Երբ ինչ-որ մեկն ասում է «փոշի մետալուրգիայի տեսակները», մտքերի մեծ մասը անմիջապես անցնում է դասական սեղմման և սինթորի վրա: Դա աշխատանքային ձին է, իհարկե, բայց դա պարզապես մեկնարկային դարպասն է: Իրական խոսակցությունը սկսվում է, երբ հարցնում ես՝ ո՞րն է մասի վերջնական աշխատանքը: Արդյո՞ք դա հասարակ, ցածր լարվածության միջուկ է, թե՞ տուրբինի բաղադրիչ, որը տեսնում է բարձր ջերմություն և ռոտացիոն ուժեր: Այդ տարբերությունը ձեզ ամբողջովին շրջում է այս տեխնոլոգիայի մի ճյուղից մյուսը: Ես տեսել եմ, որ չափազանց շատ նմուշներ են հայտնվել, որտեղ ինժեները նշել է նյութի դասակարգը, բայց ամբողջությամբ չի պայքարել արտադրության երթուղու հետևանքների հետ հոգնածության կամ չափերի կայունության վրա: Այդ բացը CAD մոդելի և սինթեր իրականության միջև այն է, որտեղ ապրում են փոշու մետալուրգիայի իրական տեսակները:
Press and Sinter. The Baseline and its Invisible Limits
Սկսենք ամենուր տարածվածից։ Դուք վերցնում եք մետաղի փոշի, սովորաբար երկաթի վրա հիմնված խառնուրդ մի քանի պղնձի, նիկելի և գրաֆիտի հետ նախապես համաձուլված կամ խառնված, սեղմում եք այն կոշտ ձուլվածքի մեջ սենյակային ջերմաստիճանում, ապա տաքացնում այն վերահսկվող մթնոլորտային վառարանում: Կապերը ձևավորվում են պինդ վիճակում դիֆուզիայի միջոցով: Այն ֆանտաստիկ արդյունավետ է մեծ ծավալի, ձևավորման համար: Փոխանցումներ, ճոճանակներ, սարքերի կառուցվածքային մասեր՝ անհամար օրինակներ:
Բայց ահա այն որսը, որին բոլորը փայլում են. խտությունը: Սովորական մամլիչը սովորաբար գերազանցում է տեսական խտության 92-95%-ը: Այդ մնացորդ ծակոտկենությունը լավ է շատ ծրագրերի համար, բայց դա սպանում է դինամիկ հատկությունները: Հոգնածության ուժի կորը հիասթափեցնող կերպով հարթվում է վաղ: Ես հիշում եմ հիդրավլիկ պոմպային հանդերձանքի նախագիծը, որտեղ ստանդարտ P/M խանութի նախնական նախատիպերը շատ ավելի շուտ ձախողվեցին, քան դիմացկունության փորձարկումներում պատրաստված պողպատի համարժեքը: Հիմնական պատճառը նյութական քիմիան չէր. դա այն մանրադիտակային ծակոտիներն էին, որոնք գործում էին որպես սթրեսի կենտրոնացնող: Մենք պետք է փոխեինք մեր մտածողությունը:
Այստեղ է, որ համաձուլվածքների համակարգերը և քսանյութերը մեծ նշանակություն ունեն: FN-0205-ը (երկաթը 2% նիկելով և 0,5% գրաֆիտով) իրեն շատ տարբեր կպահի FC-0208-ից (2% պղնձով) սինթրման ժամանակ՝ ազդելով չափերի փոփոխության և վերջնական ամրության վրա: Իսկ ձեր վառարանի մթնոլորտի ցողի կետը: Կարևոր է օքսիդի նվազեցման համար, հատկապես այնպիսի տարրերի հետ, ինչպիսիք են քրոմը կամ մանգանը: Սխալ հասկացեք, և դուք ունեք փխրուն մաս: Դա պարզապես գործընթաց չէ. դա քիմիայի փորձ է ջերմության տակ:
Երբ խտությունը սակարկելի չէ. մետաղի ներարկման համաձուլվածքներ և դրանից դուրս
Այսպիսով, ի՞նչ անել, եթե ձեզ անհրաժեշտ է գրեթե լիարժեք խտություն և բարդ ձև, որը ձողերի պաշարներից մշակելը կկորցնի նյութի 80%-ը: Դա է տիրույթը Մետաղական ներարկման համաձուլվածքներ (MIM). Շատ նուրբ, գնդաձև փոշին խառնում եք պոլիմերային կապակցիչի հետ, ներարկումով ձևավորում եք այն պլաստիկի պես, այնուհետև զգուշորեն հեռացնում եք կապակցիչը (կապակցումը) նախքան սինթրելը: Մասը շատ է փոքրանում՝ մոտ 15-20%-ով, բայց միատեսակ, եթե ձեր հումքը միատարր է: Դուք հասնում եք խտության ավելի քան 98%, հաճախ մոտ 99%:
MIM-ի գեղեցկությունը մանրամասների մեջ է, ինչպիսիք են ներքին թելերը, ներքևերը և բարակ պատերը: Մենք այն օգտագործել ենք վիրաբուժական գործիքի բաղադրիչի համար՝ չժանգոտվող պողպատից 17-4 PH մասի համար՝ բարդ սողնակային մեխանիզմով: Այն մեքենայացնելը հարմարանքների և գործիքների կոտրման մղձավանջ էր: MIM-ը այն դարձրեց միայնակ, որպես սինտրացված կտոր: Բայց սատանան բանտարկության մեջ է: Եթե կապակցիչը հավասարաչափ չի հեռացվում, դուք ճաքեր կամ բշտիկներ եք ստանում: Դա դանդաղ, նուրբ ջերմային ցիկլ է, այլ ոչ թե կոպիտ ուժային գործողություն:
Սա միանում է մեկ այլ ճյուղի. Տաք իզոստատիկ սեղմում (HIP). Երբեմն դուք օգտագործում եք այն ինքնուրույն փոշու հետ տարայի մեջ (կոնտեյներային HIPing), բայց ավելի հաճախ դա երկրորդական գործընթաց է սինթրած մասում մնացորդային ծակոտկենությունը փակելու համար: Մենք կվերցնեինք կրիտիկական փականների մարմինները, որոնք պատրաստված էին սեղմման և սինթորի միջոցով և կդնեինք դրանք HIP ցիկլի մեջ՝ բարձր արգոնի ճնշում բարձր ջերմաստիճանում: Այն սեղմում է այդ ներքին ծակոտիները, ինչը կտրուկ բարելավում է ճկունությունը և ճնշման ամբողջականությունը: Այն ավելացնում է արժեքը, բայց նավթի և գազի բաղադրիչների համար դա որակավորման ուղեգիր է:
Դարբնագործման երթուղին. փոշի դարբնոցը և դրա տեղը
Հետո կա փոշի դարբնոց: Սովորական մամլման միջոցով պատրաստում եք նախաֆորմա, այնուհետև վերցնում եք այդ սինթրեված (կամ երբեմն չթակած) նախաֆորմը և տաք դարբնացնում փակ թաղանթով: Սա ձեռք է բերում լիարժեք խտություն և գերազանց մեխանիկական հատկություններ՝ մոտ դարբնոցային դարբնոցներին: Նյութի բերքատվությունը գերազանց է: Այն եղել է բարձր սթրեսային ավտոմոբիլային բաղադրիչների համար, ինչպիսիք են միացնող ձողերը:
Բայց գործիքավորման ծախսերը զգալի են, և դա արդարացնելու համար անհրաժեշտ է ծավալ: Ջերմային կառավարումը բարդ է՝ նախածանցը հավասարաչափ հասցնել ճիշտ ջերմաստիճանին՝ առանց մասշտաբի կամ ածխաթթվացման: Ես տեսել եմ փորձարկումներ, որտեղ նախածանցի ոչ պատշաճ ձևավորումը հանգեցրել է ծալքերի (շրջանակների) դարբնացմանը՝ դինամիկ մասում աղետալի թերություն: Դա փոշու մետալուրգիայի հզոր տեսակ է, բայց պահանջում է հարգանք դարբնոցային արհեստի նկատմամբ, որքան փոշու գիտությունը:
Հավելանյութերի արտադրություն. նոր սահմանն ընտանիքում
Այսօր չես կարող խոսել տեսակների մասին՝ առանց շոշափելու հավելանյութերի արտադրությունը, կամ Փոշի Bed Fusion. Ընտրովի լազերային հալում (SLM), Էլեկտրոնային ճառագայթների հալում (EBM): Սա փոշու մետալուրգիա է իր ամենաուղղակի իմաստով. մասնաշերտ շերտ առ շերտ կառուցել փոշին ամբողջությամբ հալեցնելով էներգիայի կենտրոնացված աղբյուրով: Խտությունը կարող է լինել 99,9%+, եթե պարամետրերը հավաքված են:
Ազատությունը հեղափոխական է, բայց մակերեսի ավարտը և ներքին սթրեսը փոխզիջումներն են: Որպես տպագրված մակերեսը բնորոշ կոշտություն ունի մասնակի հալված փոշու մասնիկներից, ինչը սարսափելի է հոգնածության դեպքում, եթե չմշակվի: Իսկ արագ տաքացման և հովացման մնացորդային սթրեսը պահանջում է սթրեսի թեթևացում կամ տաք իզոստատիկ սեղմման ցիկլ: Մենք գնահատեցինք այն Qingdao Qiangsenyuan-ում հատուկ, ցածր ծավալով շարժիչի դիզայնի համար: Երկրաչափությունը կատարյալ էր դրա համար, բայց մակերևույթի պահանջվող ամբողջականության և մեր ծավալի յուրաքանչյուր մասի արժեքի համար մենք, ի վերջո, գնացինք ներդրումային ձուլման նախատիպի գործարկման համար: AM-ը կատարյալ գործիք էր, բայց կոնկրետ այդ աշխատանքի համար դա ճիշտ գործիք չէր: Դա հիմնական տարբերակումն է:
Այնտեղ, որտեղ խաչվում են ձուլման և փոշի մետալուրգիայի ճանապարհները
Սա ինձ բերում է համապատասխան շոշափողի: ժամը Qingdao Qiangsenyuan Technology Co., Ltd. (QSY), իրենց տասնամյակներով կեղևի և ներդրումային ձուլման մեջ, խոսակցությունը հաճախ վերածվում է նյութական կատարման: Երբ հաճախորդին անհրաժեշտ է նիկելի վրա հիմնված գերհամաձուլվածքի մաս՝ բարձր ջերմաստիճանի սպասարկման համար, ընտրությունը ներդրումային ձուլման և փոշու մետալուրգիայի երթուղու միջև, ինչպիսին HIP-ն է, դառնում է կենտրոնական: Ձուլումը կարող է գեղեցիկ կերպով վարվել խոշոր, բարդ ձևերի հետ, բայց հատիկի կառուցվածքը և միկրո ծակոտկենության հնարավորությունը սահմաններ են: Փոշի HIPing-ը ձեզ տալիս է նուրբ, միատեսակ միկրոկառուցվածք, էապես իզոտրոպ հատկություններ: Որոշումը կախված է չափից, բարդությունից, գույքի պահանջներից և լոտի չափից: Երբեմն, լավագույն լուծումը հիբրիդն է. օգտագործել ձուլածո նախածանց, այնուհետև կիրառել փոշուց ստացված ծածկույթ մաշվածության դիմադրության համար ջերմային ցողի միջոցով: Խոսքը մեկն ավելի լավ լինելու մասին չէ. խոսքը գործընթացների ճիշտ համադրության մասին է:
Անտեսված գործոնը. փոշին ինքնին
Այս բոլոր տեսակները կախված են սկզբնական նյութից՝ փոշիից: Գազով ատոմացված, ջրով ատոմիզացված, պլազմայի պտտվող էլեկտրոդի պրոցես (PREP) – արտադրության մեթոդը սահմանում է մասնիկների ձևը, չափերի բաշխումը և ներքին միկրոկառուցվածքը: MIM-ի համար ձեզ անհրաժեշտ են այդ նուրբ, գնդաձև մասնիկները լավ հոսքի և փաթեթավորման համար: Սովորական սեղմման համար անկանոն, ջրով ատոմացված մասնիկները ավելի լավ են միախառնվում կանաչ ամրության համար: Եթե դուք աշխատում եք ռեակտիվ համաձուլվածքների հետ, ինչպիսին է տիտանը կամ հատուկ համաձուլվածքների QSY ցուցակները (կոբալտի հիմքով, նիկելի հիմքով), ապա իներտ մթնոլորտում փոշու մշակումը սակարկելի չէ: Թթվածնի պիկապը ճկունության լուռ սպանիչ է:
Ես սա դժվարին ճանապարհով սովորեցի վաղ: 316L չժանգոտվող փոշու խմբաքանակը MIM-ի համար ուներ մի փոքր ավելի բարձր խոնավություն, քան սպեկտրը: Այն առաջացրել է կապակցող-փոշի տարանջատում ձուլման ժամանակ՝ հանգեցնելով դատարկությունների, որոնք ի հայտ են գալիս միայն սինթրումից հետո: Ամբողջ խմբաքանակը ջարդոն էր։ Փոշը հիմքն է։ Այնտեղ թերությունը չի կարող ուղղվել հոսանքին ներքև:
Այսպիսով, երբ մտածում եմ «փոշի մետալուրգիայի տեսակների» մասին, ես իսկապես մտածում եմ որոշման ծառի մասին: Սկսեք մասի գործառույթից, գույքի պահանջներից, երկրաչափությունից և ընդունելի արժեքից: Այդ ճանապարհը ձեզ տանում է դեպի ճիշտ փոշի և ճիշտ համախմբման մեթոդ: Դա երբեք պարզապես տարբերակների ցանկ չէ. դա տեխնիկական և տնտեսական փոխզիջումների մի շարք է, որի յուրաքանչյուր ընտրության հետևում թաքնված է ծակոտկենության ուրվականը: Նպատակն է ընտրել այն գործընթացը, որն անհետանում է այդ ուրվականին կամ առնվազն անվնաս է դարձնում մասի նախատեսված կյանքի համար:
