Kad lielākā daļa cilvēku domā par pulvermetalurģiju (PM), viņi pāriet tieši uz presēšanu un saķepināšanu. Faktiskā pulvera ražošana bieži tiek uzskatīta par preču soli, ko jūs vienkārši iegādājaties. Tā ir dārga pārraudzība. Pulvera īpašības — tā morfoloģija, daļiņu izmēra sadalījums, plūstamība un šķietamais blīvums — ir fiksētas tieši šeit. Jūs nevarat nospiest vai saķepināt savu ceļu no slikta pulvera. Tas nosaka visu, kas nāk pēc tam.
Galvenās metodes un izvēles realitāte
Jums ir galvenie ceļi: metālu izsmidzināšana, ķīmiskā reducēšana tādām lietām kā volframa un mehāniskās metodes, piemēram, frēzēšana. Ūdens izsmidzināšana ir darba zirgs daudziem dzelzs pulveriem — tā ir rentabla, sniedz neregulāras, nedaudz oksidētas daļiņas, kas labi sablīvē. Bet, ja jums ir nepieciešams sfērisks pulveris augstas veiktspējas lietojumiem, piemēram, piedevu ražošanai vai metāla iesmidzināšanai (MIM), gāzes izsmidzināšana ir vienīgā īstā spēle pilsētā. Inertā gāze, parasti argons vai slāpeklis, sadala kausējuma plūsmu gandrīz ideālās sfērās. Izmaksu lēciens ir ievērojams, bet arī veiktspēja.
Šis ir praktisks traucēklis, ar kuru mēs saskārāmies ar nerūsējošā tērauda 316 L partiju MIM. Specifikācijās bija paredzēts D90, kas mazāks par 22 mikroniem. Ar gāzi izsmidzinātais pulveris atkal izskatījās perfekti zem SEM, skaistas sfēras. Bet sieta analīze parādīja smalku daļiņu tauku asti - daļiņas, kas bija mazākas par 10 mikroniem. Tas ir murgs par debinding; tas maina kapilāro plūsmu, var izraisīt tulznu veidošanos. Piegādātājs bija pielāgojis gāzes spiedienu, lai sasniegtu augstākās klases ražu, netīšām radot vairāk soda naudas. Tas nebija no specifikācijas, taču tas gandrīz sabojāja ražošanas ciklu. Tas man iemācīja vienmēr prasīt pilnu PSD līkni, nevis tikai D10, D50, D90 punktus.
Šeit svarīga ir ilgtermiņa partnerība ar lietuvēm un materiālu speciālistiem. Tāds uzņēmums kā Qingdao Qiangsenyuan Technology Co., Ltd. (QSY), ar savām desmitgadēm liešanā un sakausējumos, to saprot no otras puses. Viņi nav pulvera ražotāji, taču viņu dziļās zināšanas par sakausējumu uzvedību, jo īpaši tiem sarežģītajiem niķeļa vai kobalta bāzes supersakausējumiem, informē, kas viņiem ir nepieciešams no pulvera piegādātājiem turpmākajiem procesiem, piemēram, gandrīz tīkla formas detaļu liešanai. Pulvera tīrība un konsistence tieši ietekmē to čaumalu liešanas rezultātus.
Papildus datu lapai: apstrāde un slēptie mainīgie
Analīzes sertifikāts ir sākumpunkts, nevis viss stāsts. Šķietamais blīvums un plūsmas ātrums (mērīts ar Hola plūsmas mērītāju) ir kritiski svarīgi veidņu uzpildīšanai automātiskajās presēs. Pulverim var būt lielisks PSD, bet slikta plūsma satelītu daļiņu dēļ — tās mazās sfēras, kas piemetinātas uz lielākām no sadursmēm atomizācijas tornī. Viņi darbojas kā mazi enkuri.
Pēcapstrādes apstrāde ir vēl viens melnais caurums. Esmu redzējis, ka ideāls pulveris ir degradējies nepareizas uzglabāšanas dēļ. Mitruma uztveršana dzelzs pulveros ir klasika. Pat slēgtos konteineros, ja noliktavā netiek regulēts klimats, jūs iegūstat virsmas oksidāciju, kas ietekmē saspiežamību un galīgo stiepes izturību. Reaktīviem materiāliem, piemēram, titāna vai alumīnija sakausējumiem, tas ir pavisam cits ierobežošanas līmenis — bieži vien ir nepieciešama argona aizbēršana. Pulvera izmaksas ir viena lieta; Citas ir izmaksas par tā stāvokļa saglabāšanu, līdz tas atsitas pret matricu.
Dažreiz risinājums ir maisījums. Kādreiz mums bija komponents, kam bija nepieciešama augsta zaļā izturība, bet arī sarežģīta ģeometrija. Viena avota pulveris to nesagrieza. Mēs beidzām sajaucot divas partijas no viena un tā paša pamata sakausējuma, bet ar nedaudz atšķirīgu izmēru sadalījumu — vienu rupjāku plūsmai, otru smalkāku saistīšanai. Pats sajaukšanas process kļuva kritisks; dubultkonusa sajaukšana salīdzinājumā ar V veida sajaukšanu nodrošināja atšķirīgu viendabīgumu, ietekmējot konsistenci starp daļām. Tas bija sarežģīts, laikietilpīgs process, kādu jūs nekad neredzētu glancētā PM brošūrā.
Speciālo sakausējumu mīkla un praktiskā piegāde
Šeit gumija satiekas ar ceļu. Darbs ar standarta dzelzs, vara vai nerūsējošā tērauda pulveriem ir salīdzinoši vienkāršs. Piegādes ķēde ir nobriedusi. Bet, kad jūsu dizains prasa augstas temperatūras sakausējumu uz niķeļa bāzes, piemēram, Inconel 718, vai nodilumizturīgu kobalta sakausējumu, piemēram, Stellite 6, viss mainās.
Izkausēšanas prakse pirms izsmidzināšanas ir ļoti svarīga. Mikroelementi, gāzes saturs (skābeklis, slāpeklis) un galvenā sakausējuma viendabīgums tiek uzdrukāts uz pulvera. Neliela segregācija lietņā vēlāk var izraisīt karstos punktus vai nekonsekventu saķepināšanu. Apstrādes speciālistam kā QSY, kurš vēlāk uzstājas CNC apstrāde uz saķepinātām PM daļām nekonsekventa cietība vai cietu, trauslu fāžu klātbūtne no piemaisījumu koncentrācijas var sabojāt instrumentus. To apstrādei ir nepieciešams paredzams, viendabīgs materiāls līdz stingrām pielaidēm, kas atgriež pulvera ražošanas slogu, lai nodrošinātu absolūtu konsistenci.
Šo pulveru iegūšana ir izaicinājums. Apjomi ir mazāki, izpildes laiks garāks. Jūs bieži darāt tieši ar dzirnavām, kas ražo sakausējuma stieņu krājumus, vai ar specializētu pulverizatoru. Tas nav gatavs pirkums. Jūs būtībā kopīgi izstrādājat materiāla specifikāciju. Es atceros aviācijas un kosmosa zīmoga projektu, kur pulvera specifikācijas dokuments bija 12 lappuses garš. Toreiz tas šķita pārmērīgs, taču tas novērsa neveiksmes.
Neveiksmes un mācības, ko tās atstāj
Jūs iemācāties vairāk no partijas, kas neizdodas, nekā no simts, kas iziet. Manā laikā mums bija virkne nogurumam kritisku pārnesumu, kas testēšanā sāka kļūdīties. Lūzuma virsma parādīja tīru, starpgranulu bojājumu. Mēs pārbaudījām visu: presēšanas spiedienu, saķepināšanas temperatūru un atmosfēru, termisko apstrādi. Viss pēc specifikācijas. Visbeidzot, mēs atgriezāmies pie pulvera partijas un veicām dziļu niršanu. Skābās gremošanas analīze atklāja nedaudz augstāku slāpekļa saturu nekā parasti. Šai partijai pulverizators bija izmantojis argona avotu ar lielāku slāpekļa piemaisījumu. Šis niecīgais intersticiālā slāpekļa palielinājums tikai pietiekami sašķaidīja graudu robežas. Pulvera ķīmiskā specifikācija bija, bet gāzes analīzes specifikācija bija pārāk plaša. Mēs to pievilkām, un problēma pazuda. Tagad es esmu paranojā par gāzes sertifikātiem pašai izsmidzināšanas gāzei.
Vēl viena nodarbība bija par mēroga palielināšanu. Pulveris, kas perfekti darbojas 50 kg partijās prototipēšanai, 2 tonnu ražošanas partijā var izturēties atšķirīgi. Atdzesēšanas ātrums atomizācijas tornī var atšķirties, izraisot smalkas izmaiņas mikrostruktūrā. Pirms atteikšanās jums ir jāpieprasa izmēģinājuma darbība gandrīz ražošanas apjomā. Tas ir dārgi un laikietilpīgi, taču lētāk nekā pilnīga atsaukšana.
Kur tas viss savienojas: integrētā piegādes ķēde
Tas mani noved pie plašāka punkta. Pulvera ražošana nav atsevišķs solis. Tas ir pirmais posms ķēdē, kas ietver formēšanu, saķepināšanu un bieži vien tādas sekundāras darbības kā CNC apstrāde vai virsmas apstrāde. Vislabākie rezultāti tiek sasniegti, ja ir atgriezeniskā saite visā ķēdē.
Uzņēmums, kas nodarbojas gan ar progresīvu liešanu (čaumalu liešana veidnēs, investīciju liešana) un precīzā apstrāde, piemēram, tā, kuru jūs varētu atrast https://www.tsingtaocnc.com, iemieso šo integrāciju. Viņi redz galapatēriņa veiktspēju. Ja detaļai, ko viņi apstrādā no saķepinātas PM sagataves, ir slikts instrumenta kalpošanas laiks vai neparedzama izmēru stabilitāte, šai atgriezeniskajai informācijai ir jānosūta atpakaļ aķepinātājam un galu galā pulvera ražotājam. Vai tas bija oksīda iekļaušana pulverī? Doba daļiņa, kas sabruka saķepināšanas laikā? Šī slēgtā cikla izpratne ir tas, kas atdala labas detaļas no uzticamiem, augstas veiktspējas komponentiem.
Tātad, skatoties uz gatavu PM daļu, jūs neskatāties tikai uz presētu un saķepinātu metālu. Jūs skatāties uz kausējuma vēsturi, izsmidzināšanas sprauslas fiziku, apstrādes loģistiku un virkni kontrolētu kompromisu. Pulveris ir DNS. Un tāpat kā DNS, mazs, neredzēts defekts var noteikt visa ķermeņa likteni. Pareiza darbība ir mazāka par spilgtām tehnoloģijām, bet gan par nerimstošu uzmanību detaļām, kas bieži vien ir iemācītas no smagi iegūtas pieredzes.
