Ихэнх сурах бичгүүд "шингэний төрлүүд" гэсэн үгийг сонсоход хатуу төлөв ба шингэн фазын сонгодог ялгаа руу шууд ордог. Энэ нь онолын хувьд зүгээр юм, гэхдээ дэлгүүрийн давхарт тэр хоёртын сонголт бараг гэнэн мэт санагддаг. Жинхэнэ шийдвэр бол илүү эмх замбараагүй бөгөөд тэр өглөө таны наалдсан хайлшийн нунтаг, инженерийн дөнгөж ханан дээгүүр шидсэн геометрийн бүтэц, эрчим хүчний төсвийг үлээлгэхгүйгээр нягтралын зорилтот түвшинд хүрэхийн тулд үйлдвэрлэлийн байнгын дарамтаас үүдэлтэй юм. Зуух өөр түүхийг өгүүлэхийн тулд хүснэгтээс "зөв" төрлийг сонгохдоо хэт их анхаардаг өсвөр насны хүүхдүүдийг би харсан. Зуухны хаалга хаагдахад яг юу болдог талаар ярилцъя.
Хатуу төлөвт шингэлэх: Ажлын морь ба түүний нуугдмал шинж чанарууд
Энэ бол анхдагч, суурь үзүүлэлт юм. Та атомын тархалтад тулгуурлан үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгийн хайлах цэгээс доогуур нунтаг бодисыг нэгтгэж байна. QSY дахь манай олон төмрийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хувьд, ялангуяа төмөр эсвэл бага хайлштай ган нунтагаар хийсэн энгийн бүтцийн хэсгүүдийн хувьд бид эндээс эхэлдэг. Энэ үйл явц нь энгийн мэт санагдаж байна: дээшлэх, барих, хөргөх. Гэхдээ чөтгөр нарийн ширийн зүйлд, ялангуяа уур амьсгалын хяналтанд байдаг. Вакуум зуухандаа бага зэрэг гоожиж эсвэл устөрөгч/азотын холимогт гацах тул та зөвхөн гадаргуугийн исэлдэлтийг ажиглаад зогсохгүй. Та бөөмсийн хоорондох хүзүүний хэсгүүдийн тархалтын кинетикийг өөрчилсөн нь сул холбоо, боловсруулалтын явцад бүтэлгүйтэх хэсгийг бий болгож байна. Бид үүнийг олон жилийн өмнө арааны хоосон зайнаас олж мэдсэн; жигнэсэн нягт нь тайлан дээр сайн харагдаж байсан ч тэд хагарч, хагарсан. Буруутан уу? Үр тарианы хил дээр нимгэн, хэврэг ислийн хальс үүсгэсэн бага зэрэг исэлдүүлэгч уур амьсгал нь стандарт нягтралыг шалгахад үл үзэгдэх болно.
Халаалтын хурд нь өөр нэг чимээгүй хувьсагч юм. Сурах бичгийн муруйнууд жигд байна. Бодит байдал дээр, хэрэв та тодорхой нягтруулсан хэлбэрүүдээр хэт хурдан налуу хийвэл та дифференциал агшилт, бүр муруйлт үүсгэдэг дотоод стрессийг үүсгэж болно. Энэ нь зөвхөн нэвт норгох температурт хүрэх тухай биш юм; Энэ нь та тийшээ хэрхэн хүрэх тухай юм. Цогцолбор хэлбэрийн хувьд бид зэвэрдэггүй ган хавхлагын зарим биетүүдийн нэгэн адил нийлмэл боловсруулалтын дараа боловсруулдаг бөгөөд дараагийн CNC-ийн үйл ажиллагаанд хэмжээст тогтвортой байдлыг хадгалахын тулд хяналттай, олон үе шаттай налууг тохиролцох боломжгүй юм.
Мөн нунтаг нь өөрөө мартаж болохгүй. Урьдчилан хайлш хийсэн нунтагтай бол "цэвэр" хатуу төлөвт шингэлэх таамаглал бүдгэрдэг. Ган нунтаг дахь никель эсвэл зэс зэрэг элементүүдтэй байсан ч температурын халуун цэг үүссэн тохиолдолд та түр зуурын шингэний үе шатыг авч болно. Тиймээс, та хатуу төлөвт хүрэхийг зорьж байгаа боловч өөр зүйлтэй сээтэгнэж болзошгүйг анхаарах хэрэгтэй. Энэ саарал хэсэг нь жорыг бат бөх процессоос ялгадаг.
Шингэн фазын синтеринг: Хаана сонирхолтой (болон наалттай) болдог
Одоо энд та хайлах цэг багатай бүрэлдэхүүн хэсгийг идэвхтэй нэвтрүүлж байна. Сонгодог жишээ бол төмөр дээр зэс нэмэх явдал юм. Санаа нь үзэсгэлэнтэй: шингэн нь хэлбэрж, хатуу ширхэгийг норгож, хялгасан судасны үйл ажиллагаа, уусмал-хурдасжилтаар дамжуулан та хурдан нягтралыг олж авдаг. Үйлдвэрлэлийн шугам дээрх бодит байдал бол таталцал, цаг хугацааны эсрэг байнгын тэмцэл юм. Хэрэв шингэний эзэлхүүний хэсэг хэт өндөр эсвэл зуурамтгай чанар нь хэт бага байвал таны болгоомжтой дарсан хэсэг зууханд унжиж, хэлбэрээ алдаж болно. Бид зэсийн агууламжийг шахаж байсан өндөр нягтралтай холхивчийн төслийг санаж байна. Бид нягтралыг авсан, гэхдээ хэсэг нь гунигтай, хайлсан лаа шиг гарч ирэв. Бид дахин залгаж, дарахаас бага зэрэг бага анхны нягтралыг хүлээн зөвшөөрч, шингэний фазын үргэлжлэх хугацааг хянахын тулд илүү нарийвчлалтай синтерлэх профайлыг ашиглах шаардлагатай болсон.
Норгосны өнцөг нь бүх зүйл юм. Хэрэв шингэн нь хатуу үр тариаг зохих ёсоор норгохгүй бол үр тарианы хилийн дагуу тархахын оронд нүх сүв дотор бөмбөлөг үүсгэдэг. Та тусгаарлагдсан, том нүхтэй, хүч чадал муутай болно. Энэ нь зөвхөн материал судлалын параметр биш юм; Энэ нь гадаргуугийн исэл, бага зэргийн хольц, зуухны уур амьсгалд нөлөөлдөг. Зарим никельд суурилсан хайлштай адил бидний ажилладаг тусгай хайлшийн хувьд зөв агшилтын тусламжийг сонгох нь өмчийн урлаг юм. Энэ нь гарын авлагыг дагаж мөрдөх тухай биш, ихэвчлэн манай нунтаг нийлүүлэгчидтэй хамтран давтагдах туршилтын тухай юм.
Дараа нь бичил бүтэц бий. Шингэн фазын синтеринг хийснээр та өөр фазаар хүрээлэгдсэн хатуу ширхэгтэй нийлмэл бүтэцтэй үлдэх нь элбэг. Энэ нь элэгдлийн эсэргүүцэл эсвэл тодорхой соронзон шинж чанаруудын хувьд маш сайн байж болох ч эд анги хэрхэн ажиллахыг эрс өөрчилдөг. Манай CNC хэлтэс үед Чиндао Цянсенюань технологийн ХХК (QSY) шингэн фазын шингэрүүлсэн хэсгийг авдаг бол боловсруулах параметрүүдийг (хурд, тэжээл, багажийн зэрэг) ижил үндсэн материалын хатуу төлөвт шингэрүүлсэн хэсэгтэй харьцуулахад бүрэн хянах шаардлагатай. Хатуулаг нь жигд биш бөгөөд хэрэв та үүнийг нэгэн төрлийн хэсэг гэж үзвэл багажийн элэгдлийн хэв маягийг урьдчилан таамаглах аргагүй болно.
Даралтад туслах агломержуулалт: Нягтыг өөрчлөх
Заримдаа ердийн агломержуулалт нь таныг тэнд хүргэхгүй, ялангуяа бүрэн нягтралтай эсвэл галд тэсвэртэй металл эсвэл зарим керамик зэрэг төвөгтэй материалуудтай. Та том бууг авчирдаг газар юм: дарамт. Халуун дарах (HP) болон Халуун изостатик дарах (HIP) нь өөр лигт байдаг. Бид эдгээрийг өндөр эзэлхүүнтэй, хямд өртөгтэй эд ангиудад ашигладаггүй - мөчлөгийн хугацаа, тоног төхөөрөмжийн өртөг нь маш их байдаг. Гэхдээ нэг удаагийн прототип эсвэл онцгой хайлшны чухал бүрэлдэхүүн хэсгийн хувьд, жишээлбэл, эрс тэс орчинд зориулсан кобальт дээр суурилсан хайлшны битүүмжлэл, HIP бол аврагч юм.
Халуун изостатик дарах нь сэтгэл татам юм. Та ногоон хэсгийг битүүмжилсэн лаазанд хийж, нүүлгэн шилжүүлж, дараа нь өндөр температур, изостатик хийн даралтанд (ихэвчлэн аргон) оруулна. Даралт нь дотоод нүхийг бүх талаас нь нурааж, бараг онолын нягтралд хүргэдэг. Барьсан уу? Лаазлах үйл явц нь урлагийн хэлбэр юм. Ямар ч гоожиж, хий нь дотогшоо орж, хэсгийг сүйтгэдэг. Хэмжээст өөрчлөлтийг урьдчилан таамаглах боломжтой боловч анхны багаж хэрэгсэлд нөхөхөд тийм ч чухал биш юм. Бид уламжлалт цутгамал болон нунтаг металлургийн техник хоорондын заагийг бүдгэрүүлсэн хөрөнгө оруулалтаар цутгасан нарийн төвөгтэй эд ангиудыг нягтруулахын тулд HIP ашигласан.
Өртөгөөс гадна практик хязгаарлалт нь хэсгийн хэмжээ юм. Таны орчлон ертөнц таны ХИП савны диаметр, өндрөөр тодорхойлогддог. Томоохон бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хувьд та ердийн синтеринг болон түүний буулттай тэмцэлд буцаж байна. Энэ бол маш хүчирхэг хэрэгсэл, гэхдээ бүх нийтийн шийдэл биш юм.
Spark Plasma Sintering болон бусад хээрийн тусламжтай заль мэх
Энэ нь ихэвчлэн R&D лаборатори эсвэл маш нарийн үйлдвэрлэлээр хязгаарлагддаг хил хязгаар юм. Spark Plasma Sintering (SPS) эсвэл Field-Assisted Sintering Technique (FAST) нь импульсийн тогтмол гүйдэл ба нэг тэнхлэгт даралтыг ашигладаг. Хамгийн том борлуулалт нь хурд юм - гайхалтай хурдан халаалтын хурд, богино хугацаанд оршин суух хугацаа нь үр тарианы өсөлтийг онолын хувьд дарж чаддаг. Энэ нь наноматериал эсвэл өвөрмөц нунтаг бүтцийг хадгалахад гайхалтай юм.
Гэхдээ үйлдвэрлэлийн үүднээс авч үзвэл энэ нь төвөгтэй юм. Томруулах нь гол бэрхшээл юм. SPS-ийн тусламжтайгаар том, нарийн төвөгтэй дүрсүүдийг нэгэн жигд болгох нь бидний хажуунаас харж байгаа сорилт юм. Өөр нэг асуудал бол маш хурдан мөчлөг нь заримдаа үлдэгдэл стрессийг үлдээх эсвэл хэвний загвар болон одоогийн зам нь төгс биш бол нягтралын градиент үүсгэдэг. QSY зэрэг компанийн хувьд найдвартай цутгамал болон боловсруулсан эд ангиудыг нийлүүлэхэд анхаарлаа хандуулдаг тул бид эдгээр дэвшлийг сайтар хянаж байдаг. Эдгээр нь шинэ хайлш нунтаг агуулсан ирээдүйн төсөлд хамааралтай байж болох ч одоогоор тусгай хэрэгсэл хэвээр байна. Хамгийн гол зүйл бол агнуурын "төрөл" нь зөвхөн сонголт биш юм; Энэ нь таны ашиглах боломжтой тоног төхөөрөмж болон эдийн засгийн багцын хэмжээгээр тодорхойлогдсон хязгаарлалт юм.
Үл тоомсорлож буй хүчин зүйл: Шингэнлэх нь арал биш, гинжин хэлхээний нэг хэсэг юм
Энэ нь магадгүй энэ бизнест 30 жилийн хамгийн чухал цэг юм. Та синтерлэх үе шатыг тусгаарлаж чадахгүй. Түүний амжилт эсвэл бүтэлгүйтэл нь өмнөх ба дараа юу байгаагаар тодорхойлогддог. Нунтаг шинж чанар (хэмжээний тархалт, морфологи, тосолгооны материал) нь үе шатыг тогтоодог. Нягтруулах арга (нэг тэнхлэгт, изостатик, металл шахах хэлбэр) нь агломержуулалтын ажиллах ёстой ногоон нягт ба нүх сүвний бүтцийг тодорхойлдог.
Хамгийн гол нь дараа нь юу ирэх вэ? Хэрэв хэсэг нь шууд үйлчилгээнд орвол агломержуулалт нь эцсийн шинж чанарыг өгөх ёстой. Гэхдээ QSY-д манай нунтагаар боловсруулсан эд ангиудын ихэнх нь CNC боловсруулалтанд ордог. Чанар муутай хэсэг нь далд гүний сүвэрхэг эсвэл үл нийцэх хатуулагтай байж болох бөгөөд энэ нь багажны эвдрэл, гадаргуугийн чанар муу, боловсруулах явцад хаягдсан эд ангиудыг үүсгэж, тэр хүртэл нэмсэн бүх үнэ цэнийг дэмий үрнэ. Агломерын профайлыг машинистыг харгалзан боловсруулсан байх ёстой. Заримдаа маш жигд, бага зэрэг бага нягтралтай болтол нь шингэлж, машинд оруулаад, дараа нь эцсийн үзүүлэлтэд хүрэхийн тулд бага температурт хальтиргаа эсвэл гадаргуугийн боловсруулалт гэх мэт хоёрдогч үйлдлийг ашиглах нь дээр.
Эцэст нь хэлэхэд, зуух нь өөрөө амьд систем юм. Галд тэсвэртэй доторлогоо нь цаг хугацааны явцад муудаж, дулааны жигд байдалд нөлөөлдөг. Халаалтын элементүүдийн насжилт. Термопарууд шилжиж байна. Синтерийн "төрөл" нь статик жор биш юм; энэ нь байнгын хяналт, зохицуулалт шаарддаг амьд үйл явц юм. Миний мэдэх шилдэг дадлагажигчид зуухныхаа талаар мэдэрдэг—тэд тэднийг сонсож, гарч буй эд ангиудын өнгийг харж, өгөгдлийн бүртгэлтэй уялдуулдаг. Шинжлэх ухаан, тоног төхөөрөмжийн зөн совин, үйлдвэрлэлийн бүхэл бүтэн гинжин хэлхээний талаарх ойлголтын энэхүү синтез нь агломержуулалтын үзүүлэлтийг найдвартай, өдөр тутмын үйлдвэрлэлийн процесс болгон хувиргадаг. Энэ нь төрлийг сонгохоос гадна төслийнхөө шаардсан төрөл доторх хувьсагчдыг эзэмшихэд илүү чухал юм.
