Үнэнийг хэлэхэд, маш олон худалдан авалтын залуус, тэр ч байтугай зарим инженерүүд бөөн цутгамал болон нунтаг металлурги (PM) -ийг нийлээд тортой төстэй процесс гэж нэрлэдэг бөгөөд үүнийг өдөр гэж нэрлэдэг. Энэ бол зохистой эхлэл боловч бодит түүхийг орхигдуулдаг. Сонголт нь зөвхөн хэлбэрийн тухай биш юм; Энэ нь материалын сул овооноос цул хэсэг хүртэлх аяллын тухай, мөн энэ аялал нь түүний сэтгэлд юу нөлөөлдөг тухай буюу түүний бичил бүтэц, нягтрал, гүйцэтгэлийн таазны тухай юм. Хөрөнгө оруулалт хийе гэж хашгирч байсан хэн нэг нь Ерөнхий сайдыг шаардаж, эсвэл эсрэгээрээ ДНХ-ийн үйл явцын талаар ойлголтгүй техникийн хуудас хөөж байснаас болж төслүүд замаасаа гарахыг би харсан.
Үндсэн ялгаа: Шингэн ба хатуу төлөв
Энэ бол замын гол салаа юм. Casting хяналттай хатууруулах тухай юм. Та материалыг авч, шингэн болгон хайлуулж, хөндий рүү хийнэ. Ид шид, толгой өвдөх нь хөлдөх үед тохиолддог. Үр тарианы бүтэц, агшилтын сүвэрхэг чанар, хайлшийн элементүүдийн ялгарал: бүгд шингэнээс хатуу руу шилжих шилжилтийг хэрхэн зохицуулж байгаагаас шалтгаална. Манай дэлгүүрт олон тооны эд ангиудыг дамжуулсан хөрөнгө оруулалт хийснээр та цутгах үеийн үймээн самуунтай тэмцэж, нарийн төвөгтэй керамик бүрхүүлээр агшилтыг бүхэлд нь тэжээж байна. Энэ бол бодит цагийн термодинамиктай бүжиг юм.
Нөгөө талаас, нунтаг металлурги нь шингэний үе шатыг бүхэлд нь алгасдаг (зураг тайрах, гэхдээ энэ нь өөр төрлийн дулаан юм). Та хатуу металл нунтагыг хэвэнд хийж, дараа нь бөөмсийг хайлуулахын тулд халааж байна. Үүний давуу тал нь гайхалтай хэмжээст тууштай байдал, зарим вольфрамын нийлмэл материал шиг хайлуулж, цутгахад хялбар хайлш үүсгэх чадвар юм. Гэхдээ Ахиллесийн өсгий нь төрөлхийн сүвэрхэг юм. Энэ жижиг хоосон зай нь уян хатан байдал, ядрах хугацааг хязгаарладаг. Та үүнийг бараг бүрэн нягтралтай болтол нь халуун изостатикаар (HIP) дарж болно, гэхдээ одоо таны өртөг хуурамчаар хийсэн хаалгыг тогшиж байна. Энэ бол солилцооны тоглоом юм.
Газрын тос, байгалийн хийн салбарт зориулсан хавхлагын бүрэлдэхүүн хэсгийг би санаж байна. Үйлчлүүлэгчийн анхны зурган дээр зарим нэг төвөгтэй гадаад ховил дээр хатуу хүлцэл үзүүлэхийн тулд PM-ийг тодорхойлсон. Гэхдээ хэсэг нь нимгэн ханатай хэсгүүдтэй байсан бөгөөд өндөр мөчлөгийн ядаргааг тэсвэрлэх шаардлагатай байв. Бид ухарч, шилжихийг санал болгов бүрхүүлийн хэвэнд цутгах кобальт дээр суурилсан хайлшаар, дараа нь тэдгээр чухал ховилд зориулсан нарийн CNC боловсруулалт хийдэг. Бүрхүүлийн хөгц нь ердийн элс цутгахаас илүү нарийн гадаргуугийн өнгөлгөө, илүү изотроп шинж чанарыг өгсөн бөгөөд сүвэрхэг байдлын асуудлыг алгасах нь ядаргааны хувьд тохиролцох боломжгүй байв. Тэд хоёуланг нь туршиж үзсэн. Цутгамал машинтай хэсэг нь ядаргааны туршилтаар PM прототипээс гурав дахин давсан. Хичээл? Хүлцэлийг боловсруулах боломжтой; үндсэн материаллаг бүрэн бүтэн байдал нь ихэвчлэн боломжгүй байдаг.
Материаллаг бодит байдал: Бүх зүйл урсдаггүй, нягтардаггүй
Материалын палитр нь таны үйл явцын замыг заримдаа хэрцгий байдлаар зааж өгдөг. At QSY, бид уян харимхай төмрөөс эхлээд Inconel 718 гэх мэт никель суурьтай супер хайлш хүртэл бүх зүйлийг байнга цутгадаг. Эдгээр өндөр үзүүлэлттэй хайлш нь аймшигтай шингэн чанартай; Тэд удаан, нимгэн хэсгүүдэд буруу гүйх хандлагатай байдаг. Тэдгээрийг цутгахад урьдчилан халаасан хөгц, ихэвчлэн вакуум эсвэл даралтын тусламж шаардлагатай байдаг. Та эдгээрийн ихэнхийг нунтаг хэлбэрээр нягтруулж, ашиглах боломжтой хэсгийг авах боломжгүй - хайлшийн элементүүд нь нунтаг нунтаглах эсвэл нягтруулах үед сайн тоглодоггүй.
Үүний эсрэгээр, PM бол сүвэрхэг материал (өөрийгөө тослох холхивчийг бодоорой) болон галд тэсвэртэй металлын хаан юм. Тосыг хадгалахын тулд 20% -ийн эзлэхүүний сүвэрхэг чанар бүхий хэсгийг цутгахыг оролдох нь хар дарсан зүүд юм. Харин РМ-ийн тусламжтайгаар та нягтаршуулах даралт болон агнуурын циклийг л удирддаг. Энэ нь тодорхой хэрэгцээнд зориулж гоёмсог юм. Бид нэг удаа молибдений тигелийн талаар лавлагаа авсан. Молибден цутгах уу? Хэт хайлах цэг, исэлдэх хандлагатай тул бараг боломжгүй юм. Ерөнхий сайд бол цорын ганц боломжит зам байсан тул бид төслөөс гадуур байсан тул татгалзахаас өөр аргагүй болсон цутгах, боловсруулах эгнээ. Дэлгүүрийнхээ хязгаарыг мэдэх нь үйл явцыг мэдэхтэй адил чухал юм.
Дараа нь хаягдал түүх байна. Casting гацуур, гүйгч, өргөгчийг үүсгэдэг - заримдаа ургацын жин нь цутгасан жингийн талаас бага байдаг. Энэ нь дахин боловсруулах боломжтой боловч дахин хайлуулах эрчим хүч юм. PM бараг 97% материалын ашиглалтаар сайрхдаг; Та хэрэгтэй нунтагаа л хэрэглээрэй. Энэ нь багажны ган эсвэл супер хайлш зэрэг үнэтэй материалын асар их зардал юм. Гэхдээ тэр нунтаг өөрөө одон орны хувьд нэг кг нь ембүүтэй харьцуулахад илүү үнэтэй байдаг. Эдийн засгийн кроссоверын цэг нь материалын өртөг болон хэсгийн геометр дээр тулгуурлан хөдөлж буй зорилт юм.
Машины гар барих: Ихэнх эд анги үнэхээр тодорхойлогддог газар
Энэ бол ойрын тор хэлбэрийн амлалт бодит байдлын нунтаглах хүрдтэй таарч байгаа газар юм. Маш цөөхөн цутгамал эсвэл PM хэсгүүд нь чухал интерфэйсүүдийн хувьд жинхэнэ сүлжээ хэлбэртэй байдаг. Тэд бараг үргэлж хэрэгтэй байдаг CNC боловсруулах дуусгах. Мөн тэдний машиныг хэрхэн машиндаж байгаа нь дэлхий ертөнцөөс өөр юм.
17-4PH зэвэрдэггүй материалаар хийсэн сайн чанарын цутгамал нь битүүмжлэх гадаргуу дээр ердөө 0.5 мм-ээс 1 мм хэмжээтэй материалтай байж болно. Энэ нь урьдчилан таамаглахуйц үзэсгэлэнтэй машин юм. Ижил төстэй геометрийн PM хэсэг нь шингэний дараа ч зүлгүүртэй, нийцгүй байж болно. Эдгээр микроскоп нүхнүүд нь таны зүсэх багажны ирмэгийг хагардаг жижиг хоосон зай мэт ажилладаг. Та үзэсгэлэнтэй хэмжигдэхүүнтэй болсон ч таны багаж хэрэгслийн ашиглалтын хугацаа эрс буурдаг. Бид огт өөр тэжээл/хурдны протокол боловсруулж, цутгасан хэсгүүдээс илүү түрэмгий хөргөлтийн бодис ашиглах шаардлагатай болсон. Боловсруулалтын дараах зардал нь эрт тооцохгүй бол PM-ийн урьдчилгаа хэмнэлтийг арилгах боломжтой.
Мөн согогийн талаар ярилцъя. Цутгамал гажиг - агшилтын хөндий, элсний хольц - ихэвчлэн макроскопийн шинж чанартай байдаг. Та үүнийг PT эсвэл RT ашиглан харж болно. PM-ийн согог нь ихэвчлэн нарийн байдаг: нягтралын градиент, агшилтын уур амьсгалаас бага зэрэг нүүрстөрөгч багассан бүс. Энэ нь зөвхөн микрографикийн дор харагдах эсвэл өндөр ачаалалтай туршилтанд нэг хэсгийг бүтэлгүйтэхэд хүргэж болзошгүй юм. Чанарын хяналтын парадигмууд нь өөр өөр байдаг. Чухал динамик бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хувьд бид цутгамал материалын рентген шинжилгээг байнга шаарддаг бол PM хэсгүүдийн хувьд багцын нягтын туршилт, бичил бүтцийн шинжилгээг зааж өгч болно.
Зардлын тэгшитгэл: Энэ нь хэзээ ч энгийн байдаггүй
Багаж хэрэгсэл бол хамгийн анхны том хуваагч юм. Нь цогц хөрөнгө оруулалт цутгах хөгц, ялангуяа зориулсан бүрхүүлийн хэвэнд цутгах, үнэтэй. Та лав загварт зориулж хэв барьж байгаа бол керамик бүрхүүл бүр хэрэглээний материал болно. Бага хэмжээний хувьд энэ нь харгис юм. РМ багаж - нягтруулагч нь хатуурсан ган бөгөөд хүний нүдийг хужирлах үнэтэй байж болох ч эд ангиудыг хэдэн арван мянган циклээр цоолдог. Эзлэхүүн нь гол зүйл юм. 5000 ширхэгээс доош гүйлтийн хувьд цутгах нь ихэвчлэн багажийн зардлаар ялдаг. 50,000-аас дээш, PM материаллаг болон гүйцэтгэлийн ажлыг хангасан бол тэсвэрлэхийн аргагүй харагдаж эхэлдэг.
Гэхдээ хүлээгээрэй, нюанс бий. Хэрэв таны хэсэг доогуур зүсэгдсэн байвал яах вэ? Цутгамал хэвний хажуугийн гол нь удирдах боломжтой. PM нягтруулагчийн хажуугийн үйлдэл нь нарийн төвөгтэй бөгөөд эд ангиудыг гадагшлуулахыг хязгаарлаж, дээврийн багаж хэрэгслийн зардлыг жолооддог. Гэнэт, тэр геометрийн нарийн төвөгтэй хэсгийн хувьд цутгах нэг хэсэг хэвний өртөг нь PM-ийн одон орны багаж хэрэгслээс бага байж магадгүй, тэр ч байтугай илүү их хэмжээтэй байсан. Би үйлдвэрлэлд зориулж загвар зохион бүтээх уулзалтууд дээр сууж, дизайн нь ганцхан тайрах функцийг өөрчилсөн тул бид зөвлөмжийг гурван удаа эргүүлсэн.
Хүлээн авах хугацаа нь өөр нэг чимээгүй зардал юм. Мөөгөнцөрөөс эхлээд эхний бүтээгдэхүүн хүртэл цутгах үйл явц нь харьцангуй хурдан байж болно - хэдэн долоо хоног. Зөв металл нунтаг, ялангуяа захиалгат хайлшийг хайж олоход хэдэн сарын хугацаа шаардагдана. Сүүлийн хэдэн жилийн нийлүүлэлтийн сүлжээний хямралын үеэр бид 316л нунтаг 26 долоо хоногийн хоцрогдолтой байхад дахин хайлуулах зорилгоор 316л зэвэрдэггүй баар авах боломжтой байсан тул бид үйлчлүүлэгчдийг цутгахад буцаан чиглүүлсэн. Нийлүүлэлтийн найдвартай байдал.
Эрлийз сэтгэлгээ ба ирээдүйг харах
Хамгийн сонирхолтой бүтээн байгуулалтууд нь цэвэр цутгамал эсвэл цэвэр PM биш, харин саарал талбайд байна. Металл шахах цутгамал (MIM) нь үндсэндээ хуванцар холбогчтой PM бөгөөд жижиг, нарийн төвөгтэй хөрөнгө оруулалтын цутгамалаас хувийг хулгайлж байна. Энэ нь уламжлалт PM-ээс илүү сайн гадаргуугийн өнгөлгөө, нарийвчлалыг санал болгодог. Нөгөөтэйгүүр, та цутгамал-HIP процессуудтай бөгөөд та хөрөнгө оруулалтын цутгамал хийж, халуун изостатикаар дарж бичил сүвэрхэг байдлыг арилгахын тулд хуурамч шиг нягтралтай цутгамал геометрийг өгдөг. Бид үүнийг өндөр бүрэн бүтэн турбины бүрэлдэхүүн хэсгүүд дээр туршиж үзсэн никель дээр суурилсан хайлш. Үр дүн нь гайхалтай боловч зардал нь автомашины бус сансрын төсөвт зориулагдсан.
Дараа нь биндэр цацах болон бусад нэмэлтийг үйлдвэрлэх техникүүд байдаг. Зарим нь үүнийг PM-ийн хажууд гэж нэрлэдэг. Та нунтаг хайлуулж байгаа ч үхэлгүйгээр давхаргаар нь хайлуулна. Багажны өртөг нь төслийг устгадаг нэг удаагийн прототип эсвэл хуучин эд ангийг солихын тулд энэ нь тоглоомыг өөрчилдөг. Гэвч хэдэн зуугаас дээш хэмжээний үйлдвэрлэлийн хувьд хурд, нэг хэсгийн өртөг нь уламжлалт процесст хүрч чадахгүй хэвээр байна. Энэ нь нэмэлт юм, одоохондоо орлуулах зүйл биш.
Гучин арван жилийн өмнөхийг харахад энэ чиг хандлага нь нэг л үйл явц биш юм. Энэ нь илүү боловсронгуй тохирох тоглоомын тухай юм. зэрэг мэргэжилтний үүрэг Чиндао Цянсенюань технологийн ХХК (QSY) зүгээр л санал болгох биш бүрхүүлийн хөгц эсвэл хөрөнгө оруулалтын цутгамал болон боловсруулах. Материал-хөрөнгийн-үйл явцын гурвалжин нь зураг төслийн үе шатнаас сонголт хийхэд хангалттай гүнзгий гэдгийг ойлгох явдал юм. Заримдаа зөв хариулт бол өндөр шударга цутгамал юм. Заримдаа энэ нь нарийн PM хэсэг юм. Ихэнхдээ энэ нь аль нь биш гэдгийг мэдэж, металлыг цутгаж, нунтаг шахахаас өмнө хийж байсан туршлагатай, мөн өнгөрсөн бүтэлгүйтлүүдийн сорвитой байх явдал юм.
