեզերական տուրբինի շեղբեր, պրեմիում բժշկական իմպլանտներ, նավթի և գազի կարևոր բաղադրիչներ: HIP-ը ենթարկում է նախապես ձևավորված փոշու կոմպակտ (հաճախ փակված կոնտեյներով) բարձր ջերմաստիճանի և գազի իզոստատիկ ճնշման տակ բոլոր կողմերից միաժամանակ: Արդյունքը լիովին խիտ, միատարր միկրոկառուցվածք է:
Արժեքը կտրուկ է: Սարքավորումն աներևակայելի թանկ է գնելու և գործարկելու համար: Դա մեծ ծավալի գործընթաց չէ: Դուք այն օգտագործում եք ամենախստապահանջ ծրագրերի համար: Հետաքրքիր հիբրիդային մոտեցում է HIP-ի օգտագործումը ձուլման ներքին թերությունները բուժելու համար: Սա այն ոլորտն է, որտեղ մատակարարի նյութական փորձը առաջնային է: Օրինակ՝ աշխատել հատուկ համաձուլվածքների հետ, ինչպիսիք են նիկելի կամ կոբալտի վրա հիմնված համաձուլվածքները, որոնք տարածված են QSY-ի նման ընկերությունների կողմից իրականացվող ներդրումային ձուլման աշխատանքներում (դուք կարող եք տեսնել դրանց նյութերի տեսականին այստեղ https://www.tsingtaocnc.com) - պահանջում է ճշգրիտ իմացություն, թե ինչպես է փոշին վարվում HIP ցիկլի ընթացքում՝ անցանկալի փուլերի ձևավորումից խուսափելու համար:
HIP-ից այն կողմ կա առաջացող և մասնագիտացված տեսակների մի ամբողջ աշխարհ: Spark Plasma Sintering առաջադեմ կերամիկայի և կոմպոզիտների համար: Մետաղների հավելանյութերի արտադրություն, որն ըստ էության շերտ առ շերտ է փոշու մետալուրգիա. Բայց AM-ի հետ դուք փոխանակում եք HIP-ի իզոտրոպ ճնշումը լազերային կամ էլեկտրոնային փնջի ջերմային լարումների հետ: Մակերեւույթի կառուցված հարդարումը և ներքին սթրեսային վիճակը բոլորովին տարբեր գազաններ են, որոնք, այնուամենայնիվ, պահանջում են HIP հետընտրական պրոցես՝ միկրո ծակոտկենությունը փակելու համար: Դա ավելի քիչ հստակ տեսակ է, և ավելի շատ նոր գործիք է փոշու համախմբման գործիքների տուփում:
Նյութը հաղորդագրությունն է
Դուք չեք կարող առանձնացնել գործընթացի տեսակը նյութից: Խոսելով մասին փոշի մետալուրգիայի տեսակները առանց փոշի քննարկելու, նույնն է, թե խոսել ճաշ պատրաստելու մասին՝ առանց բաղադրիչները նշելու: Ջրի ատոմացված փոշին ավելի էժան է, անկանոն ձևով և լավ է մամլման և սինթորի համար: Գազի ատոմացված փոշին գնդաձև է, ավելի լավ է հոսում MIM-ի կամ AM-ի համար, բայց ավելի թանկ է: Լեգիրման մեթոդը նույնպես կարևոր է. դուք օգտագործում եք նախալեգիրված փոշի, թե՞ խառնում եք տարրական փոշիները: Նախապես համաձուլվածը տալիս է ավելի միատեսակ հատկություններ, բայց ավելի թանկ է: Տարրերի խառնումը կարող է հանգեցնել անհամասեռության, եթե ճիշտ չմշակվի:
Մենք ունեինք խափանումների վերլուծության դեպք սինթորով կարծրացող պողպատե մասի վրա: Այն նախատեսված էր բարձր մաշվածության համար: Մասն անցել է նախնական QC, բայց դաշտում ժամանակից շուտ ձախողվել է: Մետալուրգիան ցույց է տվել պահպանված ավստենիտի տեղայնացված տարածքներ, որը փափուկ է: Արմատական պատճառը. Գրաֆիտի (ածխածնի) հավելանյութի անհամապատասխան խառնուրդը երկաթի հիմքի փոշու հետ սեղմելուց առաջ: Ախտացման ընթացքում ածխածինը միատեսակ չի ցրվել, ուստի որոշ հատվածներ ճիշտ չեն կարծրացել: Ֆիքսումը նախապես համաձուլված պողպատի փոշու անցումն էր, որի ածխածինը արդեն լուծույթի մեջ էր: Խնդիրը լուծված է, բայց նյութական ծախսերի 15% աճով: Այդպիսի փոխզիջում է տեղի ունենում ամեն օր:
Ահա թե ինչու է համագործակցությունը ձուլարանի կամ մեքենաշինության հետ, որը հասկանում է այս մակարդակի նյութերը: Ձուլման և հաստոցների 30 տարվա ընկերություն, ինչպես QSY-ն, բերում է այդ մետալուրգիական ինտուիցիան: Նրանք կարող են չպատրաստել փոշին, բայց նրանք գիտեն, թե ինչպես են այդ նյութերը իրենց պահում ջերմության և սթրեսի տակ իրենց աշխատանքի արդյունքում չուգուն, պողպատ, չժանգոտվող պողպատ և հատուկ համաձուլվածքներ. Այդ խաչաձև գործընթացի գիտելիքներն անգնահատելի են, երբ դուք ընտրում եք PM երթուղին և ակնկալում, թե ինչպես է այդ մասը կկատարվի հետսթրինգով:
Կոնվերգենցիա ավանդական արտադրության հետ
Գծերը լղոզվում են։ Այժմ շատ տարածված ճանապարհ է փոշու մետալուրգիա մոտ ցանցի ձևի գործընթաց, որին հաջորդում է ճշգրիտ հաստոցներ: Դուք կարող եք MIM կամ սեղմել և սինթեզել մի մասը մինչև իր վերջնական ձևի 95%-ը, այնուհետև բերեք CNC գործարան՝ ճշգրիտ փոս, թելեր կամ կրիտիկական հերմետիկ մակերես մշակելու համար: Այս հիբրիդային մոտեցումը օպտիմալացնում է ծախսերն ու կատարողականը:
Ես աշխատել եմ փականի մարմինների վրա, որտեղ հիմնական բարդ ներքին անցուղիները ձևավորվել են MIM-ի միջոցով, սակայն եզրերի երեսները և թելերի պորտերը CNC մշակված են հետսինթրինգով: Դա միակ միջոցն էր հասնելու պահանջվող մակերևույթի ավարտին և երկրաչափական հանդուրժողականություններին այդ հատուկ հատկանիշների նկատմամբ: Մատակարարը, որն առաջարկում է և՛ PM-ի փորձաքննություն, և՛ ներքին հաստոցներ, ինչպես նշված է QSY-ի ուշադրության կենտրոնում կաղապարների ձուլման, ներդրումային ձուլման և CNC հաստոցների վրա, լավ դիրքավորված է այս տեսակի ինտեգրված արտադրական լուծումների համար: Այն հեշտացնում է հաղորդակցությունը և հաշվետվողականությունը:
PM տեսակի ընտրությունը, ուրեմն, առանձին որոշում չէ: Դա արտադրության պլանի առաջին քայլն է: Դուք պետք է հարցնեք. Ի՞նչ երկրորդական գործողություններ են անհրաժեշտ: Ինչպե՞ս է ավարտվելու հատվածը: Ծածկված? Պղտորման գործընթացը ազդում է մակերեսի քիմիայի վրա, ինչը կարող է ազդել ծածկույթի կպչունության կամ ներկի աշխատանքի վրա: Այդ ամենը կապված է: Մտածել այն մասին, որ պարզապես ընտրացանկից «տեսակ» ընտրելը ամենամեծ սխալն է, որ կարող ես թույլ տալ: Խոսքը մատակարարման շղթայի և գործընթացի շղթայի նախագծման մասին է, որն ապահովում է ֆունկցիոնալ բաղադրիչ: Փոշը միայն սկիզբն է:
