Izdzirdot vārdus “pulvermetalurģijas izstrādājumi”, daudziem joprojām šķiet vienkāršās, porainās bronzas bukses vai pamata konstrukcijas daļas. Godīgi sakot, tas ir mazliet novecojis viedoklis. Lauks ir pavirzījies tālu tālāk, taču uztveres nobīde ir reāla. Strādājot ar sarežģītiem lējumiem un apstrādi, mēs bieži redzam konstrukcijas, kurās PM daļa būtu lieliski piemērota, bet inženieris pēc noklusējuma izvēlas lējumu vai mehāniski apstrādātu no stieņa risinājumu, dažkārt neievērojot PM tīkla formas priekšrocības un materiālu efektivitāti. Tas vairs nav tikai dzelzs pulvera presēšana un saķepināšana; tas ir par augsta blīvuma komponentiem, progresīviem sakausējumiem un hibrīdražošanas procesiem, kas izjauc līnijas.
Materiālā saruna: ārpus dzelzs un vara
Strādājot ar īpašiem sakausējumiem, piemēram, uz kobalta bāzes un niķeļa bāzes izgatavotiem sakausējumiem, kas paredzēti ieguldījumu liešanai, jūs varat skaidri novērtēt materiālu izmaksas un veiktspēju. Šeit pulvermetalurģija sāk kļūt patiešām interesanta. Ražojot detaļas no instrumentu tērauda, nerūsējošā tērauda vai pat supersakausējumiem, izmantojot PM, var izvairīties no daudzām segregācijas problēmām, kas rodas tradicionālajā kausēšanā un liešanā. Jūs iegūstat viendabīgāku mikrostruktūru tieši no vārtiem. Es atceros projektu par vārsta komponentu korozīvā vidē, kur klients bija nelokāms par noteiktas kategorijas nerūsējošā tērauda izmantošanu. Sākotnējais prototips bija investīcijas, kas bija labi, taču diskusija pievērsās lielākam apjomam. Mēs izskatījām PM kā alternatīvu, īpaši 316L nerūsējošo tēraudu pulvermetalurģija process. Gandrīz tīkla formas aspekts nozīmēja, ka mēs ietaupām apmēram 30% no materiāla, salīdzinot ar mehānisko apstrādi, un mehāniskās īpašības, jo īpaši izturība pret koroziju, bija ļoti konsekventas. Tā nebija tikai izmaksu spēle; tā bija uzticamības spēle.
Tas nozīmē, ka tā nav universāla maiņa. PM sakausējuma izvēli nosaka pieejamās pulvera kategorijas un saķepināšanas atmosfēra. Jūs nevarat vienkārši paņemt jebkuru liešanas sakausējuma specifikāciju un iztulkot to tieši. Ir mācīšanās līkne. Mums bija neveiksmīgs mēģinājums saskaņot karstumizturīga niķeļa sakausējuma īpašības, ko izmantoja vienā no mūsu čaumalu veidņu lējumiem. PM versija saķepināja pietiekami labi, taču pretestība pret šļūdei augstā temperatūrā atpalika no lietās versijas. Mācība bija nevis tas, ka PM bija zemāks, bet gan tas, ka tā bija pavisam cita materiālā sistēma. Jūs izstrādājat PM procesam, nevis pret liešanas specifikācijas lapu.
Tas ir saistīts ar pieredzi tādās vietās kā Qingdao Qiangsenyuan Technology Co., Ltd. (QSY). Liešanas un CNC apstrādes gadu desmitiem viņi izprot materiāla uzvedību dažādos procesos. Šīs pamatzināšanas ir ļoti svarīgas, novērtējot, vai detaļa ir piemērota tradicionālām metodēm, piemēram, to specialitātei čaumalu veidņu un ieguldījumu liešanā, vai arī tā būtu jāvirza uz pulvermetalurģijas izstrādājumi piegādātājs. Tas ir par iespēju redzēt visu ražošanas karti.
Kur PM spīd un kur tas paklūp
Patiesā PM vieta ir sarežģītas ģeometrijas, kuras ir murgs, lai tās varētu apstrādāt, bet kuras var izveidot veidnē. Padomājiet par zobratiem ar nepāra formas rumbu, daļām ar iekšējiem iegriezumiem vai komponentiem, kas apvieno vairākas funkcijas vienā. Izmēru kontrole pēc saķepināšanas, īpaši ar tādām modernām metodēm kā veidņu sienu eļļošana un augstas precizitātes preses, ir iespaidīga. Jūs bieži atrodaties rupji apstrādātas detaļas tolerances zonā, kas daudziem lietojumiem ir pilnīgi piemērota.
Bet šeit ir praktiska žaga, ar kuru mēs esam saskārušies: porainība. Tas ir abpusgriezīgs zobens. Kontrolēta porainība ir lieliski piemērota pašeļļojošiem gultņiem vai filtriem. Taču detaļām, kurām nepieciešama augsta izturība, spiediena necaurlaidība vai laba virsmas apdare turpmākai apšuvumam, šī savstarpēji saistītā porainība ir problēma. Lai palielinātu blīvumu, jums ir jāpāriet uz tādiem procesiem kā metāla iesmidzināšana (MIM) vai dubultspiede/dubultaķepināšana, lai palielinātu blīvumu, kas palielina izmaksas. Mēs reiz iegādājāmies PM ķēdes ratu zemas slodzes mehānismam. Tas strādāja perfekti un bija rentabls. Hidrauliskā sūkņa zobratam, kam nepieciešama gan dinamiska izturība, gan blīvējuma integritāte, mums bija jāatgriežas pie viltota un mehāniski apstrādāta maršruta. PM versijai pat pie 7,2 g/cm3 bija mikronoplūdes risks zem spiediena. Galvenais ir zināt šīs robežas.
Vēl viens smalks punkts ir sekundārās darbības. Stāstījums bieži ir tāds, ka PM novērš apstrādi. Dažkārt. Biežāk tas to samazina. Daudzi augstas veiktspējas pulvermetalurģija komponentiem joprojām ir nepieciešama CNC caurlaide kritiskajiem urbuma izmēriem, vītņošanas darbība vai blīvēšanas virsmas slīpēšanas posms. Šeit piegādātājs ar integrētām apstrādes iespējām, piemēram, QSY spēcīgajām CNC apstrādes iespējām, kļūst par loģisku partneri. Viņi var domāt par visu procesa ķēdi — kā tiks noturēta saķepinātā daļa, kur atrodas atskaites punkti, kā atlikušā porainība var ietekmēt instrumenta nodilumu, nevis tikai piegādāt zaļo daļu.
Izmaksu vienādojums nav tikai vienības cena
Ikviens pāriet uz gabala daļu izmaksām. Instrumenti PM — šīm rūdītā tērauda presformām — ir dārgi, un tiem ir ilgs izpildes laiks. Prototipa vai neliela apjoma gājieniem tas bieži vien nav iesācējs, salīdzinot ar sagataves apstrādi vai dažu smilšu lējumu izgatavošanu. Apjoma slieksnis, kurā PM kļūst ekonomisks, turpina samazināties, izmantojot ātrākas instrumentu apstrādes metodes, taču tas joprojām pastāv. Jūs derat uz skaļumu.
Reālie ietaupījumi ir sistēmiski. Materiālu izmantošana ir liela. Jūs izmantojat varbūt 95%+ neapstrādāta pulvera ar minimālu lūžņu daudzumu. Salīdziniet to ar sarežģītas daļas apstrādi no stieņa krājumiem, kur jūs varētu pārvērst 60% dārga materiāla skaidās. Nepastāvīgu materiālu izmaksu laikmetā tas ir milzīgi. Ir arī samazināta kausēšanas enerģija un novērstas daudzas neapstrādātas apstrādes darbības. Uzņēmumam, kas pārvalda pilnu ražošanas līniju, šie ir taustāmi faktori, kas pārsniedz vienkāršu cenu salīdzināšanu.
Es domāju par komponentu lauksaimniecības tehnikas klientam. Tas bija vienkāršs atloks ar urbtu centru un dažiem skrūvju caurumiem. Apstrāde no tērauda diska bija vienkārša. Bet 50 000 vienību gadā metāllūžņu izmaksas kļuva par rindas vienību. Pārejot uz PM detaļu ar tikai skrūvju caurumiem un apdares urbumu, kam nepieciešams ātrs CNC pielāgojums, uz pusi samazināja izejmateriālu izmaksas un atbrīvoja trīs apstrādes centrus citiem darbiem. Vienības cena bija nedaudz augstāka, bet kopējās zemes izmaksas bija zemākas. Tāda ir analīze, kas rodas, dzīvojot ražošanas telpā, nevis tikai pārdošanas brošūrā.
Integrācija un nākotne: nav apslēpts risinājums
Nākotne pulvermetalurģijas izstrādājumi nav vienatnē kā niša. Tas tiek integrēts plašākā ražošanas stratēģijā. Mēs redzam vairāk hibrīdu detaļu — PM sagatavi, kas pēc tam tiek kalta (pulvera kalšana), lai sasniegtu pilnu blīvumu, vai PM detaļu ar īpašu sakausējuma daļu, kas izveidota, izmantojot līdzsaķepināšanu. Līnijas ir izplūdušas.
Tādam ražotājam kā QSY, kuras pamatā ir liešana un precīza apstrāde, stratēģiskais skatījums ietver zināt, kad klientam ieteikt PM maršrutu. Tas var būt paredzēts detaļu apakškopai komplektā, ko tie apstrādā, vai materiālu kombinācijai, kuras liešana ir pārmērīgi dārga. Viņu ilgtermiņa darbība šajā nozarē liek domāt, ka viņi saprot, ka risinājumu nodrošināšana dažkārt nozīmē klienta virzīšanu uz citu tehnoloģiju. Tas veido dziļāku uzticību.
Uz vietas izaicinājumi joprojām ir praktiski. Pulvera apstrādei ir nepieciešamas īpašas, tīras telpas. Diezēšana ir īpaša prasme. Saķepināšanas krāsns atmosfēra ir rūpīgi jākontrolē. Tas ir kapitālietilpīgs process ar strauju zināšanu līkni. Tāpēc, neskatoties uz priekšrocībām, tas neaizstās liešanu vai apstrādi. Tas tos papildinās. Kompetentākie ražošanas partneri ir tie, kas var aplūkot zīmējumu un objektīvi izsvērt visas iespējas — čaumalu liešanu noteiktām ģeometrijām un sakausējumiem, ieguldījumu liešanu citiem, CNC apstrādi prototipiem un stingras pielaides īpatnībām un jā, pulvermetalurģiju tām liela apjoma, sarežģītas formas detaļām, kur materiālu saglabāšana ir karalisks. Tā ir reālās pasaules ekosistēma, kurā tie atrodas pulvermetalurģijas izstrādājumi atrast to patieso vērtību.
