Qingdao Qiangsenyuan에서처럼 오랫동안 주조와 기계 가공 분야에 종사하면서 재료에 대한 어떤 느낌을 가지게 됩니다. 얼마나 자주 나오는지 흥미롭습니다 분말 야금 부품 대안을 찾는 고객과 대화를 나누세요. PM은 현대적인 고정밀 블랭킷 솔루션이며, 핵심과 같은 기존 방법보다 잠재적으로 더 저렴하고 효율적이라는 일반적인 인식이 있습니다. 쉘 몰드 주조 또는 투자 주조. 때로는 그것이 사실입니다. 그러나 현실은 더 혼란스럽고 선택이 명확하지 않은 경우가 많습니다. 그것은 전적으로 응용 분야의 타협할 수 없는 요소에 달려 있습니다. 복잡한 내부 형상, 열에 따른 최대 인장 강도, 아니면 대량 생산 시 순수한 부품당 비용에 관한 것입니까? 나는 PM으로 전환하는 것이 눈부신 움직임인 프로젝트를 보았고, 다른 프로젝트에서는 조용하고 비용이 많이 드는 재인증 프로세스를 거쳐 견고한 캐스팅으로 돌아가는 프로젝트도 보았습니다.
재료 선택의 수수께끼
우리가 일용할 양식은 주철, 다양한 강철, 니켈 기반 및 코발트 기반 합금과 같은 질긴 재료와 같은 금속입니다. 이것들을 녹여서 붓는다. 분말 야금 부품 다른 곳에서 시작하세요. 미세한 금속 분말을 압축하고 소결한 것입니다. 즉각적인 이점은 특정 형상, 특히 여러 레벨 또는 단순한 축 형상을 가진 형상에 대한 거의 그물 모양입니다. 가공을 최소화할 수 있어 비용이 크게 절약됩니다. 한때 스탬핑 및 용접 어셈블리였던 대용량 레버 구성 요소를 사용하는 고객이 있었습니다. 그들은 PM을 탐구했고 그 부분에서는 완벽했습니다. 밀도는 충분했고 공차는 유지되었으며 개당 비용은 크게 떨어졌습니다. 말이 되네요.
하지만 한계에 부딪혔습니다. 논의가 높은 무결성 구조 부품이나 지속적인 고온 및 부식에 직면한 구성 요소(예: 터빈 환경 또는 심각한 화학 처리 과정)로 바뀌면 미적분학이 변경됩니다. 소결 재료는 후속 단조(P/M 단조)를 수행하더라도 특히 당사의 특수 합금에서 잘 만들어진 매몰 주조의 균질하고 결함 없는 미세 구조를 맞추는 데 어려움을 겪을 수 있습니다. 항상 고려해야 할 다공성이 있습니다. 반드시 결함은 아닙니다. 그것은 타고난 것입니다. 그러나 부품이 압력 하에서 상호 연결된 다공성을 가질 가능성이 없다면 즉시 용융 금속 공정으로 돌아가게 됩니다.
우리가 상담을 요청받은 특정 실패 분석이 기억납니다. 소결 스테인리스강 밸브 시트는 부식성, 고주기 피로 응용 분야에서 성능이 저하되었습니다. 이 문제는 전형적인 PM 문제인 특정 단면의 일관성 없는 밀도로 인해 우선적인 부식 경로와 균열 시작으로 이어졌습니다. 많은 고민 끝에 해결책은 PM 공정을 더 이상 조정하는 것이 아니라 인베스트먼트 주조를 통해 정밀 주조 CF8M 스테인리스로 전환하는 것이었습니다. 부품 비용은 올랐지만 수명주기 비용은 급락했습니다. 그것은 당신이 잊지 말아야 할 일종의 실용적인 교훈입니다.
캐스팅과 PM이 갈라지는 곳(가끔 만나는 곳)
이것은 하나의 기술이 우수하다고 선언하는 것이 아닙니다. 그것은 적합에 관한 것입니다. QSY에서는 수십 년 동안 쉘 몰드 주조 그리고 투자 주조, 우리는 우리의 틈새 시장을 명확하게 봅니다. 이러한 이국적인 합금의 믿을 수 없을 정도로 복잡하고 벽이 얇은 기하학적 구조의 경우 주조는 종종 타의 추종을 불허합니다. 날개 모양의 꼬인 블레이드가 있는 임펠러를 생각해 보십시오. 그것을 가루로 압축하는 것은 악몽입니다. 그것을 캐스팅하는 것은 섬세하지만 잘 이해되는 예술입니다. 우수한 세라믹 쉘의 표면 마감은 일반적으로 2차 작업이 필요한 소결 표면보다 우수합니다.
그러나 PM을 해임하는 것은 어리석은 일입니다. 기어, 부싱 또는 특정 자동차 커넥터와 같은 단순하고 대칭적인 모양의 경우 PM이 더 경제적인 챔피언인 경우가 많습니다. 재료 활용도가 환상적입니다. 낭비가 거의 또는 전혀 없습니다. 우리가 배운 것은 소결 후 단계에서 세계가 충돌할 수 있다는 것입니다. 바로 그곳이 우리의 CNC 가공 전문성이 발휘됩니다. 많은 분말 야금 부품 소결 후 중요한 기능에 정밀 가공이 필요합니다. 우리는 나사산을 추가하고 보어를 연마하고 정밀 플랫을 만드는 등 수많은 소결 부품을 가공했습니다. 가공 매개변수는 다릅니다. 다공성 재료를 절단 중이므로 공구 수명과 이송 속도를 조정해야 합니다. 매장에서 보는 느낌이 또 다르네요.
하이브리드 공간도 있습니다. 금속 사출 성형(MIM)은 PM의 더 복잡한 사촌과 같습니다. 이는 기존 프레싱보다 더 큰 형태의 복잡성을 허용합니다. 우리는 나중에 의료 기기 응용 분야를 위해 MIM 부품으로 교체된 기계 가공 주물을 공급했습니다. 이 경우 볼륨이 높은 툴링 비용을 정당화하고 궁극적인 강도에 대한 약간의 희생이 허용되었습니다. 핵심은 첫 번째 프로토타입 단계부터 장단점에 대한 공개 커뮤니케이션이었습니다.
공차와 부피의 현실
혼란의 주요 지점은 공차입니다. 판매 브로셔에는 PM에 대한 인상적인 숫자가 나열될 수 있습니다. 그러나 이는 통제된 생산 실행에서 최적화된 단일 차원에 대한 경우가 많습니다. 배치 전반에 걸친 실제 생산에서는 솔리드 캐스팅 블랭크를 사용한 가공보다 가변성이 더 높을 수 있습니다. 왜? 소결 중 치수 변화는 완벽하게 균일하지 않습니다. 이는 분말 로트, 용광로 온도 구배 및 부품 배치의 영향을 받습니다. 중요한 보어에 +/- 0.025mm 공차가 필요한 부품의 경우, 사양을 안정적으로 달성하기 위해 어쨌든 해당 표면의 90%를 가공해야 한다면 소결된 거의 그물 형태로 시작하는 것이 비용을 절약하지 못할 수도 있습니다. 그러한 경우에는 기계 가공이 가능한 캐스팅 블랭크로 시작하는 것이 더 간단할 때도 있습니다.
볼륨은 또 다른 독재자입니다. 고압 PM 프레싱을 위한 하드 툴링은 비용이 많이 듭니다. 연간 50,000개를 생산한다는 것은 쉽게 정당화됩니다. 500개에? 거의 결코. 우리의 주조 공정, 특히 쉘 성형은 중소 규모에서 더 유연할 수 있습니다. 패턴 장비는 더 저렴하고 수정하기 쉽습니다. 이러한 유연성은 우리가 청도강선원과학기술유한회사(QSY) 대규모 배치 프로젝트와 개발 단계 프로젝트 모두에서 효과적으로 작업할 수 있기 때문에 가치가 매우 높습니다.
교과서에서 PM이 효율적이라고 말했기 때문에 젊은 엔지니어가 PM을 고집하는 설계 리뷰를 본 적이 있습니다. 그러나 공구 제작, 소결, 필요한 2차 가공, 폐기 위험 등 총 비용을 최소한의 가공으로 주조하는 비용으로 분석하면 특히 우리가 일반적으로 취급하는 합금 등급의 경우 숫자가 자주 바뀌게 됩니다. 손익분기점은 많은 사람들이 생각하는 것보다 높습니다.
기계 공장에서 얻은 교훈
증거는 항상 가공에 있습니다. CNC 밀이나 선반에서 부품이 어떻게 작동하는지를 보면 부품의 원산지에 대해 많은 것을 알 수 있습니다. 공정이 순조롭게 진행된다면 주조 부품은 예측 가능한 일관성을 유지하면서 가공됩니다. 칩이 깨끗하게 부서집니다. 에이 분말 야금 부품 다른 컷이 있어요. 중단된 재료 구조로 인해 절단이 약간 거칠게 느껴질 수 있으며 공구 마모 패턴이 다릅니다. 다공성으로의 절삭유 침투도 문제가 될 수 있으며, 때로는 오염이나 나중에 누출이 발생할 수 있습니다. 우리는 소결 청동 베어링 배치를 가공하면서 이를 초기에 힘들게 배웠습니다. 냉각수가 기공에 갇혀 나중에 침출되어 어셈블리가 부식되었습니다. 이제 중요한 PM 부품의 경우 최종 가공 전에 수지 함침 또는 밀봉 처리를 지정하는 경우가 많아 단계와 비용이 추가됩니다.
이 실습 피드백 루프는 매우 중요합니다. 당사의 가공 팀은 주조 및 외부 PM 파트너에게 직접적인 의견을 제공합니다. 그들은 소결 부품의 이 벽 부분이 반대편을 가공하는 데 필요한 조임력에 비해 너무 약하다거나, 여기 주조된 표면은 가벼운 연마만으로 마무리하기에 완벽하다고 말할 것입니다. 이 실용적이고 기초적인 지식은 그 어떤 일반적인 프로세스 선택 차트보다 고객에게 더 많은 권장 사항을 제공합니다.
결론 없이 결론
그렇다면 이것이 우리에게 어떤 결과를 가져다 줄까요? 분말 야금 부품? 이는 제조 도구 상자의 강력한 도구이지만 범용 렌치는 아닙니다. 주조와 정밀 가공의 교차점에서 운영되는 우리에게 있어 이 두 가지는 우리가 존중하고 종종 협력하는 평행 경로를 나타냅니다. 최고의 프로젝트 결과는 PM과 캐스팅 사이의 선택이 추세에 따른 기정사실이 아닌 심각한 기술적, 경제적 결정으로 간주될 때 발생합니다.
이는 올바른 질문을 먼저 묻는 것으로 귀결됩니다. 진정한 품질에 중요한 속성은 무엇입니까? 수명주기를 포함한 실제 연간 볼륨은 얼마입니까? 부품 가격뿐만 아니라 총 소유 비용은 얼마입니까? 그리고 마지막으로, 두 세계의 강점과 약점을 이해하고, 그것이 그들이 하는 전부이기 때문에 어느 한쪽에만 치우치지 않는 공급업체가 있습니까?
이것이 바로 우리가 30년 넘게 쌓아온 관점입니다. 펌프용 복잡한 고합금 매몰 주조물을 제공하든, 대량 소결 기어를 경면 마감으로 가공하든 원칙은 동일합니다. 즉, 제조 현실을 현장에서 부품의 운명에 맞추는 것입니다. 다른 모든 것은 소음일 뿐입니다.
