Kai dauguma žmonių galvoja apie miltelinę metalurgiją (PM), jie iškart pereina prie presavimo ir sukepinimo. Tikroji miltelių gamyba dažnai traktuojama kaip prekė, kurią tiesiog perkate. Tai brangiai kainuojanti priežiūra. Miltelių charakteristikos – jų morfologija, dalelių dydžio pasiskirstymas, takumas ir tariamasis tankis – užfiksuotos čia pat. Negalite spausti ar sukepinti savo kelią iš blogos pudros. Tai apibrėžia viską, kas ateina po to.
Pagrindiniai metodai ir pasirinkimo realybė
Turite pagrindinius būdus: metalų purškimą, cheminį redukavimą, pvz., volframą, ir mechaninius metodus, tokius kaip frezavimas. Vandens purškimas yra daugelio juodųjų miltelių darbo arkliukas – ekonomiškai efektyvus, suteikia netaisyklingų, šiek tiek oksiduotų dalelių, kurios gerai sutankina. Bet jei jums reikia sferinių miltelių didelio našumo reikmėms, pvz., priedų gamybai ar metalo įpurškimui (MIM), dujų purškimas yra vienintelis tikras žaidimas mieste. Inertinės dujos, dažniausiai argonas arba azotas, suskaido lydalo srautą į beveik tobulas sferas. Sąnaudų šuolis yra reikšmingas, bet taip pat ir našumas.
Štai praktiška kliūtis, su kuria susidūrėme su nerūdijančio plieno 316 l partijos, skirtos MIM. Specifikacijos reikalavo D90, mažesnio nei 22 mikronų. Dujomis purškiami milteliai puikiai atrodė po SEM, gražiomis sferomis. Tačiau sieto analizė parodė riebią smulkių dalelių uodegą – mažesnes nei 10 mikronų daleles. Tai košmaras debinding; tai keičia kapiliarų srautą, gali sukelti pūslių susidarymą. Tiekėjas pakoregavo dujų slėgį, kad pasiektų aukščiausios klasės išeigas ir netyčia padidino baudas. Jis neatitiko specifikacijų, bet beveik sugadino gamybos eigą. Tai išmokė mane visada prašyti visos PSD kreivės, o ne tik D10, D50, D90 taškų.
Čia svarbi ilgalaikė partnerystė su liejyklomis ir medžiagų specialistais. Tokia kompanija kaip Qingdao Qiangsenyuan Technology Co., Ltd. (QSY), su savo dešimtmečiais liejimo ir lydinių, supranta tai iš kitos pusės. Jie nėra miltelių gamintojai, tačiau jų gilios žinios apie lydinių elgseną, ypač tuos sudėtingus nikelio arba kobalto pagrindu pagamintus superlydinius, informuoja, ko jiems reikia iš miltelių tiekėjų tolesniems procesams, pvz., investiciniam beveik tinklo formos dalių liejimui. Miltelių grynumas ir konsistencija tiesiogiai įtakoja jų liejimo formą rezultatams.
Be duomenų lapo: tvarkymas ir paslėpti kintamieji
Analizės sertifikatas yra atskaitos taškas, o ne visa istorija. Tariamas tankis ir srauto greitis (matuojami Holo srauto matuokliu) yra labai svarbūs užpildant štampus automatiniuose presuose. Milteliai gali turėti puikų PSD, bet prastai tekėti dėl palydovinių dalelių – tų mažyčių sferų, kurios privirinamos prie didesnių po susidūrimų purškimo bokšte. Jie veikia kaip maži inkarai.
Tvarkymas po gamybos yra dar viena juodoji skylė. Mačiau tobulus miltelius, kurie suyra netinkamai laikant. Drėgmės surinkimas geležies milteliuose yra klasika. Net sandariose talpyklose, jei sandėlyje nekontroliuojamas klimatas, paviršius oksiduojasi, o tai pablogina suspaudimą ir galutinį atsparumą tempimui. Reaktyvioms medžiagoms, tokioms kaip titanas ar aliuminio lydiniai, tai yra visiškai kitas izoliavimo lygis – dažnai reikia užpildyti argonu. Miltelių kaina yra vienas dalykas; kitokia kaina yra išsaugoti savo būseną, kol jis atsitrenks į kauliuką.
Kartais sprendimas yra mišinys. Kažkada turėjome komponentą, kuriam reikėjo didelio žalio stiprumo, bet ir sudėtingos geometrijos. Vieno šaltinio milteliai jo nesupjaustė. Galų gale sumaišėme dvi partijas iš to paties pagrindinio lydinio, bet su šiek tiek skirtingo dydžio pasiskirstymu – vieną stambesnę srautui, kitą smulkesnę surišimui. Pats maišymo procesas tapo kritiniu; Dvigubo kūgio maišymas, palyginti su V formos maišymu, suteikė skirtingą homogeniškumą, paveikdamas dalies konsistenciją. Tai buvo sudėtingas, daug laiko reikalaujantis procesas, kurio niekada nepamatytumėte blizgančioje PM brošiūroje.
Specialiųjų lydinių problema ir praktinis tiekimas
Čia guma susitinka su keliu. Darbas su standartiniais geležies, vario ar nerūdijančio plieno milteliais yra gana paprastas. Tiekimo grandinė yra subrendusi. Tačiau kai jūsų dizainas reikalauja aukštos temperatūros nikelio lydinio, pvz., Inconel 718, arba dilimui atsparaus kobalto lydinio, pvz., Stellite 6, viskas pasikeičia.
Lydymosi praktika prieš purškimą yra svarbiausia. Mikroelementai, dujų kiekis (deguonis, azotas) ir pagrindinio lydinio homogeniškumas yra įspausti ant miltelių. Dėl nedidelio atsiskyrimo luite vėliau gali atsirasti karštų taškų arba atsirasti nenuoseklus sukepinimas. Apdirbimo specialistui kaip QSY, kuris vėliau atlieka CNC apdirbimas ant sukepintų PM dalių nenuoseklus kietumas arba kietos, trapios fazės dėl priemaišų koncentracijos gali sugadinti įrankius. Jiems reikia nuspėjamų, vienodų medžiagų, kad būtų galima apdoroti griežtus leistinus nuokrypius, o tai grąžina miltelių gamybos naštą, kad būtų užtikrintas absoliutus nuoseklumas.
Šių miltelių tiekimas yra iššūkis. Apimtys mažesnės, pristatymo laikas ilgesnis. Dažnai bendraujate tiesiogiai su gamykla, kuri gamina lydinio strypų žaliavas, arba su specializuotu purkštuvu. Tai nėra tiesioginis pirkinys. Jūs iš esmės kartu kuriate medžiagos specifikaciją. Prisimenu aviacinės erdvės antspaudo projektą, kuriame miltelių specifikacijos dokumentas buvo 12 puslapių. Tuo metu tai atrodė per daug, tačiau tai užkirto kelią nesėkmėms.
Nesėkmės ir jų pamokos
Sužinai daugiau iš partijos, kuri nepavyksta, nei iš šimto, kuris praeina. Anksti mano laikais turėjome daug nuovargiui svarbių pavarų, kurias bandant pradėjo gedti. Lūžio paviršius buvo švarus, tarpkristalinis gedimas. Tikrinome viską: presavimo slėgį, sukepinimo temperatūrą ir atmosferą, terminį apdorojimą. Viskas pagal spec. Galiausiai grįžome į miltelių aikštelę ir giliai nardėme. Rūgšties skaidymo analizė atskleidė šiek tiek didesnį nei įprasta azoto kiekį. Purkštuvas tai partijai naudojo argono šaltinį su didesne azoto priemaiša. Tas nedidelis intersticinio azoto padidėjimas pakankamai sutrupino grūdų ribas. Milteliai buvo chemiškai pagal specifikaciją, bet dujų analizės specifikacija buvo per plati. Mes jį sugriežtinome ir problema išnyko. Dabar man paranojiškai kyla dujų sertifikatai pačiai purškimo dujoms.
Kita pamoka buvo apie masto didinimą. Milteliai, kurie puikiai veikia 50 kg partijose prototipams gaminti, 2 tonų gamybos partijoje gali elgtis kitaip. Purškimo bokšto aušinimo greitis gali skirtis, todėl mikrostruktūroje gali atsirasti subtilių pokyčių. Prieš pasirašydami, turite reikalauti, kad būtų atliktas bandomasis paleidimas beveik gamybos mastu. Tai brangu ir atima daug laiko, bet pigiau nei visiškas atšaukimas.
Kur visa tai jungiasi: integruota tiekimo grandinė
Tai atveda mane prie platesnio taško. Miltelių gamyba nėra atskiras žingsnis. Tai pirmoji grandis grandinėje, kuri apima formavimą, sukepinimą ir dažnai tokias antrines operacijas kaip CNC apdirbimas arba paviršiaus apdorojimas. Geriausi rezultatai pasiekiami, kai yra grįžtamasis ryšys visoje grandinėje.
Įmonė, kuri tvarko tiek pažangų liejimą (kevalų liejimas, investicinis liejimas) ir tikslusis apdirbimas, pavyzdžiui, tą, kurį rasite https://www.tsingtaocnc.com, įkūnija šią integraciją. Jie mato galutinio naudojimo našumą. Jei dalis, kurią jie apdirba iš sukepinto PM ruošinio, turi prastą įrankio tarnavimo laiką arba nenuspėjamą matmenų stabilumą, šis grįžtamasis ryšys turi grįžti atgal į sukepintoją ir galiausiai miltelių gamintoją. Ar tai buvo oksido įtraukimas į miltelius? Tuščiavidurė dalelė, kuri subyrėjo sukepinimo metu? Šis uždaro ciklo supratimas yra tai, kas atskiria geras dalis nuo patikimų, didelio našumo komponentų.
Taigi, kai žiūrite į gatavą PM dalį, žiūrite ne tik į presuotą ir sukepintą metalą. Jūs žiūrite į lydalo istoriją, purškimo antgalio fiziką, valdymo logistiką ir daugybę kontroliuojamų kompromisų. Milteliai yra DNR. Ir kaip DNR, mažas, nematomas trūkumas gali nulemti viso kūno likimą. Norint tai padaryti teisingai, svarbu ne tik prašmatnios technologijos, bet ir nenumaldomas dėmesys detalėms, kurios dažnai išmokstamos per sunkiai įgytą patirtį.
