Kai žmonės girdi „kobalto lydinio liejimo dalis“, tiesioginė asociacija dažnai būna „didelio našumo“, „oro erdvės“ arba „medicininiai implantai“. Tai nėra neteisinga, tačiau tai yra paviršiaus lygmens supratimas, kuris atspindi niūrią šių komponentų gamybos realybę. Tikrasis iššūkis yra ne tik lydinio specifikacijos lape; tai perėjimas nuo išlydytos, reaktyvios metalo balos prie matmenų stabilios, be defektų dalies, kuri gali išgyventi turbinoje ar žmogaus kūne. Daugelis mano, kad jei galite lieti plieną, galite lieti ir kobalto lydinius. Ši prielaida kainavo daugiau nei kelios parduotuvės daug pinigų.
Lydinys – tai ne tik formulė, tai elgesys
Darbas su kobalto ir chromo lydiniais, kaip ir įprastomis CoCrMo klasėmis, yra nuolankumo pamoka. Turite reikalų su medžiaga, kurios lydymosi temperatūra yra neįtikėtinai aukšta ir kuri turi bjaurią tendenciją formuoti stabilius oksidus. The kobalto lydinio liejimas procesas, ypač investicinis liejimas, kurį mes plačiai naudojame, tampa įtemptu vaikščiojimu tarp temperatūros, formos įkaitinimo ir liejimo greičio. Keliais laipsniais sumažinus pelėsių pašildymą, atsiranda netinkamas paleidimas. Per lėtas pilimas, ir jums šalta užsidaro. Per greitai ir jūs sulaikote dujas arba ardote keraminį apvalkalą. Tai nėra receptas, kurio laikotės; tai reakcija, kurią bandote numatyti ir kontroliuoti.
Prisimenu dujų turbinos sandariklio segmento partiją prieš keletą metų. Chemija buvo tobula, vaško rašto medis buvo nepriekaištingas. Bet tą dieną krosnyje turėjome naują vaikiną. Jis laikėsi standartinio nikelio pagrindo superlydinio, kurį taip pat naudojame, protokolo. Rezultatas? Metalas „susuko“ formoje – jis per greitai prarado savo sklandumą. Vizualiai dalys atrodė gerai, tačiau rentgeno spinduliai parodė vidinį susitraukimo poringumą storose dalyse. Visas karštis buvo išmestas. Tai buvo diena, kai komanda tikrai suprato, kad kobalto lydiniai neatleidžia. Jų kietėjimo diapazonas ir šilumos laidumas yra unikalūs žvėrys. Negalite taikyti bendrųjų liejimas taisykles.
Čia tampa apčiuopiama ilgalaikė patirtis, pavyzdžiui, daugiau nei 30 metų parduotuvėje, pvz., QSY. Tai ne apie magišką triuką; kalbama apie gilią, beveik intuityvią skirtingų geometrijų priežasčių ir pasekmių biblioteką. Sužinosite, kad plonasienei vožtuvo sudedamajai daliai reikia radikaliai kitokios užtvarų ir pakėlimo strategijos, palyginti su didelių gabaritų susidėvėjimo plokšte, net jei jie yra iš tos pačios klasės lydinio. Žinios yra modelių inžinerijoje daug anksčiau nei metalas kada nors ištirpsta.
Liejimas iš apvalkalo formos: tikslumas su keramikine oda
Dėl sudėtingo, didelio vientisumo kobalto lydinio dalys, apvalkalo liejimas – investicinio liejimo tipas – dažnai yra vienintelis tinkamas būdas. Paviršiaus apdaila ir matmenų tikslumas neprilygsta smėlio liejimui. Tačiau pats keraminis apvalkalas yra kritinis kintamasis. Kobalto lydiniai yra reaktyvūs. Jei apvalkalo rišiklis arba ugniai atspari medžiaga turi kokių nors priemaišų, galinčių sumažinti vietinį deguonies potencialą esant aukštai temperatūrai, atsiranda reiškinys, vadinamas „metalo ir pelėsių reakcija“. Jis sukuria kietą, trapų, dažnai užterštą liejinio paviršiaus sluoksnį, kurį sunku nupjauti mašina ir gali paslėpti įtrūkimus.
Mėnesius praleidome rinkdami savo apvalkalo sistemą, kad galėtume atlikti darbus kobalto pagrindu. Tai patentuotas mišinys, tačiau esmė yra didelio grynumo aliuminio oksido ir cirkonio ugniai atspari medžiaga su rišiklio sistema be silicio dioksido. Džiovinimo ir deginimo ciklai yra žiaurūs – lėtas greitėjimas iki labai aukštos temperatūros, kad sudegintų organines medžiagas ir sukepintų apvalkalą į tvirtą, inertišką talpyklą. Dėl pagreitinto degimo ciklo susidaro silpnas apvalkalas, kuris pilant gali įtrūkti arba, dar blogiau, susidaryti mikro įtrūkimų, dėl kurių metalas prasiskverbia ir sugadins paviršių. Mačiau, kad dalys atrodo kaip su keramine barzda. Visa tai yra perdirbimas arba laužas.
Partnerystė su kriauklių kambariu yra labai svarbi. QSY liejimas ir apdirbimas yra po vienu stogu, o tai padeda. Mašinistai, kuriems vėliau teks pjauti šią kietą medžiagą, iš karto skųsis, jei apvalkalo procesas išjungtas, nes jų įrankio tarnavimo laikas smarkiai sumažėja, kai jie atsitrenkia į reaktyvų paviršiaus sluoksnį. Ta vidinė grįžtamojo ryšio kilpa yra neįkainojama. Tai priverčia liejyklą spręsti problemą nuo pradžios iki galo, o ne tik tol, kol dalis iškratoma iš smėlio.
Kur CNC apdirbimas patenka į pokalbį
Nr kobalto lydinio liejimas dalis tikrai „tinklo formos“. Visada reikia apdirbti, ir čia guma susitinka su keliu. Kobalto lydinius labai sunku apdirbti. Jie greitai sukietėja, yra abrazyvūs ir išlaiko stiprumą aukštoje temperatūroje. Prastai apdirbtoje dalyje gali būti liekamųjų įtempių arba mikroįtrūkimų, dėl kurių gali atsirasti ankstyvas gedimas. Štai kodėl integruota operacija yra tokia svarbi.
Liejimo dalis turi mastelį, vartų sistemą ir medžiagos perteklių („atsargas“). Pirmasis žingsnis dažnai yra vartų nuėmimas abrazyviniu pjovimo ratuku – visur skraido kibirkštys. Tada jis patenka į CNC frezą arba tekinimo stakles. Įrankio pasirinkimas yra viskas. Apdailai reikia tvirtų įrankių laikiklių, aukščiausios kokybės karbido, kartais net keraminių ar CBN įdėklų. Aušinimo skysčio slėgis ir tūris yra nediskutuotini; turite užtvindyti pjūvį, kad suvaldytumėte karštį ir nuplautumėte drožles. Akimirksniu atsipjaunanti lustas sugadina įdėklą.
Sukūrėme seriją kobalto lydinio sėdynių, skirtų griežtai eksploatuojamiems vožtuvams. Sandarinimo paviršių leistinos nuokrypos buvo mikronais. Iššūkis buvo tas, kad po terminio apdorojimo liejinys turėjo nedidelį, nenuspėjamą iškraipymą. Mūsų CNC programuotojai turėjo sukurti zondavimo procedūras, kad „sužymėtų“ tikroji detalės geometrija įtaise prieš galutinį apdailą. Tai pridėjo laiko, bet tai buvo vienintelis būdas užtikrinti sandarumą. Tokio adaptyvaus apdirbimo vadovėlyje nėra; tai gimsta atmetus keletą brangių liejinių ir išsiaiškinus, kodėl.
Terminis apdorojimas: tylus žaidimo keitiklis
Tai gali būti labiausiai nepastebėtas aspektas. Kobalto lydinio liejimo savybės yra pagamintos terminio apdorojimo krosnyje, o ne liejimo krosnyje. Tirpalo apdorojimas, sendinimas – šie ciklai apibrėžia galutinę mikrostruktūrą, karbido pasiskirstymą ir mechanines savybes. Supraskite tai neteisingai ir turėsite tinkamos chemijos dalį, kuri veikia kaip šiukšlės.
Problema yra nuoseklumas. Didelė storo pjūvio dalis ir maža plona iš to paties karščio nemato to paties laiko ir temperatūros profilio. Storosios sekcijos šerdis gali nepasiekti tirpalo temperatūros ir palikti nepageidaujamų fazių. Mes to išmokome sunkiai, naudodami chirurginių implantų prototipus. Atsparumas tempimui ir nuovargio trukmė buvo nenuoseklūs. Kaltas buvo krosnies šiluminis vienodumas ir mūsų pakrovimo modelis. Turėjome investuoti į tikslias krosnis su kelių zonų valdymu ir griežtais apkrovos valdymo protokolais. Dabar kritiniams komponentams mes netgi naudojame termoporas, įdėtas į apkrovos dalis, kad patikrintume šiluminę istoriją.
Tai brangus žingsnis, tačiau būtent jis atskiria prekinį liejinį nuo didelio patikimumo komponento. Negalite apžiūrėti dalies mikrostruktūros; Jūs turite jį apdoroti. Dėl šios galimos tiekėjo, pvz., QSY, patikimumas medicinos ir kosmoso darbuose, kur dokumentai (terminio apdorojimo diagrama) yra tokie pat svarbūs kaip ir pati dalis.
Tikroji priemonė: gedimų analizė ir kartojimas
Tikras kompetencijos išbandymas kobalto lydinio liejimo dalys nėra tobulas pirmasis straipsnis. Taip elgiesi su tais, kuriems nepavyksta. Turėjome komponentą cheminiam siurbliui, kuris po kelių šimtų valandų sugedo dėl nuovargio. Suprantama, klientas buvo nusiminęs. Postmortem buvo atliktas dalies pjūvis, lūžio paviršiaus SEM/EDS analizė. Aptikome nemetalinių inkliuzų sankaupą – greičiausiai sulaužytą keramikos gabalą iš apvalkalo arba šlako dalelę – kuri veikė kaip įtrūkimo atsiradimo vieta.
Dėl to buvo atlikta visa proceso peržiūra: patobulintas metalo filtravimas pilant (perėjome prie keraminio putplasčio filtro užtvarų sistemoje), griežtesnė keraminių apvalkalų patikra prieš surinkimą ir dažnesnis šlako nugriebimas lydymosi metu. „Pataisymas“ nebuvo vienas veiksmas; tai buvo sisteminis kontrolės griežtinimas. Kita partija vyko be problemų. Ta nesėkmė, nors ir skausminga, tikriausiai labiau pagerino mūsų procesą nei keliolika sėkmingų važiavimų.
Tai nespalvingoji pusė. Kalbama ne apie „aerokosminės klasės“ šurmulio pardavimą. Kalbama apie tai, kad metalurgijos laboratorija, kokybės sistemos ir kultūra išardytų jūsų pačių darbą, surastų pagrindinę priežastį ir pakeistų savo veiklą. Taip kalbama 30 metų patirtis. Būtent šių mažų, sunkiai pasiektų pataisymų kaupimas sukuria patikimą procesą, kad kažkas būtų toks sudėtingas kaip lydinys kobalto pagrindu liejimas. Galų gale, dalis yra tokia gera, kaip silpniausia grandis labai ilgoje grandinėje, nuo vaško rašto iki galutinio patikrinimo.
