Būkime atviri, daugelis pirkimų specialistų ir net kai kurie inžinieriai liejimą ir miltelinę metalurgiją (PM) kartu vadina beveik tinklo formos procesais ir vadina tai diena. Tai geras atspirties taškas, tačiau jam trūksta tikrosios istorijos. Pasirinkimas priklauso ne tik nuo formos; kalbama apie medžiagos kelionę nuo palaidos krūvos iki vientisos dalies ir apie tai, ką ši kelionė daro jos sielai – jos mikrostruktūra, tankis ir veikimo lubos. Mačiau, kaip projektai nukrito nuo bėgių, nes kažkas primygtinai reikalavo PM dėl dalies, kuri šaukėsi investuoti, arba atvirkščiai, persekiojo specifikacijų lapą nesuprasdama proceso DNR.
Pagrindinis skirtumas: skystis prieš kietą būseną
Tai pagrindinė kelio šakutė. Liejimas yra apie kontroliuojamą kietėjimą. Paimi medžiagą, išlydi į skystį ir supili į ertmę. Magija ir galvos skausmas atsiranda, kai jis užšąla. Grūdelių struktūra, susitraukimo poringumas, legiravimo elementų atskyrimas: visa tai lemia tai, kaip valdote perėjimą nuo skysčio į kietą. Naudodami investicinį liejimą, kurį savo parduotuvėje išvedėme kalnus dalių, jūs kovojate su turbulencija liejant ir tiekiate susitraukimą per sudėtingą keraminį apvalkalą. Tai šokis su termodinamika realiu laiku.
Kita vertus, miltelinė metalurgija visiškai praleidžia skystąją fazę (atsižvelgiant į sukepinimą, bet tai yra kitokia šiluma). Jūs sutankinate kieto metalo miltelius štampelyje, o tada kaitinate, kad sulydytų daleles. Privalumas yra fenomenalus matmenų nuoseklumas ir galimybė sukurti lydinius, kurių negalite lengvai išlydyti ir išlieti, pavyzdžiui, kai kuriuos volframo kompozitus. Tačiau Achilo kulnui būdingas poringumas. Šis mažyčių tuštumų tinklas riboja lankstumą ir nuovargio tarnavimo laiką. Galite jį spausti karštuoju izostatiniu būdu (HIP) iki beveik viso tankio, tačiau dabar jūsų kaina beldžiasi į kaltinių durų duris. Tai kompromiso žaidimas.
Prisimenu vožtuvo komponentą, skirtą naftos ir dujų sektoriui. Pradiniame kliento brėžinyje buvo nurodytas PM dėl griežtų kai kurių sudėtingų išorinių griovelių nuokrypių. Tačiau dalis taip pat turėjo plonasienes dalis ir turėjo atlaikyti didelio ciklo nuovargį. Atsistūmėme, pasiūlėme pereiti prie kevalų liejimas su kobalto lydiniu, po kurio atliekamas tikslus CNC apdirbimas tiems svarbiems grioveliams. Korpuso forma suteikė mums smulkesnę paviršiaus apdailą ir daugiau izotropinių savybių nei įprastas liejimas smėliu, o akytumo problemos praleidimas buvo neginčijamas dėl nuovargio. Jie išbandė abu. Atliekant nuovargio bandymus, liejamos staklėmis apdirbtos dalys tris kartus pralenkė PM prototipą. Pamoka? Tolerancijos gali būti apdirbamos; pamatinis materialus vientisumas dažnai negali.
Materialios realybės: ne viskas teka ar susitraukia
Jūsų medžiagų paletė diktuoja jūsų proceso kelią, kartais negailestingai. At QSY, mes reguliariai pilame viską nuo kaliojo ketaus iki nikelio pagrindu pagamintų superlydinių, tokių kaip Inconel 718. Šie aukštos kokybės lydiniai pasižymi siaubingu sklandumu; jie yra vangūs ir linkę netinkamai važiuoti plonomis dalimis. Norint juos išpilti, reikia iš anksto pašildytų formų ir dažnai vakuuminio ar slėgio pagalbos. Jūs paprasčiausiai negalite daugumos jų suspausti į miltelius ir gauti tinkamos dalies – legiravimo elementai neveikia gerai purškiant ar sutankinant miltelius.
Ir atvirkščiai, PM yra poringų medžiagų (pagalvokite apie savaime tepančius guolius) ir ugniai atsparių metalų konsolidavimo karalius. Bandymas išlieti detalę su pastoviu 20 % tūriniu poringumu, siekiant išlaikyti alyvą, yra košmaras. Tačiau naudodami PM jūs tiesiog valdote tankinimo slėgį ir sukepinimo ciklą. Tai elegantiška tam konkrečiam poreikiui. Kartą turėjome užklausą dėl molibdeno tiglio. Lieti molibdeną? Beveik neįmanoma dėl ypatingos lydymosi temperatūros ir polinkio oksiduotis. PM buvo vienintelis perspektyvus kelias, ir mes turėjome atmesti projektą, nes jis buvo už mūsų ribų liejimas ir apdirbimas juosta. Žinoti savo parduotuvės ribas yra taip pat svarbu, kaip žinoti procesus.
Tada yra laužo istorija. Liejimas generuoja sruogas, bėgikus ir stovus – kartais derliaus svoris yra mažesnis nei pusė išpilto svorio. Tai perdirbama, bet tai perlydymo energija. PM gali pasigirti beveik 97% medžiagų panaudojimo; Jūs tiesiog naudojate miltelius, kurių jums reikia. Tai didžiulė brangių medžiagų, tokių kaip įrankių plienas ar superlydiniai, sąnaudas. Tačiau patys milteliai yra astronomiškai brangesni už kilogramą nei luitų atsargos. Ekonominis kryžminimo taškas yra judantis taikinys, pagrįstas medžiagų sąnaudomis ir dalių geometrija.
Apdirbimo rankos paspaudimas: kur iš tikrųjų apibrėžiama dauguma dalių
Čia beveik tinklo formos pažadas susitinka su realybės šlifavimo ratu. Labai nedaug liejamų ar PM dalių yra tikrai neto formos kritinėms sąsajoms. Jiems beveik visada reikia a CNC apdirbimas baigti. Ir kaip jie mašina, pasauliai skiriasi.
Geros kokybės investicinis liejinys iš 17-4PH nerūdijančio plieno gali turėti tik 0,5–1 mm sandarinimo paviršiaus. Jis dirba gražiai, nuspėjamai. Panašios geometrijos PM dalis net po sukepinimo gali būti abrazyvi ir nenuosekli. Šios mikroskopinės poros veikia kaip mažytės tuštumos, kurios susmulkina jūsų pjovimo įrankio kraštą. Jūs gaunate gražų matmenį, bet jūsų įrankio tarnavimo laikas smunka. Turėjome sukurti visiškai skirtingus padavimo / greičio protokolus ir naudoti agresyvesnį aušinimo skystį sukepintoms dalims, o ne liejiniams ruošiniams. Vėlesnio apdorojimo išlaidos gali panaikinti išankstinius sutaupymus iš PM, jei į jas neatsižvelgsite iš anksto.
O pakalbėkime apie defektus. Liejimo defektas – susitraukimo ertmė, smėlio intarpas – dažniausiai yra makroskopinis. Tai galite pamatyti naudodami PT arba RT. PM defektas dažnai yra subtilus: tankio gradientas, šiek tiek išeikvota anglies zona iš sukepinimo atmosferos. Jis gali būti rodomas tik mikrografijoje arba gali sugesti dalis atliekant didelio įtempimo bandymą. Kokybės kontrolės paradigmos skiriasi. Kritinių dinaminių komponentų atveju dažnai reikalaujame atlikti liejinių rentgenografinį patikrinimą, o PM dalių atveju galime nurodyti partijos tankio testą ir mikrostruktūrinę analizę.
Kainos lygtis: tai niekada nėra paprasta
Įrankiai yra pirmasis didelis skirstytuvas. Sudėtinga investicinė liejimo forma, ypač skirta kevalų liejimas, yra brangus. Jūs statote štampą vaško raštui, tada kiekvienas keraminis apvalkalas yra vartojimo reikmenys. Mažiems garsams tai žiauru. PM įrankiai – tankinimo štampai – yra grūdinto plieno ir gali būti akį rėžiantys brangūs, tačiau detales išmušate dešimtis tūkstančių ciklų. Svarbiausias yra nenutrūkstamas garsumas. Atliekant mažiau nei 5000 vienetų, liejimas dažnai laimi dėl įrankių sąnaudų. Virš 50 000 PM pradeda atrodyti nenugalimas, jei bus atliktas darbas ir darbas.
Bet palaukite, yra niuansų. Ką daryti, jei jūsų dalis yra sumažinta? Šoninę šerdį liejimo formoje galima valdyti. Šalutinis PM tankinimo štampų veiksmas yra sudėtingas, riboja dalių išmetimą ir per stogą didina įrankių sąnaudas. Staiga šios geometriškai sudėtingos dalies liejimo formos kaina gali būti mažesnė nei PM astronominių įrankių net ir esant didesniam kiekiui. Dalyvavau projektavimo ir gamybos susitikimuose, kuriuose rekomendaciją apvertėme tris kartus, nes dizainas pakoregavo vieną sumažintą funkciją.
Pristatymo laikas yra dar viena tyli kaina. Liejimo procesas nuo formos iki pirmojo gaminio gali būti gana greitas – kelias savaites. Tinkamų metalo miltelių įsigijimas, ypač pritaikytam lydiniui, gali užtrukti mėnesius. Per pastaruosius kelerius metus trukusį tiekimo grandinės trukmę mes nukreipėme klientus atgal į liejimą vien todėl, kad galėjome gauti 316 l nerūdijančio plieno strypų atsargų perlydyti, kai 316 l milteliai turėjo 26 savaites. Svarbus tiekimo patikimumas.
Hibridinis mąstymas ir ateities žvilgsnis
Įdomiausi pokyčiai vyksta ne gryno liejimo ar gryno PM, o pilkojoje srityje. Metalo liejinys (MIM), kuris iš esmės yra PM su plastikiniu rišikliu, vagia dalį iš mažų, sudėtingų investicinių liejinių. Jis siūlo geresnę paviršiaus apdailą ir detalumą nei tradicinis PM. Kita vertus, jūs naudojate liejimo HIP procesus, kurių metu atliekate investicinį liejimą ir karšto izostatinio presavimo būdu, kad pašalintumėte mikroporingumą, todėl liejimo geometrija yra kaltinė. Eksperimentavome su kai kuriais didelio vientisumo turbinos komponentais nikelio pagrindu pagaminti lydiniai. Rezultatai yra įspūdingi, tačiau kaina yra skirta aviacijos ir kosmoso biudžetams, o ne automobiliams.
Tada yra rišiklio purškimas ir kiti priedų gamybos būdai. Kai kas tai vadina PM šalia. Jūs vis dar liejate miltelius, bet sluoksnis po sluoksnio be štampų. Vienkartiniams prototipams ar pasenusių dalių keitimui, kai įrankių kaina sunaikina projektą, tai yra žaidimo keitiklis. Tačiau kai gamybos apimtis viršija kelis šimtus, greitis ir vienos dalies kaina vis tiek negali liesti tradicinių procesų. Tai papildo, o dar nepakeičia.
Žvelgiant atgal daugiau nei tris dešimtmečius, ši tendencija nėra laimėjusi vienas procesas. Tai apie sudėtingesnį atitikimo žaidimą. Specialisto vaidmuo patinka Qingdao Qiangsenyuan Technology Co., Ltd. (QSY) ne tik pasiūlyti lukšto pelėsis arba investicinis liejimas ir apdirbimas. Reikia suprasti tą medžiagos, nuosavybės ir proceso trikampį pakankamai giliai, kad būtų galima vadovautis pasirinkimu nuo projekto etapo. Kartais teisingas atsakymas yra didelio vientisumo liejimas. Kartais tai yra tiksli PM dalis. Dažnai reikia žinoti, kuris iš jų nėra, ir patirties – bei praeities nesėkmių randų – tai padaryti prieš pilant metalą ar sutankinant miltelius.
