पावडर धातूचे प्रकार

जेव्हा कोणी 'पावडर मेटलर्जी प्रकार' बद्दल विचारते, तेव्हा तत्काळ पाठ्यपुस्तकातील उत्तर सामान्यत: एक व्यवस्थित यादी असते: प्रेस आणि सिंटर, मेटल इंजेक्शन मोल्डिंग, हॉट आयसोस्टॅटिक प्रेसिंग इ. परंतु व्यवहारात, ते वर्गीकरण जवळजवळ खूप स्वच्छ आहे. एका विशिष्ट भागासाठी तुम्ही एकमेकांवर का निवड कराल याची सूक्ष्मता आणि त्या प्रत्येकासोबत येणाऱ्या वास्तविक-जगातील तडजोड या गोष्टींची जाणीव होत नाही. मी बर्याच डिझाईन्समध्ये पाहिले आहेत जेथे निवड प्रक्रियेच्या मर्यादांबद्दल सखोल समजून घेण्याऐवजी कॅटलॉग वर्णनावर आधारित आहे. तुम्ही काम करत असलेला, टिकणारा आणि बजेटला धक्का न देणारा भाग बनवण्याचा प्रयत्न करत असताना या प्रकारांचा प्रत्यक्षात काय अर्थ होतो याबद्दल बोलूया.

वर्कहॉर्स: परंपरागत प्रेस आणि सिंटर

येथूनच बहुतेक लोक प्रारंभ करतात आणि चांगल्या कारणास्तव. हे तुलनेने साध्या आकारांच्या उच्च व्हॉल्यूमसाठी किफायतशीर आहे. तुम्ही धातूची पावडर घ्या, डाई भरा, उच्च दाबाखाली दाबा आणि नंतर कणांना बांधण्यासाठी भट्टीत सिंटर करा. येथे की 'तुलनेने सोपे आहे.' अंडरकट्स? विसरून जा. भिंतीच्या जाडीत लक्षणीय फरक? तुम्ही घनता ग्रेडियंटसह समस्या विचारत आहात जे कार्यप्रदर्शनामध्ये दर्शविले जातील.

आमच्याकडे एकदा लहान गियर घटकासाठी एक प्रकल्प होता. रेखाचित्र परिपूर्ण दिसत होते दाबा आणि सिंटर. परंतु क्लायंटकडे टिकवून ठेवण्याच्या रिंगसाठी तीक्ष्ण, खोल खोबणी होती. सिंटरिंग स्टेजमध्ये, तो पातळ विभाग विकृत झाला. आम्हाला परत जावे लागले आणि खोबणीला अधिक सौम्य त्रिज्यामध्ये पुन्हा डिझाइन करावे लागले, ज्यासाठी नंतर वीण भागामध्ये बदल करणे आवश्यक होते. हे छोटे तपशील आहेत जे ब्रोशरमध्ये नाहीत. यांत्रिक गुणधर्म सभ्य आहेत, परंतु ते ॲनिसोट्रॉपिक आहेत - प्रेसच्या दिशेला अधिक मजबूत लंब आहेत. तुमचे लोड केस त्याशी जुळलेले नसल्यास, तुम्हाला हे माहित असणे आवश्यक आहे.

मूलभूत संरचनात्मक भागांसाठी लोह-तांबे-कार्बन मिश्रणापासून ते कमी मिश्रधातूच्या स्टील्सपर्यंत येथे सामग्रीची श्रेणी विस्तृत आहे. परंतु जेव्हा तुम्ही प्रेस आणि सिंटर पार्टसाठी स्टेनलेस स्टीलसारख्या गोष्टींसाठी विनंती करता तेव्हा तुम्हाला सावधगिरी बाळगावी लागेल. क्रोमियम ऑक्सिडेशन टाळण्यासाठी सिंटरिंग वातावरण घट्टपणे नियंत्रित करणे आवश्यक आहे, ज्यामुळे किंमत वाढते. काहीवेळा, वेगळे सुचवणे अधिक योग्य आहे पावडर धातुकर्म मार्ग किंवा पूर्णपणे भिन्न उत्पादन प्रक्रिया.

जेव्हा जटिलता गैर-निगोशिएबल असते: मेटल इंजेक्शन मोल्डिंग (एमआयएम)

तुमचा भाग प्लॅस्टिक इंजेक्शन मोल्डेड घटकासारखा दिसतो परंतु मेटल असणे आवश्यक असते तेव्हा एमआयएम हे उत्तर असते. जटिल, लहान, गुंतागुंतीच्या आकारांचा विचार करा—विषम कोनांवर अनेक छिद्रे असलेले कंस, शस्त्रक्रिया उपकरणे जबडा, लघु लॉक घटक. प्रक्रियेमध्ये पॉलिमर बाईंडरमध्ये बारीक धातूची पावडर मिसळते, इंजेक्शनने ते मोल्ड केले जाते, बाईंडरला बांधले जाते आणि सिंटर केले जाते. तुम्हाला जवळपास पूर्ण घनता आणि उत्कृष्ट आकाराची निष्ठा मिळते.

झेल? ही एक लांब, अधिक नाजूक प्रक्रिया साखळी आहे. बंधनकारक अवस्था गंभीर आणि संथ आहे; घाई करा, आणि तुम्हाला फोड किंवा फोड येतील. अंतिम सिंटरिंग दरम्यान संकोचन देखील लक्षणीय आणि अंदाज करण्यायोग्य आहे, परंतु त्याची तंतोतंत भरपाई करण्यासाठी तुम्ही मोल्ड टूलिंग डिझाइन केले पाहिजे. मला कनेक्टर घटकांचा एक बॅच आठवतो जिथे टूलिंग लवकर, थोडेसे बंद मटेरियल संकोचन घटकाच्या आधारावर कापले गेले होते. संपूर्ण धाव काही टक्के गुणांनी कमी झाली. निरुपयोगी. धडा नेहमी, तुम्ही उत्पादनासाठी वापरण्याची योजना करत असलेल्या अचूक पावडर आणि बाईंडर फीडस्टॉकसह नेहमी चाचण्या चालवा.

किंमतीनुसार, ते प्रेस आणि सिंटरपेक्षा जास्त आहे, परंतु योग्य अनुप्रयोगासाठी, ते अजेय आहे. आम्ही क्लायंटसाठी जटिल, उच्च-कार्यक्षमता आकारांची आवश्यकता असलेल्या एमआयएम भागांचे स्रोत केले आहेत जेथे ठोस पासून मशीनिंग प्रतिबंधितपणे महाग असेल. कंपन्या आवडतात Qingdao Qiangsenyuan Technology Co., Ltd.(QSY), अचूक कास्टिंग आणि मशीनिंगमध्ये त्यांच्या खोल पार्श्वभूमीसह, MIM भागांवर बहुमोल दुय्यम ऑपरेशन्स प्रदान करतात, जसे की अचूक CNC सिंटरिंगनंतर गंभीर डेटाम पृष्ठभागावर मशीनिंग करणे अशा सहनशीलतेला मारणे ज्याची खात्री केवळ MIM प्रक्रियाच देऊ शकत नाही.

उच्च-कार्यक्षमता क्षेत्र: हॉट आयसोस्टॅटिक प्रेसिंग (HIP) आणि पलीकडे

येथे तुम्ही अशा भागांसाठी जाल ज्यामध्ये कोणतेही शून्य असू शकत नाही. म्हणजे, शून्य सच्छिद्रता. एरोस्पेस टर्बाइन ब्लेड्स, प्रीमियम मेडिकल इम्प्लांट्स, गंभीर डाउनहोल ऑइल आणि गॅस घटक. एचआयपी पूर्व-निर्मित पावडर कॉम्पॅक्ट (बहुतेकदा सीलबंद कंटेनरमध्ये कॅप्स्युलेट केलेले) उच्च तापमान आणि एकाच वेळी सर्व बाजूंनी आयसोस्टॅटिक गॅस प्रेशरच्या अधीन करते. परिणाम पूर्णपणे दाट, एकसंध मायक्रोस्ट्रक्चर आहे.

खर्च प्रचंड आहे. उपकरणे खरेदी करणे आणि चालवणे आश्चर्यकारकपणे महाग आहे. ही उच्च-आवाज प्रक्रिया नाही. तुम्ही ते सर्वाधिक मागणी असलेल्या ॲप्लिकेशन्ससाठी वापरत आहात. कास्टिंगमधील अंतर्गत दोष बरे करण्यासाठी HIP वापरणे हा एक मनोरंजक संकरित दृष्टीकोन आहे. हे असे क्षेत्र आहे जेथे पुरवठादाराचे साहित्य कौशल्य सर्वोपरि आहे. उदाहरणार्थ, निकेल-आधारित किंवा कोबाल्ट-आधारित अशा विशेष मिश्रधातूंसह काम करणे - QSY सारख्या कंपन्यांद्वारे केलेल्या गुंतवणूक कास्टिंग कार्यामध्ये सामान्य (आपण त्यांची सामग्री श्रेणी येथे पाहू शकता https://www.tsingtaocnc.comअवांछित फेज निर्मिती टाळण्यासाठी HIP सायकल दरम्यान पावडर कसे वागते याचे अचूक ज्ञान आवश्यक आहे.

HIP च्या पलीकडे, उदयोन्मुख आणि विशेष प्रकारांचे संपूर्ण जग आहे. प्रगत सिरेमिक आणि कंपोझिटसाठी स्पार्क प्लाझ्मा सिंटरिंग. धातूंचे अतिरिक्त उत्पादन, जे मूलत: स्तर-दर-स्तर असते पावडर धातुकर्म. पण AM सह, तुम्ही लेसर किंवा इलेक्ट्रॉन बीमच्या थर्मल स्ट्रेससाठी HIP च्या समस्थानिक दाबाचा व्यापार करत आहात. तयार केलेली पृष्ठभागाची समाप्ती आणि अंतर्गत ताण स्थिती पूर्णपणे भिन्न प्राणी आहेत, बहुतेकदा सूक्ष्म-सच्छिद्रता बंद करण्यासाठी HIP पोस्ट-प्रक्रिया आवश्यक असते. पावडर एकत्रीकरण टूलबॉक्समध्ये हा एक वेगळा प्रकार आणि अधिक नवीन साधन आहे.

साहित्य हा संदेश आहे

तुम्ही प्रक्रियेचा प्रकार साहित्यापासून वेगळे करू शकत नाही. बद्दल बोलत आहे पावडर धातूचे प्रकार चर्चा न करता पावडर हे घटकांचा उल्लेख न करता स्वयंपाक करण्याबद्दल बोलण्यासारखे आहे. वॉटर अणुयुक्त पावडर स्वस्त आहे, आकारात अनियमित आहे आणि प्रेस आणि सिंटरसाठी चांगली आहे. गॅस अणुयुक्त पावडर गोलाकार आहे, एमआयएम किंवा एएमसाठी चांगले प्रवाहित आहे, परंतु अधिक महाग आहे. मिश्रधातूची पद्धतही महत्त्वाची आहे—तुम्ही प्री-अलॉयड पावडर वापरत आहात की एलिमेंटल पावडर मिक्स करत आहात? प्री-अलॉयड अधिक एकसमान गुणधर्म देते परंतु ते महाग आहे. एलिमेंटल मिक्सिंग योग्यरित्या प्रक्रिया न केल्यास एकसमानता होऊ शकते.

आमच्याकडे सिंटर-हार्डनिंग स्टीलच्या भागावर अयशस्वी विश्लेषण प्रकरण होते. हे उच्च-पोशाख अनुप्रयोगासाठी निर्दिष्ट केले होते. भाग प्रारंभिक QC उत्तीर्ण झाला परंतु शेतात अकाली अपयशी ठरला. धातूशास्त्राने राखून ठेवलेल्या ऑस्टेनाइटचे स्थानिकीकरण केलेले क्षेत्र दर्शविले, जे मऊ आहे. मूळ कारण? दाबण्यापूर्वी बेस आयर्न पावडरसह ग्रेफाइट (कार्बन) ऍडिटीव्हचे विसंगत मिश्रण. सिंटरिंग दरम्यान, कार्बन एकसमानपणे पसरत नाही, त्यामुळे काही भाग योग्यरित्या कठोर होत नाहीत. आधीच द्रावणात असलेल्या कार्बनसह पूर्व-मिश्रित स्टील पावडरवर स्विच करणे हे निराकरण होते. समस्या सोडवली, परंतु 15% सामग्री खर्च वाढली. असाच व्यवहार रोज होतो.

म्हणूनच या स्तरावर साहित्य समजणाऱ्या फाउंड्री किंवा मशीन शॉपशी भागीदारी करणे महत्त्वाचे आहे. 30 वर्षे कास्टिंग आणि मशीनिंगमध्ये असलेली कंपनी, QSY सारखी, ती मेटलर्जिकल अंतर्ज्ञान आणते. ते कदाचित पावडर बनवत नसतील, परंतु त्यांच्या कामामुळे ही सामग्री उष्णता आणि तणावाखाली कशी वागते हे त्यांना माहित आहे कास्ट लोह, स्टील, स्टेनलेस स्टील आणि विशेष मिश्र धातु. जेव्हा तुम्ही PM मार्ग निवडता आणि तो भाग पोस्ट-सिंटरिंग कसे कार्य करेल याचा अंदाज घेत असता तेव्हा क्रॉस-प्रोसेस ज्ञान अमूल्य असते.

पारंपारिक उत्पादनासह अभिसरण

रेषा अस्पष्ट आहेत. आता एक अतिशय सामान्य मार्ग आहे a पावडर धातुकर्म जवळ-निव्वळ-आकार प्रक्रिया त्यानंतर अचूक मशीनिंग. तुम्ही MIM करू शकता किंवा त्याच्या अंतिम आकाराच्या 95% भागावर दाबा आणि सिंटर करू शकता, नंतर एक अचूक बोअर, थ्रेड्स किंवा गंभीर सीलिंग पृष्ठभाग मशीनसाठी CNC मिलमध्ये आणा. हा संकरित दृष्टीकोन किंमत आणि कार्यप्रदर्शन इष्टतम करतो.

मी व्हॉल्व्ह बॉडीवर काम केले आहे जिथे मुख्य जटिल अंतर्गत पॅसेज MIM द्वारे तयार केले गेले होते, परंतु फ्लँज चेहरे आणि थ्रेड पोर्ट सीएनसी मशीनिंग पोस्ट-सिंटरिंग होते. त्या विशिष्ट वैशिष्ट्यांवर आवश्यक पृष्ठभाग पूर्ण करणे आणि भूमितीय सहिष्णुता प्राप्त करण्याचा हा एकमेव मार्ग होता. QSY च्या शेल मोल्ड कास्टिंग, इन्व्हेस्टमेंट कास्टिंग आणि CNC मशीनिंगवर लक्ष केंद्रित केल्याप्रमाणे PM कौशल्य आणि इन-हाऊस मशीनिंग दोन्ही ऑफर करणारा पुरवठादार या प्रकारच्या एकात्मिक उत्पादन सोल्यूशनसाठी योग्य स्थितीत आहे. हे संप्रेषण आणि जबाबदारी सुलभ करते.

पीएम प्रकाराची निवड हा एक वेगळा निर्णय नाही. उत्पादन योजनेतील ही पहिली पायरी आहे. तुम्हाला विचारावे लागेल: कोणत्या दुय्यम ऑपरेशन्सची आवश्यकता असेल? भाग कसा पूर्ण होईल? लेपित? सिंटरिंग प्रक्रियेचा पृष्ठभागाच्या रसायनशास्त्रावर परिणाम होतो, ज्यामुळे प्लेटिंग आसंजन किंवा पेंट कार्यक्षमतेवर परिणाम होऊ शकतो. हे सर्व जोडलेले आहे. मेनूमधून फक्त 'टाइप' निवडणे ही सर्वात मोठी चूक आहे. हे अभियांत्रिकी पुरवठा साखळी आणि कार्यात्मक घटक वितरीत करणारी प्रक्रिया साखळी आहे. पावडर फक्त सुरुवात आहे.