Көптеген адамдар «инвестициялық құю бөлшектерін» естігенде, олар тегіс, желіге жақын құрамдастарды, мүмкін турбиналық қалақтарды немесе медициналық имплантты бейнелейді. Бұл жылтыратылған соңғы өнім. Шындық, күнделікті ұнтақтау, балауыз үлгісінің адалдығын, керамикалық қабықтың өткізгіштігін және құю кезінде металлургиялық биді басқару туралы. Көптеген дүкендер өлшемдік төзімділік сипаттамаларына ілінеді - бұл өте маңызды, мені қате түсінбеңіз - бірақ олар бастапқы қалып дизайнынан соңғы термиялық өңдеуге дейінгі бүкіл технологиялық тізбегі құрылымдық тұтастықты қалай анықтайтынын жиі елемейді. Бұл тек пішінді жасау туралы емес; бұл микроқұрылымды жасау туралы.
Балауыз бөлмесі: бәрі қайдан басталады (және дұрыс емес болуы мүмкін)
Балауызды енгізу кезеңі алдамшы қарапайым. Сіз бұл металл матрицаны балауызбен толтырып, оның қатуын күту туралы деп ойлайсыз. Бірақ мұндағы температура градиенттері бәрі. Егер балауыз тым тез салқындатса, құрастыру кезінде бірнеше күннен кейін деформация немесе тіпті жарықтар ретінде көрінетін ішкі кернеулер пайда болады. Мен топтаманы көрдім инвестициялық құю бөліктері балауыз бөлмесінің қоршаған орта температурасы демалыс күндері небәрі 5 градус Цельсийге ауытқығандықтан, сорғы корпусы жойылады. Үлгілер дүйсенбі күні таңертең тамаша көрінді, бірақ сәрсенбіде олар CMM тексерісінен өтпеу үшін жеткілікті түрде бұрмаланды.
Содан кейін балауыздың өзі бар. Барлық балауыз бірдей жаратылған емес. Күрделі, жұқа қабырғалы құрамдас бөліктер үшін қаттылық үшін толтырғыш құрамы жоғары қоспа қажет, бірақ бұл оның сынғыш болуы мүмкін. Бұл тұрақты теңгерім әрекеті. сияқты жеткізуші Циндао Цянсеньюан технологиясы (QSY), ойында ондаған жылдар бойы жеке балауыз құрамдары немесе әртүрлі бөліктер отбасылары үшін кем дегенде өте қатаң жеткізушінің бақылауы болуы мүмкін. Бұл оқулықтан емес, 30 жыл бойы жинақтаған үнсіз білім.
Орталық ағашқа балауыз өрнектерін құрастыру өнердің тағы бір түрі. Бұрыштар мен бекіту нүктелері тек логистикалық құюға арналған емес; олар кейінірек металдың бағытталған қатаюына сыни әсер етеді. Ауыр үлгіні дұрыс емес жерге қойыңыз, сонда сіз кеуектіліктің шөгуіне әкелетін ыстық нүкте жасайсыз. Біз мұны тот баспайтын болаттан жасалған клапанның корпусымен қиын жолмен үйрендік. Әдемі беті, бірақ ол рентгендік тексеруден өтпеді. Түзету пеште болған жоқ; бұл балауыз ағашының макетін қайта жобалау кезінде болды.
Керамикалық қабық: бұл жай қалып емес, сүзгі
Керамикалық қабықшаны жасау - бұл баяу, қайталанатын батыру, лактау және кептіру процесі. Көптеген сипаттамалар онымен тоқтап, отқа төзімді қалып жасайды. Олардың сағынатыны - бұл қабықтың динамикалық, жартылай өткізгіш бөгет. Оның бастапқы қабаты, әдетте циркон негізіндегі суспензия, құйманың соңғы бетінің аяқталуын анықтайды. Мұндағы кез келген ауа көпіршіктері немесе қосындылар металл бетіне тамаша қайталанады. Мен ұлғайтқыш шамның астында бірінші қабаттың жабынын тексеруге көп уақыт жұмсаймын.
Келесі резервтік қабаттар беріктік пен термиялық тұрақтылыққа қатысты. Бірақ мұнда бір нюанс бар: дайын қабықтың өткізгіштігі балауыздың құйылуы және жануы кезінде газдардың қалай шығатынын анықтайды. Тым тығыз қабық газды ұстап қалуы мүмкін, бұл соққылар немесе саңылаулар тудыруы мүмкін. Тым кеуекті және ол металлостатикалық қысымға төтеп бере алмайды, бұл үзіліске әкеледі - ластанған және қауіпті сәтсіздік. Әр қабат үшін суспензияның тұтқырлығы мен шыбықтың дәнінің өлшемін алу - тәжірибе арқылы нақтыланған рецепт. Бұған дейін болған компаниялар QSY Мұны ғылымға дейін жеткізіңіз, мүмкін консистенциясы үшін автоматтандырылған суға түсіру сызықтары бар, бірақ сонда да қоршаған ортаның ылғалдылығы олар үнемі бақылап отыратын жабайы карта болып табылады.
Балауызды тазарту - сіз балауызды ерітетін немесе бумен шығаратын қадам - қабық үшін маңызды стресс нүктесі. Тым агрессивті түрде жасалса, термиялық соққы микро-жарықтарды тудыруы мүмкін. Біз бір кездері өткізу қабілеттілігін арттыру үшін жылдамырақ автоклав цикліне көштік. Снарядтар ұсталды, бірақ құймалар жұқа тамырларды көрсете бастады. Қатты бу жарылысынан қабықтың негізгі қабатындағы микро сынықтарды анықтау үшін бізге бір апта деструктивті сынақ қажет болды. Біз циклды кері тердік және ақау деңгейі төмендеді. Кейде баяуырақ тиімдірек.
Құю: Металлургия практикамен кездеседі
Бұл жерде теориялық балқытылған металл кездеседі. үшін инвестициялық құю бөліктері никель негізіндегі немесе кобальт негізіндегі суперқорытпалар сияқты қорытпаларда құю уақытпен басқарылатын жарыс болып табылады. Жұқа кесінділер арқылы өтімділікті қамтамасыз ету үшін металды жиі сұйық күйінен әлдеқайда жоғары қызып кету температурасында құйылады, бірақ бұл қосымша қызу дәннің өсуіне және химиялық сегрегацияға әкелуі мүмкін. Сіз бірнеше апта бұрын балауыз түрінде жасаған қақпа жүйесі енді металлдың қуысты қалай толтыратынын басқара алатын жалғыз құрал. Ол суық жабылуларды болдырмау үшін жеткілікті турбулентті болуы керек, бірақ шлактарды немесе оксидті пленкаларды ұстамау үшін жеткілікті ламинарлы болуы керек.
Мен аэроғарышта қолданылатын жоғары температуралы қорытпа компонентіне арналған жобаны есіме түсіремін. Спецификация шаршауға төзімділік үшін астық ағынының белгілі бір бағытын талап етті. Бұған қол жеткізу тек металл химиясына қатысты емес еді; Бұл керамикалық қабықты нақты температураға дейін алдын ала қыздыру (25°C терезе ішінде) және бөліктің ұшынан қақпаға кері бағытта қатаюына ықпал ету үшін құю жылдамдығын бақылау туралы болды. Оны дұрыс жасау үшін үш пилоттық жүгіру қажет болды. Құю цехының осы параметрлерді басқару мүмкіндігі — пештерді калибрлеу, қабықшаны алдын ала қыздыру пештері — цехты нағыз техникалық серіктестен ажырататын нәрсе.
Құюдан кейін қабық сынған, бірақ бөлігі дайын емес. Енді металдан жасалған қақпалар мен жүгіргіштерді алып тастау керек. Қатты қорытпалар үшін бұл жиі абразивті кесу дөңгелегін немесе тіпті EDM сымын кесуді білдіреді. Бұл кезеңде бөліктің өзіне кернеу немесе термиялық зақым келтірмеу үшін абай болу керек. Бұл құю процесі сияқты үлкен ұқыптылықты қажет ететін аяқтау кезеңі.
Өңдеу және әрлеу: құю - бұл соңы емес
Әрбір дерлік инвестициялық құю белгілі бір деңгейде өңдеуді қажет етеді. Желіге жақын пішіннің уәдесі сирек желі пішінді болады. Аяқтауды қажет ететін маңызды тығыздағыш беттер, бұрандалы тесіктер немесе тығыз төзімді тесіктер болуы мүмкін. Бұл жерде CNC өңдеу мүмкіндіктерімен интеграция үлкен артықшылыққа айналады. Егер құю үйі механикалық өңдеумен айналысса, мысалы QSY CNC өңдеу қызметтерімен жасайды, олар басынан бастап өңдеуге қабілеттілік үшін құю дизайнын оңтайландыра алады.
Мысалы, олар өздерінің бекіткіштері біртүрлі пішінді құюды қалай ұстайтынын нақты біле отырып, нақты орындарда ең аз қор мөлшерін қосуы мүмкін. Олар құймадағы қалдық кернеудің әлеуетін түсінеді және бөлшекті бұрмаламай оны жеңілдету үшін өңдеу операцияларын ретке келтіре алады. Шикізат құюды жеке цехқа жіберу арқылы синергия деңгейіне жетуге тырысу, егер бірдеңе дұрыс болмаса, байланыс олқылықтарымен және саусақпен нұсқаумен аяқталады.
Бетін өңдеу - тағы бір мәселе. Тот баспайтын болаттан жасалған коррозияға төзімді қолданбалар үшін пассивациялық өңдеу стандартты болып табылады. Бірақ ішкі арналары немесе күрделі геометриясы бар бөлшектер үшін толық химиялық жабуды және шаюды қамтамасыз ету қиын. Бұл сызбада көрсету оңай, бірақ жүйелі түрде орындау қиын бөлшек. Жақсы жеткізуші бұл үшін жиі үгіт немесе ультрадыбысты қамтитын расталған процестерге ие болады.
Материалдық нюанстар: барлық болат болат емес
Материалды таңдау - бұл қолданба процесті нақты анықтайды. Біз болат немесе тот баспайтын болат туралы айтатын болсақ инвестициялық құю бөліктері, біз ондаған нақты бағалар туралы айтып отырмыз. 17-4 PH тот баспайтын материал беріктік үшін жауын-шашынның қатаюын қамтамасыз етеді, бірақ оның термиялық өңдеу циклі сезімтал және жұқа қабырғалы бөлікті деформациялауы мүмкін. 316L тамаша коррозияға төзімділікті қамтамасыз етеді, бірақ машина жасау үшін жұмсақ. Құю зауыты мұны білуі керек.
Бұл арнайы қорытпалар үшін одан да маңызды. Inconel 718 сияқты никель негізіндегі қорытпалар көбінесе жоғары температураға төзімділік пен тотығуға төзімділік үшін таңдалады. Дегенмен, олар қатаю кезінде ниобий сияқты элементтердің бөлінуіне бейім. Бұл салқындату жылдамдығын өте қатаң бақылауды және жиі элементтерді біркелкі қайта бөлу үшін кейінгі гомогенизациялық термиялық өңдеуді қажет етеді. Терең металлургиялық тәжірибесі жоқ цех пішінді дұрыс құюы мүмкін, бірақ механикалық қасиеттері төмен бөлікті бере алады.
Стеллит сияқты кобальт негізіндегі қорытпалар тағы бір жануар. Олар керемет тозуға және коррозияға төзімді, бірақ сынғыш болуы мүмкін. Стресс концентрациясын болдырмау үшін филе радиустары мен қиманың өтуін жобалау маңызды болып табылады. Сіз тек көміртекті болатқа арналған дизайнды алып, оны кобальт қорытпасына құйып алмайсыз. Бұл жерде инженер-конструктор мен құю металлургы арасындағы кері байланыс өте маңызды. Ұзақ уақыт бойы жүргізілген операция олардың әрқайсысының негізгі материалдарының (иілгіш темірден суперқорытпаларға дейін) нақты технологиялық ортада қалай әрекет ететінін түсініп, осы білімнің кітапханасын құрады.
Қорытынды ойлар: бұл қадам емес, жүйе
Өткенге көз жүгіртсек, ең үлкен сабақ – инвестициялық құю өзара байланысты жүйе. Балауыз формуласындағы түзету қабықтың түзілуіне әсер етеді, бұл палаусыздандырудың сәттілігіне әсер етеді, бұл құюға арналған жылу профилін өзгертеді, бұл дәннің құрылымына әсер етеді. Силостарда оңтайландыру мүмкін емес. Серіктестің құндылығы тек құйма құюға арналған жабдықтың болуы емес, инвестициялық құю, және бір шаңырақ астында CNC өңдеу. Бұл әр кезеңнің келесі кезеңмен қалай сөйлесетінін түсінетін технологиялық инженерлердің болуы.
Нақты құны бір бөліктің бағасына жатпайды; бұл жобаның жалпы өмірлік циклінде — инженерлік уақыт, прототип итерациялары, сенімді өндіріске жеткізу уақыты. Тәжірибесі аз цехпен аздаған алдын ала үнемдеу конвейердің жұмысын тоқтататын бір партияның істен шығуымен буланып кетуі мүмкін. 30 жылдық тарихы бар фирмадан күткендей, бірдей негізгі процестерді ондаған жылдар бойы жүргізу нәтижесінде пайда болатын тұрақтылық материалдық емес, бірақ маңызды актив болып табылады. Бұл дұрыс көрінетін бөлікті алу мен дұрыс орындалатын құрамдас бөлікті алудың арасындағы айырмашылық, партиядан кейін пакет.
Сондықтан келесі жолы әлеуетті инвестициялық құюға арналған сызбалар жинағын бағалағанда, геометрияны қараңыз. Материалдың мінез-құлқы, сыни беттері, жүктеме жағдайлары туралы ойланыңыз. Әріптестеріңізді тек брошюра емес, олардың жүйелі ойлауы негізінде таңдаңыз. Бөлшектің CAD үлгісінен біреудің қолындағы жұмыс істейтін құрамдасқа дейінгі жолы көрінгеннен әлдеқайда ұзағырақ және нюансты.
