Кимдир бирөө "порошок металлургиясынын түрлөрү" деп айтканда, көпчүлүк акылдар түз эле классикалык пресс жана агломерацияга секирип кетишет. Бул, албетте, жумушчу күч, бирок бул башталгыч дарбаза. Чыныгы сүйлөшүү сиз сураганда башталат: бөлүктүн акыркы иши эмне? Бул жөнөкөй, аз стресстүү втулкабы же жогорку жылуулукту жана айлануу күчтөрүн көргөн турбинанын компонентиби? Бул айырмачылык сизди бул технологиянын бир бутагынан башкасына толугу менен бурат. Мен инженер материалдык классты белгилеген, бирок чарчоо өмүрүнө же өлчөмдүк туруктуулукка өндүрүш жолунун кесепеттери менен толук күрөшө элек көптөгөн конструкцияларды көрдүм. CAD модели менен агломерацияланган чындыктын ортосундагы ажырым порошок металлургиясынын чыныгы түрлөрү жашаган жерде.
Пресс жана агломерация: базалык жана анын көрүнбөгөн чектери
Келгиле, жалпысынан баштайлы. Сиз металл порошокту, адатта, жез, никель жана графит менен алдын ала эритилген же аралаштырылган темирдин негизиндеги аралашманы алып, аны бөлмө температурасында катуу калыпка кысып, андан кийин башкарылуучу атмосфера мешинде ысытасыз. Байланыштар катуу абалдын диффузиясы аркылуу пайда болот. Бул жогорку көлөмдөгү, форма түзүү үчүн укмуштуудай натыйжалуу. Тиштүү дөңгөлөктөр, тиштүү дөңгөлөктөр, приборлордогу структуралык бөлүктөр — сансыз мисалдар.
Бирок бул жерде ар бир адам жашырган нерсе: тыгыздык. Кадимки пресс-жана агломератор, адатта, теориялык тыгыздыктын 92-95% түзөт. Бул калган көзөнөктүүлүк көптөгөн колдонмолор үчүн жакшы, бирок ал динамикалык касиеттерди өлтүрөт. Чарчоо күчүнүн ийри сызыгы капаланткандай эрте түзүлөт. Мен стандарттуу P/M дүкөнүнүн баштапкы прототиптери чыдамкайлык сынагында согулган болоттун эквивалентине караганда алда канча эртерээк ишке ашпай калган гидравликалык насос тиштүү проектин эстейм. Негизги себеп материалдык химия болгон эмес; Бул стрессти концентратор катары аткарган микроскопиялык тешикчелер болгон. Биз ой жүгүртүүбүздү өзгөртүүгө туура келди.
Бул жерде эритме системалары жана майлоочу материалдар абдан маанилүү. FN-0205 (2% никель жана 0,5% графит бар темир) агломерациялоодо FC-0208ден (2% жез менен) такыр башкача иш алып барып, өлчөмдүн өзгөрүшүнө жана акыркы күчкө таасир этет. Жана сиздин мештин атмосферасынын шүүдүрүм чекити? Өзгөчө хром же марганец сыяктуу элементтер менен оксидди калыбына келтирүү үчүн абдан маанилүү. Туура эмес түшүнүп алсаңыз, сизде морттук бар. Бул жөн гана процесс эмес; бул жылуулук астында химиялык эксперимент.
Тыгыздык келишимсиз болгондо: Металл Injection Fording жана Beyond
Демек, эгер сизге толук тыгыздык жана татаал форма керек болсо, штрихтен иштетүү материалдын 80% текке кетирет? Бул чөйрө Металл инъекциялык калыптоо (MIM). Сиз абдан майда, сфералык порошокту полимердик бириктиргич менен аралаштырасыз, аны пластик сыяктуу инъекциялык формага келтириңиз, андан кийин агломерациядан мурун туташтыргычты (дебингди) кылдаттык менен алып салыңыз. Бөлүк бир топ кичирейет - болжол менен 15-20% - бирок, эгерде сиздин чийки затыңыз бир тектүү болсо, бирдей. Сиз тыгыздыкка 98%, көбүнчө 99% жакын жетесиз.
MIMдин сулуулугу ички жиптер, астыңкы кесүүлөр жана жука дубалдар сыяктуу майда-чүйдөсүнө чейин. Биз аны хирургиялык аспаптын компоненти үчүн колдондук, дат баспас болоттон жасалган 17-4 PH бөлүктөрү комплекстүү бекитүү механизми менен. Аны иштетүү приборлордун жана шаймандардын бузулушунун коркунучтуу түш болчу. MIM аны жалгыз, агломерацияланган бөлүккө жасады. Бирок шайтан ажыратууда. Эгерде бириктиргич бир калыпта алынбаса, анда жаракалар же ыйлаакчалар пайда болот. Бул катаал күч операциясы эмес, жай, назик термикалык цикл.
Бул башка филиалга туташат: Ысык изостатикалык басуу (HIP). Кээде сиз аны банкадагы порошок менен өз алдынча колдоносуз (контейнер HIPing), бирок көбүнчө бул агломерацияланган бөлүгүндөгү калдык порозияны жабуу үчүн экинчи даражадагы процесс. Биз пресс-жана агломерация аркылуу жасалган клапандардын критикалык корпустарын алып, аларды HIP циклинен — жогорку температурада аргондун жогорку басымынан өткөрмөкпүз. Ал ички тешикчелерди кысып, ийкемдүүлүктү жана басымдын бүтүндүгүн кескин жакшыртат. Бул чыгымды кошот, бирок мунай жана газ компоненттери үчүн бул квалификацияга билет.
Согуу жолу: порошок согуу жана анын орду
Андан кийин порошок жасоо бар. Сиз кадимки престүү аркылуу преформа жасайсыз, андан кийин агломерацияланган (же кээде агломерацияланбаган) преформаны алып, аны жабык формада ысык согуңуз. Бул толук тыгыздыкка жана мыкты механикалык касиеттерге ээ, согулган согулгандарга жакын. Материалдын түшүмү сонун. Бул туташтыргыч штангалар сыяктуу жогорку стресске дуушар болгон автомобиль компоненттери үчүн эң керектүү болгон.
Бирок инструменттердин баасы олуттуу жана аны актоо үчүн көлөм керек. Термикалык башкаруу татаал - преформаны масштабсыз же декарбуризациясыз согуу үчүн бирдей температурага чейин алуу. Мен сынамыктарды көрдүм, анда преформанын туура эмес конструкциясы бүктөлмөлөрдүн жасалышына алып келген, бул кемчилик динамикалык бөлүгүндө катастрофалык. Бул порошок металлургиясынын күчтүү түрү, бирок ал порошок илими сыяктуу эле согуу өнөрүн да урматтоону талап кылат.
Additive Manufacturing: Үй-бүлөдөгү жаңы чек
Кошумча өндүрүшкө тийбей туруп, бүгүнкү күндө түрлөрү жөнүндө сөз кыла албайсыз, же Powder Bed Fusion. Тандалма лазердик эрүү (SLM), электрон нурунун эрүү (EBM). Бул эң түз маанисинде порошок металлургиясы: багытталган энергия булагы менен порошокту толугу менен эритүү аркылуу катмар-катмар куруу. Параметрлер терилген болсо, тыгыздык 99,9%+ болушу мүмкүн.
Эркиндик революциячыл, бирок беттик бүтүрүү жана ички стресс соодалашуу болуп саналат. Басылып чыккан бет жарым-жартылай эриген порошок бөлүкчөлөрүнүн мүнөздүү бүдүрлүүлүгүнө ээ, ал тазаланбаса, чарчоо үчүн коркунучтуу. Жана тез жылытуудан жана муздатуудан калган стресс стресстен арылууну же ысык изостатикалык басуу циклин талап кылат. Биз аны Циндао Цянсеньюандагы ыңгайлаштырылган, аз көлөмдүү дөңгөлөктүү дизайн үчүн бааладык. Геометрия ал үчүн эң сонун болгон, бирок талап кылынган беттин бүтүндүгү жана биздин көлөмдө бир бөлүктүн баасы үчүн биз прототипти иштетүү үчүн инвестициялык кастингге өттүк. AM эң сонун курал болгон, бирок ошол конкреттүү жумуш үчүн ал туура курал болгон эмес. Бул негизги айырма.
Куюу жана порошок металлургиясынын жолдору кесилишкен жерде
Бул мени тиешелүү тангенске алып келет. Ат Qingdao Qiangsenyuan Technology Co., Ltd. (QSY), кабык жана салым куюу, алардын ондогон жылдар менен, сүйлөшүү көп учурда материалдык аткаруу бурат. Кардарга жогорку температурадагы тейлөө үчүн никель негизиндеги супер эритмеден бир бөлүгү керек болгондо, инвестициялык куюу менен HIP сыяктуу порошок металлургиясынын ортосундагы тандоо борбордук болуп калат. Куюу чоң, татаал фигураларды сонун иштете алат, бирок дан түзүмү жана микро-көңдөйлүүлүк потенциалы чектелүү. Powder HIPing сизге жакшы, бирдей микроструктураны, негизинен изотроптук касиеттерди берет. Чечим өлчөмүнө, татаалдыгына, мүлктүк талаптарга жана лоттун өлчөмүнө жараша болот. Кээде эң жакшы чечим гибриддик болуп саналат: куюлган преформаны колдонуу жана андан кийин эскирүү үчүн термикалык спрей аркылуу порошок түрүндөгү жабынды колдонуу. Кеп бирөөнүн жакшы болушу жөнүндө эмес; процесстердин туура айкалышы жөнүндө.
Көз жаздымда калган фактор: порошоктун өзү
Бул түрлөрүнүн бардыгы баштапкы материалга байланыштуу: порошок. Газ атомизацияланган, суу атомизацияланган, плазма айлануучу электрод процесси (PREP) — өндүрүш ыкмасы бөлүкчөлөрдүн формасын, өлчөмүн бөлүштүрүүнү жана ички микроструктураны аныктайт. MIM үчүн сизге жакшы агым жана таңгактоо үчүн майда, тоголок бөлүкчөлөр керек. Кадимки басуу үчүн суунун атомизацияланган бөлүкчөлөрү жашыл күчкө жакшыраак биригет. Эгер сиз титан сыяктуу реактивдүү эритмелер же QSY тизмеси боюнча атайын эритмелер (кобальт негизиндеги, никель негизиндеги) менен иштеп жатсаңыз, инерттүү атмосферада порошок менен иштөө эч кандай талашсыз. Кычкылтек пикап ийкемдүүлүктүн үнсүз өлтүргүч болуп саналат.
Мен муну башынан эле оор жол менен үйрөндүм. MIM үчүн 316L дат баспас порошоктун партиясы нымдуулукка караганда бир аз жогору болгон. Бул калыптоо учурунда бириктирүүчү-порошоктун бөлүнүшүнө алып келип, агломерациядан кийин гана пайда болгон боштуктарга алып келди. Бардык партия сынык эле. Порошок негиз болуп саналат. Ал жердеги кемчиликти ылдый жактан оңдоо мүмкүн эмес.
Ошентип, мен "порошок металлургиясынын түрлөрү" жөнүндө ойлонгондо, мен чындап эле чечим дарагы жөнүндө ойлонуп жатам. Бөлүктүн функциясынан, анын мүлктүк талаптарынан, геометриясынан жана алгылыктуу баасынан баштаңыз. Бул жол сени туура порошок жана туура консолидация ыкмасына алып барат. Бул эч качан жөн гана варианттардын тизмеси эмес; бул ар бир тандоонун артында көзөнөктүүлүктүн арбагы жашырылган техникалык жана экономикалык соодалашуулардын сериясы. Максат - бул арбакты жок кылуучу процессти тандоо, же жок дегенде аны бөлүктүн пландаштырылган жашоосу үчүн зыянсыз кылуу.
