पावडर धातुकर्म स्टील

जेव्हा तुम्ही 'पावडर मेटलर्जी स्टील' ऐकता, तेव्हा तात्काळ प्रतिमा थेट प्रयोगशाळेच्या डेटा शीटमधून या परिपूर्ण, उच्च-कार्यक्षमतेच्या घटकांची असू शकते. त्या आदर्श मायक्रोस्ट्रक्चर आणि उत्पादनाचे क्रूर अर्थशास्त्र यांच्यातील व्यापार-ऑफसह, दुकानाच्या मजल्यावरील वास्तव बरेचदा गोंधळलेले असते. हे फक्त दाबणे आणि sintering बद्दल नाही; ते अपेक्षा व्यवस्थापित करण्याबद्दल आहे—साहित्य आणि क्लायंट दोन्ही.

स्पेक शीट आणि शॉप फ्लोअरमधील अंतर

आम्ही अनेकदा चौकशी करतो, कधी कधी सारख्या भागीदारांद्वारे Qingdao Qiangsenyuan Technology Co., Ltd. (QSY), ज्यांना कास्टिंग आणि मशीनिंगचा सखोल अनुभव आहे, ते विचारतात की सध्या गुंतवणूक कास्टिंगद्वारे बनवलेला भाग बदलला जाऊ शकतो का पावडर धातुकर्म खर्च किंवा कामगिरीसाठी. पहिला प्रश्न हा आहे की आपण कधीच करू शकतो का? पण आपण पाहिजे? उच्च थकवा शक्ती आवश्यक असलेल्या जटिल गियरसाठी, पंतप्रधान जिंकू शकतात. परंतु साध्या, जाड-भिंतींच्या घरांसाठी, पारंपारिक कास्टिंग किंवा बार स्टॉकमधून मशीनिंग देखील बरेचदा स्वस्त असते, विशेषतः कमी व्हॉल्यूममध्ये. जवळच्या-नेट-आकाराचे आकर्षण शक्तिशाली आहे, परंतु त्या जटिल गीअर डायसाठी टूलिंगची किंमत एक प्रकल्प किलर असू शकते.

मला हायड्रोलिक वाल्व घटकासाठी एक प्रकल्प आठवतो. रेखांकनासाठी 7.4 g/cm3 ची घनता निर्दिष्ट केली आहे पावडर धातुकर्म स्टील गळती-घट्टपणा सुनिश्चित करण्यासाठी. आम्ही ते डबल प्रेसिंग आणि सिंटरिंगद्वारे साध्य केले, परंतु डायमेंशनल वॉरपेज पोस्ट-सिंटरिंग हे एक भयानक स्वप्न होते. भट्टीतून बाहेर पडताना भाग परिपूर्ण दिसत होता, परंतु CMM मोजमापांनी वेगळी कथा सांगितली. आम्ही प्री-फॉर्म डिझाइनला चिमटा काढण्यासाठी आठवडे घालवले, मूलत: विरुद्ध दिशेने विकृती निर्माण केली, जी पूर्णपणे अंतर्ज्ञानी वाटली. हे कार्य केले, परंतु विकासाच्या वेळेत 15% जोडले. ही छुपी किंमत आहे - पुनरावृत्ती.

येथेच मशीनिंग भागीदार असणे गैर-निगोशिएबल आहे. सर्वोत्कृष्ट PM प्रक्रियेसहही, तुम्हाला अनेकदा गंभीर सहनशीलता किंवा पृष्ठभाग पूर्ण करण्यासाठी अंतिम मशीनिंग पासची आवश्यकता असते. QSY सारखी कंपनी, त्यांच्या सह सीएनसी मशीनिंग कौशल्य, निर्णायक बनते. आपण त्यांना फक्त एक sintered भाग हात आणि चमत्कार अपेक्षा करू शकत नाही; सामग्री बनवलेल्या स्टीलपेक्षा वेगळ्या पद्धतीने वागते. हे अधिक अपघर्षक आहे आणि त्यात सच्छिद्रता असू शकते. आम्ही मशीनिस्टना पाठवलेल्या ड्रॉईंगवर सिंटर्ड घनता आणि कडकपणा निर्दिष्ट करण्यास शिकलो, केवळ मिश्र धातुचा दर्जाच नाही. नोटमध्ये अवशिष्ट सच्छिद्रता आहे, तीक्ष्ण साधने वापरणे प्रत्येकाची डोकेदुखी वाचवते.

लोह आणि कार्बनच्या पलीकडे साहित्याचे बारकावे

बेस लोखंडी पावडर फक्त कॅनव्हास आहे. ही कला ॲडिटीव्हजमध्ये आहे—पूर्व मिश्रित पावडर आणि स्नेहक. डिस्टलॉय सारख्या डिफ्यूजन-बॉन्डेड पावडरचा वापर करून, लोखंडाच्या कणांमध्ये निकेल आणि तांबे पूर्व-मिश्रित केलेले, केवळ एलिमेंटल पावडर मिसळण्याच्या तुलनेत सिंटरिंगनंतर बरेच एकसंध गुणधर्म देतात. पण ते अधिक महाग आहे. हाय-वेअर ऍप्लिकेशनसाठी, आम्ही मॉलिब्डेनम असलेल्या पूर्व-मिश्रित स्टील पावडरसह जाऊ शकतो, नंतर ताकदीसाठी तांबे आणि ग्रेफाइट घालू शकतो. सिंटरिंग वातावरण गंभीर बनते - डिकार्ब्युरायझेशन टाळण्यासाठी आंशिक व्हॅक्यूम किंवा क्रॅक केलेला अमोनिया. ते चुकीचे समजा, आणि तुमचे हार्डनेबल स्टील कडक होणार नाही.

एक सामान्य गैरसमज आहे की पीएमचे भाग मूळतः कमकुवत असतात. योग्य केले तर खरे नाही. कार्बोनिट्रायडिंग सारख्या केस हार्डनिंग प्रक्रियेद्वारे, आम्ही 60 HRC ची पृष्ठभागाची कठोरता प्राप्त केली आहे पावडर धातुकर्म स्टील ऑटोमोटिव्ह ट्रान्समिशनसाठी घटक. प्रथम पुरेशी घनता प्राप्त करणे ही मुख्य गोष्ट आहे. 6.8 g/cm3 वरील भागामध्ये एकमेकांशी जोडलेली सच्छिद्रता असते जी कार्बरायझिंग वायूला भिजवते आणि केसांची खोली विसंगत करते. ते 7.2 किंवा त्याहून अधिक वर ढकलले, आणि उष्णता उपचारादरम्यान ते अधिक घन पदार्थासारखे वागते.

अयशस्वी कथा: आम्ही एकदा अंडरकटसह लहान, उच्च-शक्तीचा लीव्हर बनवण्याचा प्रयत्न केला. डिझाईनमध्ये दुय्यम मशीनिंग टाळण्यासाठी दाबताना अंडरकट तयार करणे आवश्यक आहे. हुशार वाटत होता. पण डाईमधून बाहेर काढताना, तो नाजूक भाग, कॉम्पॅक्ट केलेला परंतु अद्याप सिंटर केलेला नाही (ज्याला आपण हिरवा भाग म्हणतो), जवळजवळ प्रत्येक वेळी क्रॅक झाला. प्रवाह सुधारण्यासाठी आणि घर्षण कमी करण्यासाठी आम्ही पावडर मिक्समध्ये विविध स्नेहक मिश्रणाचा प्रयत्न केला, परंतु पूर्ण यांत्रिक ताण खूप जास्त होता. आम्हाला भाग पुन्हा डिझाइन करावा लागला, आकार सोपे करून आणि अंडरकट तयार करण्यासाठी नंतरचे CNC ऑपरेशन स्वीकारले. हिरवी शक्ती काय हाताळू शकते याचा अतिरेकी अंदाज लावण्याची ही एक उत्कृष्ट घटना होती. धडा प्रक्रियेसाठी डिझाइन करणे हा होता, प्रक्रियेला डिझाइनमध्ये फिट होण्यास भाग पाडू नये.

जेव्हा पंतप्रधान इतर प्रक्रियांना भेटतात

ही एक मनोरंजक जागा आहे. कंपन्या आवडतात QSY मध्ये विशेष गुंतवणूक कास्टिंग आणि शेल मोल्ड कास्टिंग. मग पीएम कधी स्पर्धा करतो आणि कधी पूरक होतो? काही निकेल-आधारित सुपरॲलॉय सारख्या, मशीनसाठी कुख्यातपणे कठीण असलेल्या मिश्रधातूंसाठी, पीएम आणि गुंतवणूक कास्टिंग दोन्ही दावेदार आहेत. पीएम बारीक धान्य रचना देऊ शकतात. तथापि, खूप मोठ्या भागांसाठी (10 किलोपेक्षा जास्त विचार करा), मोठ्या प्रमाणात दाबणे अव्यवहार्य बनते आणि कास्टिंग अजूनही वर्चस्व गाजवते. आम्ही संकरित पध्दती पाहिल्या आहेत जिथे एक जटिल पीएम प्री-फॉर्म सिंटर केला जातो आणि नंतर ब्रेझिंग किंवा वेल्डिंगद्वारे कास्ट किंवा मशीन केलेल्या असेंब्लीमध्ये जोडला जातो. हे कोनाडा आहे, परंतु ते विशिष्ट समस्यांचे निराकरण करते.

त्यांच्या वेबसाइटवर, tsingtaocnc.com, QSY कोबाल्ट-आधारित आणि निकेल-आधारित मिश्रधातूंसारख्या सामग्रीची यादी करते. हे PM साठी देखील प्रमुख उमेदवार आहेत, विशेषत: उच्च तापमान प्रतिरोधक आणि परिधान गुणधर्म आवश्यक असलेल्या भागांसाठी, जसे की वाल्व सीट किंवा टर्बाइन ब्लेड. पावडर मार्ग या महाग मिश्र धातुंसाठी सामग्रीचा कचरा कमी करू शकतो. आव्हान दूषित परिचय न त्यांना sintering आहे; यासाठी अनेकदा उच्च-व्हॅक्यूम फर्नेसची आवश्यकता असते. त्या भट्टीच्या वेळेची किंमत भागाच्या किंमतीत बेक केली जाते. त्यामुळे निर्णय मॅट्रिक्स नेहमी व्हॉल्यूम, जटिलता आणि भौतिक खर्चावर परत येतो.

मला पोस्ट-सिंटरिंग ऑपरेशन्स आकर्षक वाटतात. सिंटर केलेला भाग पूर्ण झालेला नाही. त्याला आकारमान (डायमध्ये अंतिम री-प्रेस), पृष्ठभागावरील ऑक्साईड आणि सौम्य सीलिंगसाठी स्टीम ट्रिटमेंट किंवा विविध प्लेटिंग किंवा कोटिंग प्रक्रियेची आवश्यकता असू शकते. आमच्याकडे एकदा भागांचा एक तुकडा होता ज्यांनी सर्व यांत्रिक चाचण्या उत्तीर्ण केल्या होत्या परंतु गंज प्रतिकारासाठी मीठ स्प्रे चाचणी अयशस्वी झाली होती. सच्छिद्रता, जरी एकमेकांशी जोडलेली नसली तरीही, प्लेटिंग सोल्यूशनला अडकवत होती, जी नंतर बाहेर पडली आणि फोड निर्माण झाली. प्लेटिंग करण्यापूर्वी राळ गर्भधारणेची पायरी हे निराकरण होते—एक साधी, कमी किमतीची प्रक्रिया जी नेहमी मानक विशिष्ट पत्रकावर नसते परंतु काही विशिष्ट अनुप्रयोगांसाठी पूर्णपणे महत्त्वपूर्ण असते.

आर्थिक वास्तव आणि विशिष्ट सामर्थ्य

दिवसाच्या शेवटी, पावडर धातुकर्म स्टील जादूची गोळी नाही. ही एक अतिशय गोड जागा असलेली प्रक्रिया आहे. उच्च व्हॉल्यूम (टूलिंगची परिमार्जन करण्यासाठी), मध्यम ते उच्च जटिलता (नेट-आकाराचा फायदा घेण्यासाठी) आणि पीएम मायक्रोस्ट्रक्चरचा फायदा होणारी सामग्री. ऑटोमोटिव्ह इंजिन स्प्रॉकेट्स, पॉवर टूल गियर्स किंवा लॉक घटकांचा विचार करा. एकल-ऑफ प्रोटोटाइपसाठी किंवा खूप कमी व्हॉल्यूमसाठी, तुम्ही अनेकदा सॉलिडमधून मशिनिंग करणे अधिक चांगले आहे, जरी ते व्यर्थ असले तरीही. ब्रेक-इव्हन पॉइंट हा सतत चर्चेचा विषय असतो.

जिथे ते खरोखरच चमकते ते भौतिक संयोजनात आहे, जिथे आपण सहजपणे इतरत्र जाऊ शकत नाही. ग्रेडियंट स्ट्रक्चरसह भाग बनवणे-म्हणजे, एक टोक उत्तम थर्मल चालकतेसाठी तांब्याने समृद्ध आहे आणि दुसरे टोक मजबुतीसाठी एक मानक स्टील आहे—क्लियर डाय डिझाइन आणि पावडर लेयरिंगसह सिंगल प्रेस-सिंटर सायकलमध्ये शक्य आहे. पॉलिमरसह घुसलेल्या सच्छिद्र लोखंडी संरचनेचा वापर करून आम्ही अशाप्रकारे स्व-वंगण घालणाऱ्या बेअरिंगचा प्रयोग केला. हे कार्य केले, परंतु घुसखोरीची खोली सातत्याने नियंत्रित करणे हे एक आव्हान होते जे आम्ही मोठ्या प्रमाणात उत्पादनासाठी कधीही सोडवले नाही.

विस्तृत लँडस्केप पाहता, पीएम उत्पादक आणि अचूक यंत्रशास्त्रज्ञ यांच्यातील सहकार्य हे कार्यात्मक घटक प्रदान करते. सारखी फर्म Qingdao Qiangsenyuan Technology Co., Ltd. डाउनस्ट्रीम क्षमतेचे प्रतिनिधित्व करते जे अचूक अनुप्रयोगांसाठी PM व्यवहार्य बनवते. आम्ही जवळ-निव्वळ-आकार त्याच्या नियंत्रित सामग्री गुणधर्मांसह रिक्त करतो; ते ते त्याच्या अंतिम मितीय आणि पृष्ठभागाच्या शेवटच्या नशिबात आणतात. हे एक हँडऑफ आहे ज्यासाठी सामायिक समजून घेणे आवश्यक आहे - सिंटर्ड पृष्ठभाग भिन्न आहे हे जाणून घेणे, छिद्र कोठे असण्याची शक्यता आहे हे जाणून घेणे आणि त्यानुसार फीड, वेग आणि टूल पथ समायोजित करणे. तो संवाद, उपकरणाच्या कोणत्याही एका तुकड्यापेक्षा जास्त, मेटल पावडरला मशीनच्या विश्वसनीय भागामध्ये बदलतो.