Адамдар «кобальт қорытпасының құйма бөліктері» дегенді естігенде, тікелей байланыс көбінесе «өнімділігі жоғары», «аэроғарыштық» немесе «медициналық имплантаттар» болып табылады. Бұл қате емес, бірақ бұл құрамдас бөліктерді жасаудың ащы шындықты жасыратын беткі деңгейдегі түсінік. Нағыз қиындық қорытпаның техникалық парағында ғана емес; бұл металдың балқыған, реактивті лужасынан турбинада немесе адам денесінде өмір сүре алатын өлшемді тұрақты, ақаусыз бөлікке өтуді басқаруда. Көптеген адамдар болат құйып алсаңыз, кобальт қорытпаларын құйуға болады деп ойлайды. Бұл болжам бірнеше дүкенге көп ақша жұмсады.
Қорытпа жай формула емес, бұл мінез-құлық
Жалпы CoCrMo бағалары сияқты кобальт-хром қорытпаларымен жұмыс істеу кішіпейілділік сабағы болып табылады. Сіз керемет жоғары балқу температурасы және тұрақты оксидтерді қалыптастыруға жағымсыз бейімділігі бар материалмен айналысып жатырсыз. The кобальт қорытпасын құю процесс, әсіресе біз кеңінен қолданатын инвестициялық құю, температура, пішінді алдын ала қыздыру және құю жылдамдығы арасындағы арқанды серуендеуге айналады. Пішінді алдын ала қыздыру кезінде бірнеше градусқа төмен түсіп, қате пайда болады. Құю кезінде тым баяу, және сіз суық жабыла аласыз. Тым жылдам, сіз газды ұстайсыз немесе керамикалық қабықты бұзасыз. Бұл сіз ұстанатын рецепт емес; бұл сіз күтуге және бақылауға тырысатын реакция.
Бірнеше жыл бұрын газ турбиналық тығыздағыш сегментіне арналған партия есімде. Химия тамаша болды, балауыз өрнек ағашы мінсіз болды. Бірақ сол күні пешке жаңа жігіт келді. Ол біз басқаратын никель негізіндегі суперқорытпаға арналған стандартты протоколды ұстанды. Нәтиже? Металл қалыпқа «құйып кетті» — ол өзінің сұйықтығын тым тез жоғалтты. Бөлшектер визуалды түрде жақсы көрінді, бірақ рентген сәулесі қалың бөліктерде ішкі шөгу кеуектілігін көрсетті. Барлық жылу жойылды. Бұл команда кобальт қорытпаларының кешірмейтінін шынымен түсінген күн болды. Олардың қатаю диапазоны мен жылу өткізгіштігі бірегей аңдар. Жалпы қолданбаны қолдана алмайсыз кастинг ережелер.
Дәл осы жерде QSY сияқты дүкендегі 30+ жыл сияқты ұзақ мерзімді тәжірибе нақты болады. Бұл сиқырлы трюкке ие болу туралы емес; бұл әртүрлі геометриялар үшін себеп-салдар туралы терең, дерлік интуитивті кітапханаға ие болу туралы. Сіз жұқа қабырғалы клапанның құрамдас бөлігі, тіпті егер олар қорытпаның бір сортынан болса да, үлкен тозу пластинасымен салыстырғанда түбегейлі басқаша өту және көтеру стратегиясын қажет ететінін білесіз. Білім металл ерігенге дейін көп уақыт бұрын үлгі инженериясында болады.
Қабық құю: керамикалық қабықпен дәлдік
Күрделі, жоғары тұтастық үшін кобальт қорытпалары, қабықша құю — инвестициялық құюдың бір түрі — көбінесе өміршең жалғыз жол. Бетінің әрлеуі және өлшемдік дәлдігі құм құюмен теңдессіз. Бірақ керамикалық қабықтың өзі маңызды айнымалы болып табылады. Кобальт қорытпалары реактивті. Қабықтың байланыстырғышында немесе отқа төзімді материалында жоғары температурада жергілікті оттегі потенциалын төмендететін қандай да бір қоспалар болса, сіз «металл-зең реакциясы» деп аталатын құбылыс аласыз. Ол құймада қатты, сынғыш, жиі ластанған беткі қабат жасайды, бұл өңдеуді қиындатады және жарықтарды жасыра алады.
Біз кобальт негізіндегі жұмыс үшін қабық жүйесінде бірнеше ай бойы теруге жұмсадық. Бұл меншікті қоспа, бірақ оның мәні кремнеземсіз байланыстырғыш жүйесі бар жоғары таза алюминий тотығы мен цирконий отқа төзімді материалдарды пайдалану. Кептіру және күйдіру циклдары қатал - органикалық заттарды күйдіріп, қабықты күшті, инертті контейнерге біріктіру үшін өте жоғары температураға дейін баяу көтеріледі. Шапшаң күйдіру циклі құю кезінде жарылып кетуі мүмкін немесе одан да жаманы металдың бетіне өтіп, бетін бұзатын микро жарықтар тудыруы мүмкін әлсіз қабықтың пайда болуына әкеледі. Мен бөлшектердің керамикалық сақалы бар сияқты көрінетінін көрдім. Мұның бәрі қайта өңдеу немесе сынықтар.
Қабық бөлмесімен серіктестік өте маңызды. QSY-де құю және өңдеу бір шатырдың астында, бұл көмектеседі. Кейінірек бұл қатты материалды кесуге тура келетін машинистер қабық процесі өшірілген болса, дереу шағымданады, өйткені олардың жұмыс істеу мерзімі реактивті беттік қабатқа соқтығысқан кезде төмендейді. Бұл ішкі кері байланыс циклі өте құнды. Ол құю зауытын бөлшек құмнан шайқалғанша емес, басынан аяғына дейін мәселені иеленуге мәжбүр етеді.
CNC өңдеу чатқа кіретін жерде
Жоқ кобальт қорытпасын құю бөлігі шын мәнінде «желі пішінді». Сізге әрқашан механикалық өңдеу қажет және резеңке жолды дәл осы жерде кездестіреді. Кобальт қорытпаларын өңдеу қиын екені белгілі. Олар тез жұмыс істейді, олар абразивті және жоғары температурада беріктігін сақтайды. Нашар өңделген бөлікте қалдық кернеулер немесе микрожарықтар болуы мүмкін, бұл қызметте мерзімінен бұрын істен шығуға әкеледі. Сондықтан біріктірілген операция өте маңызды.
Құйылған бөлікте масштаб, қақпа жүйесі және артық материал («запас») бар. Бірінші қадам жиі абразивті кесу дөңгелегі бар қақпаларды алып тастау болып табылады - ұшқындар барлық жерде ұшады. Содан кейін ол CNC диірменіне немесе токарлық станокқа түседі. Құрал таңдау - бәрі. Әрлеу үшін сізге қатты құрал ұстағыштар, жоғары сапалы карбид сорттары, кейде тіпті керамикалық немесе CBN кірістірулер қажет. Салқындатқыштың қысымы мен көлемі келіспейді; жылуды бақылау және чиптерді жуу үшін кесіндіні сумен толтыру керек. Қайта кесетін чип кірістіруді бұзады.
Біз күрделі қызмет көрсететін клапандарға арналған кобальт негізіндегі қорытпадан жасалған орындықтардың сериясын өңдедік. Тығыздау беттеріндегі рұқсат микрондарда болды. Қиындық термиялық өңдеуден кейін құйманың шамалы, күтпеген бұрмалануы болды. Біздің CNC бағдарламашыларымыз соңғы аяқтау өтуіне дейін арматурадағы бөліктің нақты геометриясын «карталау» үшін зондтау тәртібін құруға мәжбүр болды. Бұл уақытты қосты, бірақ бұл мөрге кепілдік берудің жалғыз жолы болды. Бейімделетін өңдеудің мұндай түрі оқулықта жоқ; бұл бірнеше қымбат құймаларды тастап, себебін анықтаудан туған.
Термиялық өңдеу: үнсіз ойын өзгерткіш
Бұл ең назардан тыс қалған аспект болуы мүмкін. Кобальт қорытпасының құймасының қасиеттері құю пешінде емес, термиялық өңдеу пешінде жасалады. Ерітінді өңдеу, қартаю — бұл циклдар соңғы микроқұрылымды, карбидтің таралуын және механикалық қасиеттерді анықтайды. Бұны дұрыс түсінбесеңіз, сізде дұрыс химия бар, ол қоқыс сияқты орындалады.
Мәселе - жүйелілік. Үлкен, қалың кесінді бөлігі және бір жылудан алынған кішкентай, жіңішке бөлік бірдей уақыт-температура профилін көре алмайды. Қалың бөліктің өзегі ерітінді температурасына жетпей, жағымсыз фазалар қалдыруы мүмкін. Біз мұны хирургиялық имплант прототиптерінің жұмысымен қиын жолмен білдік. Созылу күші мен шаршау мерзімі бір-біріне сәйкес келмеді. Кінәлі пештің термиялық біркелкілігі және біздің жүктеу үлгісі болды. Бізге көп аймақты бақылау және жүктемені басқарудың қатаң хаттамалары бар дәлдіктегі пештерді инвестициялауға тура келді. Енді маңызды компоненттер үшін біз тіпті жылу тарихын тексеру үшін жүктеме ішіндегі құрбандық бөліктеріне енгізілген термопарларды қолданамыз.
Бұл қымбат қадам, бірақ бұл тауар құймасын жоғары сенімді құрамдас бөліктен ажырататын нәрсе. Бөлшекке микроқұрылымды тексере алмайсыз; Сіз оны өңдеуіңіз керек. Бұл серверлік мүмкіндік QSY сияқты жеткізушіні медициналық және аэроғарыштық жұмыстарға сенімді етеді, мұнда қағаз ресімдеу (жылу өңдеу кестесі) бөліктің өзі сияқты маңызды.
Нақты шара: сәтсіздіктерді талдау және қайталау
Тәжірибенің шынайы сынағы кобальт қорытпасының құйма бөлшектері тамаша бірінші мақала емес. Сіз сәтсіздікке ұшырағандарды осылай шешесіз. Бізде бірнеше жүз сағаттан кейін шаршаған химиялық сорғыға арналған құрамдас болды. Тұтынушы, әрине, ренжіді. Өлімнен кейінгі бөлікті кесу, сынық бетінде SEM/EDS талдауын жасау. Біз металл емес қосындылардың шоғырын таптық, бәлкім, қабықтың сынған керамика бөлігі немесе шлак бөлшектері — жарықшақтардың пайда болу орны ретінде әрекет етті.
Бұл процесті толық қарауға әкелді: құю кезінде металды сүзгілеуді жақсарту (қайтару жүйесіндегі керамикалық көбік сүзгісіне көштік), құрастыру алдында керамикалық қабықшаларды мұқият тексеру және балқыту кезінде қожды жиі тазартуды жүзеге асыру. «Түзету» жалғыз әрекет емес еді; бұл бақылауды жүйелі түрде күшейту болды. Келесі топтама еш қиындықсыз өтті. Бұл сәтсіздік, қаншалықты ауыр болса да, ондаған сәтті жүгіруден гөрі біздің процесті жақсартуға көмектесті.
Бұл жағымсыз жағы. Әңгіме «аэроғарыштық деңгейдегі» шытырманды сату туралы емес. Бұл металлургиялық зертханаға, сапа жүйелеріне және өз жұмысыңызды бөлшектеуге, түпкі себебін табуға және жұмыс істеу әдісін өзгертуге арналған мәдениетке ие болу туралы. Бұл 30 жылдық тәжірибені айтады. Дәл осы кішігірім, қиындықпен жеңіп шыққан түзетулердің жинақталуы, талап етілетін нәрсені жасаудың сенімді процесін жасайды. кобальт негізіндегі қорытпа кастинг. Ақырында, бөлік балауыз үлгісінен соңғы тексеруге дейін өте ұзын тізбектегі ең әлсіз буын ретінде ғана жақсы.
