Kad jūs dzirdat "metāla iesmidzināšanas nerūsējošā tērauda", tiešais attēls bieži vien ir ideāls, tīkla formas brīnumains elements. Tāds ir pārdošanas piķis. Realitāte, īpaši ar tādām pakāpēm kā 316L vai 17-4 PH, ir pastāvīgas sarunas starp ģeometriju, īpašībām un izmaksām. Daudzi uzskata, ka tā ir tikai plastmasas iesmidzināšana ar metāla pulveri — tieši tur slēpjas pirmais lielais nepareizs priekšstats. Atdalīšanas un saķepināšanas posmi ir vieta, kur reālais process dzīvo vai mirst, un lielākā daļa neveiksmju, ja tās notiks, klusi atklājas.
Nerūsējošā tērauda MIM valdzinājums un realitāte
Apelācija ir acīmredzama. Jūs varat ražot sarežģītas, maza un vidēja izmēra nerūsējošā tērauda detaļas ar labām detaļām un pienācīgām mehāniskām īpašībām, bieži vien novēršot sekundāro apstrādi. Padomājiet par ķirurģisko instrumentu žokļiem, šaujamieroču sastāvdaļām vai sarežģītiem stiprinājumiem. Bet “pieklājīgs” ir operatīvais vārds. Tas nav kalts vai kalts materiāls. MIM mikrostruktūra pēc būtības ir atšķirīga - viendabīgāka, bet ar raksturīgu atlikušo porainību. Daudzām lietojumprogrammām tas ir lieliski piemērots, taču jūs nevarat vienkārši norādīt "nerūsējošo tēraudu" uz zīmējuma un pieņemt, ka MIM ir nomaiņa. Izejvielu izvēle, pulvera daļiņu izmēra sadalījums un saķepināšanas atmosfēra (ūdeņradis, argons, vakuums) tieši nosaka galīgo izturību pret koroziju un izturību. Esmu redzējis, ka projekti apstājas, jo specifikācijās tika prasīta ASTM F138 (implanta klases 316L) korozijas veiktspēja, taču veikalā tika veikts standarta rūpnieciskās saķepināšanas cikls, kā rezultātā graudu robežās radās nepieņemami karbīda nokrišņi.
Viena specifiska galvassāpes ar nerūsējošo materiālu MIM ir oglekļa kontrole. Atdalīšanas laikā, ja termiskais cikls netiek rūpīgi pārvaldīts, var atstāt oglekli, kas nerūsējošajā tēraudā var izraisīt hroma karbīda veidošanos, atņemot hromu no matricas un nogalinot izturību pret koroziju. Tā ir klusa kļūme — daļa izskatās labi, iztur pamata izmēru pārbaudi, bet uz lauka neizdodas. Jums ir nepieciešams piegādātājs, kurš saprot metalurģiju, ne tikai formēšanu. Šeit ir pamats ieguldījumu atlasei, piemēram, tas, ko redzat tādā firmā kā Qingdao Qiangsenyuan Technology Co., Ltd. (QSY), kļūst aktuāls. Tie ir bijuši precīzā metāla formēšanā gadu desmitiem. Kamēr viņu kodols ir čaumalu liešana veidnēs un investīciju liešana, ka dziļums metalurģiskajā apstrādē — zinot, kā siltums ietekmē nerūsējošais tērauds un īpaši sakausējumi— ir pamatprasme, kas labi izpaužas MIM procesu kvalitātes pārraudzībā. Tas ir par fāzu transformāciju kontroli.
Vēl viens praktisks novērojums: izmēru paredzamība. Tiek ņemta vērā saraušanās, taču tā ne vienmēr ir izotropiska. Garš, plāns elements var sarukt savādāk nekā biezs rumbas elements. Reiz mēs izgatavojām bloķēšanas mehānisma prototipu — nelielu nerūsējošā tērauda sviru ar precīzu tapas caurumu. Forms bija nevainojams, bet pēc saķepināšanas, caurums bija eliptisks, nevis apaļš, jo zaļajā daļā bija nevienmērīgs blīvums. Labojums nebija saķepināšanas krāsnī; tas atkal bija veidņu dizainā un vārtos, nodrošinot vienmērīgāku pulvera plūsmu injekcijas laikā. Tas ir iteratīvs, praktisks problēmu risināšanas veids, kas atdala detaļu pārdevēju no ražošanas partnera.
Saķepināšana: izveidošanas vai pārtraukuma fāze
Šī ir tā būtība. Formētā "brūnā" daļa ir trausla, pilna ar polimēru saistvielu. Atsaistot šo saistvielu noņem lēni, uzmanīgi, lai izvairītos no daļas noslīdēšanas vai defektu radīšanas. Pēc tam saķepināšana sakausē metāla daļiņas. Nerūsējošajam tēraudam atmosfēra ir kritiska. Tīra ūdeņraža atmosfēra var būt lieliska, lai samazinātu virsmas oksīdus un sasniegtu augstu blīvumu, taču tas rada darbības risku un izmaksas. Biežāk tiek veikta vakuuma saķepināšana ar argona daļēju spiedienu. Temperatūras profils — rampas ātrumi, maksimālā temperatūra (bieži vien tieši zem solīdu līnijas) un turēšanas laiks — tieši kontrolē galīgo blīvumu.
Tiekšanās uz gandrīz teorētisku blīvumu (teiksim, 96%+) ir izplatīta parādība, taču tas ir kompromiss. Lielāks blīvums parasti nozīmē labāku elastību un izturību pret koroziju, kā arī lielāku saraušanos un lielāku daļu deformācijas vai deformācijas risku. Dažreiz tīri strukturālai daļai bez šķidruma iedarbības 93–94% blīvuma pieņemšana ir derīgs izmaksu/veiktspējas lēmums. Es atceros kronšteinu, kas izgatavots no 17-4 PH, kur klients uzstāja uz maksimālo blīvumu. Mēs to panācām, bet daļa nedaudz deformējās, un pēc saķepināšanas bija nepieciešama kalšanas (izmēra) operācija presformā, kas palielināja izmaksas. Vai tas bija nepieciešams? Droši vien nē, bet specifikāciju lapa to prasīja. Tas uzsver nepieciešamību pēc agrīna dialoga starp projektēšanu un ražošanu.
Pēc saķepināšanas daļām bieži ir nepieciešama apdare. Tīrīšana atstarpju noņemšanai, metināšana spriedzes mazināšanai vai pat viegla CNC apstrāde kritiskām funkcijām. Tas ir, ja piegādātājs ar integrētu CNC apstrāde iespējām, piemēram, QSY, ir priekšrocība. Viņi var apstrādāt visu vērtību ķēdi — MIM, saķepināšanu un pēc tam galvenās nulles virsmas vai vītnes precīzu apstrādi — zem viena jumta. Tas racionalizē loģistiku un, vēl svarīgāk, nodrošina atbildību. Ja mehāniski apstrādāta funkcija ir izslēgta, jūs nesaņemat debates starp MIM māju un mašīnu veikalu, kas vaino viens otru.
Materiālu nianses, kas pārsniedz 316L
Lai gan 316L ir darba zirgs, arvien vairāk tiek izmantotas citas nerūsējošā tērauda markas un sakausējumi. 17-4 PH ir populārs, jo pēc saķepināšanas to var sacietēt ar nokrišņiem. Bet šeit ir nianse: saķepināšanas cikls 17-4 PH ir jāpielāgo, lai izvairītos no delta ferīta veidošanās, kas var sajaukt ar sekojošo novecošanās reakciju un galīgo cietību. Jūs nevarat izmantot to pašu krāsns profilu kā 316L.
Tad ir eksotiskāki materiāli. Esmu bijis iesaistīts projektos, kuros izmantoju MIM sakausējumi uz kobalta bāzes (piemēram, CoCrMo zobu implantiem) un sakausējumi uz niķeļa bāzes. Tie ir pavisam cits zvērs. Pulveris ir dārgs, saķepināšanas temperatūra ir augstāka, un procesa logi ir šaurāki. Piesārņojums rada lielas bažas. Jūs nevarat palaist niķeļa sakausējumu pēc nerūsējošā partijas bez rūpīgas krāsns iztīrīšanas un tīrīšanas. Šis process nav paredzēts vispārīgam darba veikalam; tam ir vajadzīgas īpašas līnijas un nopietni procesa kontroles protokoli. Uzņēmums ar vēsturi īpaši sakausējumi, kā norādīts QSY darbības jomā, visticamāk, būs šāda darba pamatdisciplīna, pat ja viņi to izmanto citai formēšanas tehnikai, piemēram, MIM.
Materiālu izvēle ir saistīta arī ar izejvielām. Saistvielas/pulvera maisījumam jābūt viendabīgam. Slikta izejviela injekcijas laikā var izraisīt saistvielu uzkrāšanos, izraisot apgabalus ar atšķirīgu pulvera blīvumu, kas pēc tam saķepinās nevienmērīgi. Tas ir defekts, kuru vēlāk gandrīz nav iespējams labot. Konsekventu, augstas kvalitātes izejvielu iegūšana ir puse no panākumiem.
Kad MIM nav atbilde
Ir svarīgi zināt robežas. MIM nav lieliski piemērots ļoti lielām detaļām (parasti domājiet, ka nerūsējošā tērauda svars nepārsniedz 250 gramus). Tas ir slikts detaļām ar īpaši biezu šķērsgriezumu, jo tās var slikti noturēt saistvielu un slikti saķepināt kodolā. Tas nav arī ideāli piemērots, ja jums ir vajadzīgas absolūti augstākās mehāniskās īpašības — kritiskām aviācijas un kosmosa skrūvēm, kas pakļautas lielai bīdei, jūs joprojām meklējat apstrādi no stieņa krājumiem.
Esmu virzījis klientus uz citiem procesiem. Dažreiz vidēji sarežģītai nerūsējošā tērauda daļai investīciju liešana faktiski ir ekonomiskāks, it īpaši mazākos apjomos vai ja sienu biezums ir ļoti atšķirīgs. Instrumenti (vaska veidnes) ir lētāki nekā rūdīta tērauda MIM veidnes. Citreiz, ja detaļa ir salīdzinoši vienkārša, bet maza, precīza štancēšana un pēc tam cietlodēšana vai metināšana var uzvarēt. Lēmumu matrica ietver apjomu, ģeometriju, materiāla specifikācijas un budžetu. Labam ražošanas partnerim vajadzētu būt iespējai sarunāties objektīvi, nevis tikai virzīt savu primāro procesu. Fakts, ka tāds uzņēmums kā QSY piedāvā vairākus maršrutus,liešana, mehāniskā apstrāde, un, iespējams, izpratne par tādiem procesiem kā MIM — liecina, ka tie var nodrošināt šāda veida konsultatīvu pieeju, nevis visiem piemērotu piedāvājumu.
Viens no neveiksmīgajiem mēģinājumiem, kas nāk prātā, bija klients, kurš vēlējās plānsienu nerūsējošā tērauda cauruli ar sarežģītām iekšējām režģa konstrukcijām — ideāls MIM kandidāts uz papīra. Mēs izveidojām tā prototipu, bet režģa elementi bija tik labi, ka atdalīšanas laikā tie nokrita. Mēs pielāgojām atbalsta struktūras veidnē, koriģējām atsaistes ātrumu, taču raža bija zema. Projekts tika atlikts. Tā bija ģeometrija, kas pārsniedza šī konkrētā materiāla pašreizējās tehnoloģijas robežas. Jums jāzina, kad doties prom.
Aplūkojot piegādes ķēdi
Visbeidzot, apsveriet avotu. MIM nozarē ir spēlētāji, sākot no ļoti automatizētiem, vertikāli integrētiem milžiem līdz mazākiem specializētiem veikaliem. Prototipu izstrādei un mazāka apjoma ražošanai mazāks, tehniski piemērots veikals var būt atsaucīgāks. Bieži vien tur jūs varat atrast īstus procesa ekspertus, kuri jūsu darbam ar rokām pielāgos krāsns profilu.
Novērtējot partneri, nelūdziet tikai spēju brošūru. Jautājiet viņu standarta darbības procedūru 316L saķepināšanai. Lūdziet redzēt to blīvuma ziņojumus un mikrogrāfus līdzīgai daļai. Jautājiet, kā viņi kvalificē jaunu izejvielu partiju. Viņu atbildes pateiks vairāk nekā jebkura vietne. Ilggadjs uzmums metla detau biznes, kds iepriek piemintais ar savu vairāk nekā 30 gadus liešanā un apstrādē nodrošina procesa stabilitātes un kvalitātes sistēmu kultūru, kas ir nenovērtējama, pat ja tās varētu izmantot jaunākas tehnoloģijas, piemēram, MIM. Vairāk par viņu pamata iespējām varat atrast viņu vietnē, https://www.tsingtaocnc.com.
Galu galā metāla iesmidzināšana nerūsējošais tērauds ir spēcīgs rīks, taču tas ir tikai viens rīks. Tās panākumi ir atkarīgi no dziļas, praktiskas izpratnes par visu ķēdi — no pulvera līdz saķepinātai daļai — un godīga novērtējuma par to, vai zīmējumā redzamā daļa patiešām ir piemērota šim procesam. Nav nekādas maģijas, tikai daudz kontrolētas zinātnes un diezgan daudz uzkrātas, dažreiz grūti iegūtas gudrības.
