"Металл инъекциялык формалоочу материалдарды" укканда, көпчүлүк акылдар түз эле металл порошокуна секирип кетет. Бул, албетте, баш макала. Бирок, эгер сиз кайсы бир убакытты цехтин аянтында өткөргөн болсоңуз, анда чыныгы окуя бириктирүүчү тутумдан башталып, мештин атмосферасы менен аяктайт. Бул рух гана эмес, бүт коктейль маанилүү. Мен өтө көп долбоорлордун токтоп калганын көрдүм, анткени кимдир бирөө кооз, сфералык 17-4PH порошок алып, бирок аны бөлүктүн геометриясын көтөрө албаган жалпы мом-полимердик бириктиргич менен жупташып, ажыратуу учурунда катастрофалык бурмалоого алып келди. Материал жөн эле металл эмес; бул чийки зат. Бул биринчи жана көбүнчө эң кымбат сабак.
Feedstock Equation: Илимге караганда искусство
Чийки затты туура алуу кээде алхимия сыяктуу сезилет. Порошокту жүктөөнүн идеалдуу катышы — байлагычтагы металл порошокунун көлөмүнүн пайызы — аркан менен жүрүү. Татаал бөлүк үчүн аны өтө жогору түртүп коюңуз, ошондо сиз MIM баалаган агымдуулугун жоготосуз. Инжектордук калыптоо машинасы күрөшөт, сиз ширетүүчү линияларды, боштуктарды аласыз. Өтө төмөн жана бөлүк агломерация учурунда күтүүсүз кичирейип, спецификациядан чыгып кетет. Жогорку эскирүүчү компонент үчүн биз бир жолу жакшы, газ менен атомизацияланган 316L порошокту колдонуп, окуу китебинин сунушунан бир аз жүктөөнү теришибиз керек болчу. Неге? Бөлүктүн калың хабга жанаша күлкүлүү ичке кесилиши бар эле. Стандарттык жүктөө чөгүп кеткен белгилерди жаратты. Толтурууну камсыз кылуу үчүн биз бир аз төмөн тыгыздык боюнча компромисске чыктык, андан кийин компенсациялоо үчүн агломерация профилин өзгөрттүк. Бул иштеди, бирок ал эч кандай колдонмодо жок болчу.
Бул жерде байлоочунун ролу кылмыштуу түрдө бааланбайт. Бул жөн гана убактылуу желим эмес. Термикалык же эриткичти ажыратуу учурунда анын ажыроо кинетикасы порошоктун таңгагы менен эң сонун синхрондоштурууга тийиш. Бул жерде дал келбегендик байкалып, сиз шишип, жарылып же "жашыл бөлүктүн" кулап кетишине алып келет. Мен байланыштыргыч жеткирүүчү катализаторду эскертүүсүз алмаштырган партияны эстейм. Бөлүктөр калыптан чыккан эң сонун көрүндү, бирок дебинд мешинде алар чарчаган камырга окшоп түшүп калды. Жалпы жоготуу. порошок окшош болгон, металл спецификациясы өзгөргөн жок. Мүчүлүштүктөр бириктиргич тутумдун "кичинекей" компонентинде болгон.
Ал эми порошок өзгөчөлүктөрү жөнүндө сүйлөшөлү. Сфералык жана бөлүкчөлөрдүн өлчөмүн бөлүштүрүү (PSD) бардыгы болуп саналат. Тар PSD таңгактоо теориясын бере алат, бирок жакшы башкарылган, бир аз кененирээк бөлүштүрүү көбүнчө практикада жакшыраак агып, агломерацияны ишенимдүүрөөк кылат. Кобальт-хром медициналык импланттын чийки заты үчүн биз туура PSD ийри сызыгын алуу үчүн эки башка порошок лотторун аралаштырмайынча, көзөнөктүүлүк маселеси менен күрөштүк. Ар бир лот үчүн спецификациялык баракчалар "кабыл алынган", бирок сыйкыр аралашмада болгон. Сиз муну маалымат баракчасынан үйрөнбөйсүз; сиз аны сынган партиялардан үйрөнөсүз.
Агломерация: Материал чындап пайда болгон жерде
Бул артка кайтпай турган чекит. Сиз морт "күрөң бөлүктү" калыптап, ажыратып койдуңуз. Азыр агломерация мешинде металл бөлүкчөлөрү биригип, чыныгы материалдык касиеттери пайда болот. Бул жерде сиздин тандооңуз негизги материалды — дат баспас болоттон, аспаптык болоттон, атайын эритмеден — от менен сыноого туш болот. Атмосфераны башкаруу падыша болуп саналат. 17-4PH сыяктуу хром камтыган болотту агломерациялоодо суутек-азот атмосферасында кычкылтектин кичинекей агып чыгышы жер үстүндөгү көмүртекти азайтып, коррозияга туруктуулукту бузат. Биз мештин атмосферасын, арзан камсыздандыруу полисин "сыноо" үчүн ар бир маанилүү партиядан мурун жасалма тетиктерди иштетүүнү үйрөндүк.
Агломерация циклинин өзү материалга тиешелүү рецепт. Рампанын ылдамдыгы, кармап туруучу температуралар, муздатуу ылдамдыгы - алардын баары акыркы микроструктураны аныктайт. Жумшак магнит эритмесин (Fe-50%Ni сыяктуу) талап кылган долбоор үчүн агломерация температурасынан муздатуу ылдамдыгы керектүү магниттик өткөрүмдүүлүктү өнүктүрүү үчүн маанилүү болгон. Өтө тез жана биз мүлк терезесин сагындык. Спектакльге жетүү үчүн үч мешке муздатуу менен муздатуу керек болду. Сатып алуу заказындагы "материал" жөн гана Fe-50Ni болчу. Функционалдык материал ошол меште жаралган.
Кичирейүү - бул түздөн-түз чийки зат менен байланышкан башка чоң өзгөрмө. Биз изотроптук кичирейүүнү көздөп жатабыз, бирок ал эч качан толук бирдей болбойт. Так тиштүү тетик үчүн, биз калыптын көңдөйүн сатуучунун жалпы 15-18% дооматына эмес, ошол 4140 эритмесинин чийки заты үчүн иштеп чыккан эмпирикалык кичирейтүү факторуна негиздешибиз керек болчу. Биздин фактор критикалык тегиздикте 16,7% ± 0,3% болгон. Бул тактык жүздөгөн агломерацияланган тетиктерди өлчөө жана кайра корреляциялоодон келип чыккан. Мына ушундай материалдык билимдер компаниянын ички китепчесинде сакталат.
Эмне үчүн Кобальт жана Никел сыяктуу эритмелер оюнду өзгөртөт?
сыяктуу чөйрөлөргө жалпы дат баспас болоттон өтүү кобальт негизиндеги эритмелер же никель негизиндеги эритмелер MIM үчүн бул кыйынчылыктын жана баанын өзгөрүшү. Булар жөн эле "кыялдуу болоттор" эмес. Алардын агломерация терезелери укмуштуудай тар болушу мүмкүн. Биомедициналык колдонуу үчүн кобальт-хром-молибден эритмеси дан өспөстөн толук тыгыздыкка жетүү үчүн 20 градус Цельсий терезесинин ичинде агломерацияланышы мүмкүн. Сагынып каласыз, жана сиз же калдык порозия же морттук аласыз.
Бул жогорку өндүрүмдүүлүктөгү эритмелер үчүн бириктиргичти алып салуу дагы татаалыраак. Алардын порошоктары көбүнчө реактивдүү, ошондуктан каталитикалык ажыратуу (мисалы, азот кислотасынын буусу менен) беттин булганышын болтурбоо үчүн жайыраак жылуулук ыкмаларына караганда артыкчылыктуу болушу мүмкүн. Бул процесстин татаалдыгын жана баасын кошот. Бирок кирешелүүлүк - бул согулган материалга жакын болгон касиеттери бар бөлүктөрү - никельдин супер эритмесинен MIM аркылуу жасалган реактивдүү кыймылдаткычтын күйүүчү инжекторунун айланмаларын ойлоп көрүңүз. Наркы материалдык чыгымда эмес, таза формадагы татаалдыкта.
Бул терең куюу жана иштетүү тажрыйбасы баа жеткис болуп турган аймак болуп саналат. сыяктуу инвестициялык куюу жана атайын эритмелерди иштетүү боюнча узак тарыхы бар компания Qingdao Qiangsenyuan Technology Co., Ltd. (QSY), MIMге башка көз карашты алып келет. Алар металлургия менен алектенишкен атайын эритмелер ондогон жылдар бою алардын кабыгы жана инвестициялык кастинг операциялары аркылуу. Бул металлдар жылуулук астында кандайча аракеттене тургандыгы, атмосфера менен кандайча өз ара аракеттенишкендиги жана аларды кантип бүтүрүүгө боло тургандыгы жөнүндөгү терең билим, аларды калыптандырууга киришкенде чоң байлык болуп саналат. Алар пост-синтерлөө абалы көптөгөн бөлүктөр үчүн башталгыч боштук экенин түшүнүшөт, андан кийин так талап кылынат CNC иштетүү критикалык өзгөчөлүктөрү боюнча акыркы толеранттуулуктарды канааттандыруу үчүн. MIM процесси жана материалды тандоо кийинки иштетүү кадамын эске алуу менен иштелип чыккан.
Иштетүү шилтемеси: MIM ар дайым "бүттү" дегенди билдирбейт
Кеңири таралган туура эмес түшүнүк - MIM бөлүктөрү мештен колдонууга даяр. Көптөр үчүн, ооба. Бирок жогорку тактыктагы колдонмолор үчүн агломерациядан кийин экинчи операциялар жүргүзүлөт. Бул материалды тандоо үчүн абдан маанилүү болуп саналат. Сиз алдын ала катууланган сортту же агломерациядан кийин жылуулук менен иштетиле турган сортту тандасаңыз болот. Бирок, ошондой эле иштетүү жөндөмдүүлүгүн эске алуу керек. Агломерацияланган MIM бөлүгү майда, бирдей микроструктурага ээ, бирок аны иштетүү дайыма эле кыял эмес. Бул абразивдүү болушу мүмкүн.
Бизде 440C дат баспас болоттон жасалган MIM бөлүгү бар болчу, ага тешик керек болчу. Бөлүк агломерациядан кийин толугу менен тыгыз жана катуу болгон. Түздөн-түз таптап, куралдарды чайнап жатты. Биз агломерациялоо циклин тууралап, аны иштетүү үчүн бир аз жумшак абалда калтырып, андан кийин катаалдануучу термикалык мамилени кошууга туура келди. "Материалдык" процесс мындай болду: чийки затты түзүү -> калыптоо -> ажыратуу -> агломерация (жумшак) -> CNC иштетүү -> жылуулук менен иштетүү -> акыркы продукт. Мештен кийин материалдын сапары бүтө элек.
Бул комплекстүү көрүнүш негизги болуп саналат. Ошондуктан эң ийгиликтүү оюнчулардын айрымдары таза MIM дүкөндөрү эмес. Алар процесстерди бириктирген QSY сыяктуу интеграцияланган өндүрүүчүлөр. Алар татаал, жогорку эритмелүү компоненттин чиймесин карап, же жокпу, аныктай алышат инвестициялык кастинг, MIM же гибриддик ыкма геометрияга, материалга жана көлөмгө негизделген эң жакшы. Алардын куюу жана иштетүү боюнча 30 жылдык тажрыйбасы алар MIM материалдарын калыпка салуу жана агломерациялоо кадамдарын эле эмес, бүт өндүрүш чынжырын толук түшүнүү менен тандайт дегенди билдирет. Алар материалдын чыныгы баасы анын ар бир кийинки операцияда өзүн кандай алып жүрөрүн камтыйт.
Ийгиликтер жана алар басып чыгарган сабактар
Ийгиликтерден материалдарды үйрөнбөйсүз. Сиз таштанды челектеринен үйрөнөсүз. Башында, биз унаа тетиктери үчүн арналган аз эритмелүү болот чийки затты иштетүүгө аракет кылдык. Бөлүктөр жакшы күйүп, сонун көрүндү. Бирок туз чачуучу сынагында алар бир нече саатта дат басып, ошол эле класстын салттуу түрдө иштетилген бөлүгү бир нече жумага созулган. күнөөлүү? Агломерация учурунда көмүртектин жоголушу, бул конкреттүү порошоктун беттик химиясына ылайыкташтырылган эмес. Материалдын "баасы" туура болгон, бирок процесс анын эффективдүү курамын өзгөрткөн. Биз MIM үчүн иштелип чыккан, башка беттик пассивацияга ээ болгон порошокко өтүп, мештин протоколун күчөтүшүбүз керек болчу. Эгерде биз акыркы материалды түзгөн процессти көзөмөлдөбөсөк, спецификациялык баракча пайдасыз болчу.
Дагы бир жолу, биз MIMге жөндөмдүү вольфрамдын оор эритмесин колдонуп изилдедик. Жыштыгы укмуштуудай болгон, бирок чийки затты ырааттуу калыптандыруу кыйынга турган. Биз дарбаза жана жөө жүрүүчү дизайн, көктүн температурасы, инъекциянын параметрлери боюнча бир нече ай өткөрдүк. Бизде функционалдык бөлүктөрү бар, бирок түшүм эч качан көлөм үчүн экономикалык жактан пайдалуу болгон эмес. Биз аны таштадык. Материал кагаз жүзүндө келечектүү болгон, бирок аны чийки заттан ишенимдүү компонентке айландыруунун практикалык реалдуулуктары долбоорду өлтүрдү. Бул аракет жана ийгиликсиздик менен гана кабыл ала турган маанилүү чечим.
Ошентип, мен ойлонуп жатканда металл инъекциялык калыптоо материалдары азыр, мен жөн гана эритмелердин тизмесин көргөн жокмун. Мен чечимдердин каскадын көрүп турам: порошоктун формасы жана өлчөмү, байланыштыргыч химия, порошок жүктөө, дебинд ыкмасы, мештин атмосфера профили, мүмкүн болгон жылуулук менен дарылоо жана зарыл болгон экинчилик иштетүү. Материал бул бүт чынжыр болуп саналат. Бул процесс тарабынан аныкталган объект. Аны туура кабыл алуу ар бир шилтемени урматтоо дегенди билдирет жана бул билим сатылып алынбайт — ал бөлүк-бөлүк, ийгиликсиздик менен жылдар бою курулат. Бул порошок заказ кылуу менен компонентти инженериялоонун айырмасы.
