पाउडर धातु इस्पात

जब तपाइँ 'पाउडर मेटलर्जी स्टील' सुन्नुहुन्छ, तत्काल छवि यी उत्तम, उच्च-प्रदर्शन कम्पोनेन्टहरू सीधा प्रयोगशाला डेटा पानाबाट बाहिर हुन सक्छ। त्यो आदर्श माइक्रोस्ट्रक्चर र उत्पादनको क्रूर अर्थशास्त्र बीचको व्यापार-अफको साथ पसलको भुइँमा वास्तविकता अक्सर गडबड हुन्छ। यो थिच्ने र सिंटरिङको बारेमा मात्र होइन; यो अपेक्षाहरू प्रबन्ध गर्ने बारे हो - सामग्री र ग्राहक दुवै।

स्पेस शीट र पसल फ्लोर बीचको ग्याप

हामी प्रायः सोधपुछ पाउँछौं, कहिलेकाहीं साझेदारहरू जस्तै Qingdao Qiangsenyuan टेक्नोलोजी कं, लिमिटेड (QSY), जसलाई कास्टिङ र मेसिनिङमा गहिरो अनुभव छ, यदि हाल लगानी कास्टिङ मार्फत बनाइएको भागलाई स्विच गर्न सकिन्छ कि भनेर सोध्दै पाउडर धातु विज्ञान लागत वा प्रदर्शन को लागी। पहिलो प्रश्न यो हो कि हामी कहिल्यै सक्दैनौं? तर हामीले गर्नुपर्छ? जटिल गियरको लागि उच्च थकान बल चाहिन्छ, PM जित्न सक्छ। तर साधारण, बाक्लो पर्खाल भएको आवासको लागि, परम्परागत कास्टिङ वा बार स्टकबाट मेसिनिङ पनि प्रायः सस्तो रहन्छ, विशेष गरी कम मात्रामा। नजिकको-नेट-आकारको आकर्षण शक्तिशाली छ, तर त्यो जटिल गियर डाइको लागि उपकरण लागत एक परियोजना हत्यारा हुन सक्छ।

म हाइड्रोलिक भल्भ कम्पोनेन्टको लागि एउटा परियोजना सम्झन्छु। रेखाचित्रले 7.4 g/cm3 को घनत्व निर्दिष्ट गरेको छ पाउडर धातु इस्पात चुहावट-जकड़न सुनिश्चित गर्न। हामीले यसलाई डबल प्रेसिंग र सिंटरिङ मार्फत हासिल गर्यौं, तर आयामी वारपेज पोस्ट-सिन्टरिङ एक दुःस्वप्न थियो। भाग भट्टीबाट बाहिर निस्केको राम्रो देखिन्थ्यो, तर CMM मापनले फरक कथा भने। हामीले प्रि-फार्म डिजाइनलाई ट्वीक गर्न हप्ताहरू बितायौं, अनिवार्य रूपमा विपरित दिशामा विरूपण निर्माण गर्दै, जुन पूर्ण रूपमा काउन्टर-सहज महसुस भयो। यसले काम गर्यो, तर यसले विकास समयमा 15% थप्यो। त्यो लुकेको लागत हो - पुनरावृत्ति।

यो जहाँ मेशिन साझेदार हुनु गैर-वार्तालाप योग्य छ। सबै भन्दा राम्रो PM प्रक्रियाको साथमा पनि, तपाईंलाई अक्सर महत्वपूर्ण सहिष्णुता वा सतह फिनिशको लागि अन्तिम मेसिनिंग पास चाहिन्छ। QSY जस्तो कम्पनी, तिनीहरूको साथ सीएनसी मेसिन विशेषज्ञता, महत्त्वपूर्ण हुन्छ। तपाईंले तिनीहरूलाई सिन्टेड भाग मात्र हस्तान्तरण गर्न सक्नुहुन्न र चमत्कारहरूको आशा गर्न सक्नुहुन्न; सामग्रीले स्टिल भन्दा फरक व्यवहार गर्दछ। यो अधिक घर्षण छ र porosity हुन सक्छ। हामीले मिश्र धातु ग्रेड मात्र होइन, मेसिनिस्टहरूलाई पठाउने रेखाचित्रमा सिन्टर्ड घनत्व र कठोरता निर्दिष्ट गर्न सिक्यौं। एक नोट जस्तै अवशिष्ट porosity समावेश, तीखो उपकरण प्रयोग सबैलाई टाउको दुखाइ बचाउँछ।

फलाम र कार्बन परे सामग्री सूक्ष्मताहरू

आधार फलामको पाउडर मात्र क्यानभास हो। कला additives मा छ - पूर्व मिश्र धातु पाउडर र लुब्रिकेन्ट। डिस्टलोय जस्ता डिफ्युजन-बन्डेड पाउडर प्रयोग गरेर, फलामका कणहरूमा निकेल र तामा पूर्व-मिश्रित गरी, एलिमेन्टल पाउडरहरू मिलाउने तुलनामा सिन्टरिङ पछि धेरै समान गुणहरू दिन्छ। तर यो बढी महँगो छ। हाई-वेयर एप्लिकेसनको लागि, हामी मोलिब्डेनम भएको पूर्व-मिश्रित स्टील पाउडरको साथ जान सक्छौं, त्यसपछि तामा र ग्रेफाइट थप्नुहोस्। सिंटरिङ वातावरण महत्वपूर्ण हुन्छ - डिकार्बराइजेशन रोक्नको लागि आंशिक भ्याकुम वा क्र्याक अमोनिया। त्यो गलत हुनुहोस्, र तपाईंको कठोर इस्पात कठोर हुनेछैन।

त्यहाँ एक सामान्य गलत धारणा छ कि PM भागहरू स्वाभाविक रूपमा कमजोर छन्। सहि हो भने सत्य होइन । कार्बोनिट्राइडिङ जस्ता केस कडा बनाउने प्रक्रियाहरूमार्फत, हामीले ६० HRC को सतह कठोरता हासिल गरेका छौं। पाउडर धातु इस्पात मोटर वाहन प्रसारण लागि घटक। कुञ्जी पहिले पर्याप्त घनत्व प्राप्त गर्नु हो। 6.8 g/cm3 मा एक भागमा अन्तरसम्बन्धित पोरोसिटी हुनेछ जसले कार्बराइजिंग ग्यासलाई भिजाउँछ र असंगत केसको गहिराइमा लैजान्छ। यसलाई 7.2 वा उच्चमा पुश गर्नुहोस्, र यसले तातो उपचारको बेला ठोस सामग्री जस्तै व्यवहार गर्दछ।

असफलताको कथा: हामीले एक पटक एउटा सानो, उच्च-शक्तिको लिभरलाई अन्डरकटको साथ बनाउने प्रयास गर्यौं। डिजाइनले माध्यमिक मेसिनिङबाट बच्नको लागि थिच्ने क्रममा अन्डरकट गठन गर्न आह्वान गर्‍यो। चलाख लाग्थ्यो । तर डाईबाट बाहिर निकाल्ने क्रममा, त्यो नाजुक खण्ड, कम्प्याक्ट गरिएको तर अझै सिन्टर गरिएको छैन (जसलाई हामी हरियो भाग भन्छौं), लगभग हरेक पटक फुट्छ। हामीले प्रवाह सुधार गर्न र घर्षण कम गर्न पाउडर मिक्समा विभिन्न स्नेहक मिश्रणहरू प्रयास गर्यौं, तर पूर्ण मेकानिकल तनाव धेरै उच्च थियो। हामीले भागलाई पुन: डिजाइन गर्नुपर्‍यो, आकारलाई सरल बनाउँदै र अन्डरकट सिर्जना गर्न पछिको सीएनसी अपरेशन स्वीकार गर्दै। यो हरियो बलले के सम्हाल्न सक्छ भनेर अतिआकलन गर्ने क्लासिक मामला थियो। पाठ प्रक्रियाको लागि डिजाइन गर्नु थियो, प्रक्रियालाई डिजाइनमा फिट गर्न बाध्य पार्नु हुँदैन।

जब प्रधानमन्त्रीले अन्य प्रक्रियाहरू भेट्छन्

यो एक रोचक ठाउँ हो। कम्पनीहरूले मन पराउँछन् QSY मा विशेषज्ञता लगानी कास्टिङ र खोल मोल्ड कास्टिङ। त्यसोभए PM कहिले प्रतिस्पर्धा गर्छ, र कहिले पूरक हुन्छ? मिसिनका लागि कुख्यात रूपमा गाह्रो हुने मिश्र धातुहरूका लागि, जस्तै केही निकल-आधारित सुपरअलोयहरू, PM र लगानी कास्टिङ दुवै दावेदार हुन्। प्रधानमन्त्रीले राम्रो अन्न संरचना प्रस्ताव गर्न सक्नुहुन्छ। यद्यपि, धेरै ठूला भागहरूको लागि (१० किलोग्राम भन्दा बढी सोच्नुहोस्), ठूलो मात्रामा थिच्नु अव्यावहारिक हुन्छ, र कास्टिङले अझै पनि हावी हुन्छ। हामीले हाइब्रिड दृष्टिकोणहरू देखेका छौं जहाँ जटिल PM प्रि-फार्मलाई सिन्टेर गरिएको छ र त्यसपछि ब्राजिङ वा वेल्डिङ मार्फत कास्ट वा मेशिन एसेम्बलीमा जोडिएको छ। यो आला छ, तर यसले विशिष्ट समस्याहरू समाधान गर्दछ।

तिनीहरूको वेबसाइटमा, tsingtaocnc.com, QSY ले कोबाल्ट-आधारित र निकल-आधारित मिश्रहरू जस्ता सामग्रीहरू सूचीबद्ध गर्दछ। यी पनि प्रधानमन्त्रीका लागि प्रमुख उम्मेदवारहरू हुन्, विशेष गरी उच्च तापक्रम प्रतिरोध र पहिरन गुणहरू आवश्यक पर्ने भागहरू, जस्तै भल्भ सीट वा टर्बाइन ब्लेडहरू। पाउडर मार्गले यी महँगो मिश्र धातुहरूको लागि भौतिक अपशिष्टलाई कम गर्न सक्छ। चुनौती प्रदूषकहरू परिचय नगरी तिनीहरूलाई sintering छ; यसलाई प्रायः उच्च भ्याकुम भट्टीहरू चाहिन्छ। त्यो फर्नेस समयको लागत भाग मूल्यमा बेक हुन्छ। त्यसैले निर्णय म्याट्रिक्स सधैं भोल्युम, जटिलता, र सामग्री लागत मा फर्किन्छ।

मलाई पोस्ट-सिन्टरिंग अपरेशनहरू आकर्षक लाग्छ। सिन्टेड भाग समाप्त भएको छैन। यसलाई साइजिङ (डाइमा अन्तिम पुन: प्रेस), सतह अक्साइड र हल्का सीलको लागि स्टीम उपचार, वा विभिन्न प्लेटिङ वा कोटिंग प्रक्रियाहरू आवश्यक पर्दछ। हामीसँग एक पटक भागहरूको ब्याच थियो जसले सबै मेकानिकल परीक्षणहरू पास गर्यो तर जंग प्रतिरोधको लागि नुन स्प्रे परीक्षण असफल भयो। पोरोसिटी, यदि आपसमा जोडिएको छैन भने पनि, प्लेटिङ समाधानलाई जालमा राख्दै थियो, जुन पछि बाहिर निस्कियो र छाला निम्त्याउँछ। फिक्स प्लेटिङ अघि राल गर्भाधान चरण थियो - एक सरल, कम लागत प्रक्रिया जुन सधैं मानक विशिष्ट पानामा हुँदैन तर निश्चित अनुप्रयोगहरूको लागि बिल्कुल महत्वपूर्ण छ।

आर्थिक वास्तविकता र आला शक्तिहरू

दिनको अन्त्यमा, पाउडर धातु इस्पात जादुई गोली होइन। यो एक धेरै मीठो ठाउँ संग एक प्रक्रिया हो। उच्च भोल्युम (टूलिङलाई परिशोधन गर्न), मध्यम देखि उच्च जटिलता (नेट-आकार लाभको लाभ उठाउन), र PM माइक्रोस्ट्रक्चरबाट लाभ उठाउने सामग्री। अटोमोटिभ इन्जिन स्प्रोकेटहरू, पावर उपकरण गियरहरू, वा लक कम्पोनेन्टहरू बारे सोच्नुहोस्। एकल-अफ प्रोटोटाइपहरू वा धेरै कम भोल्युमहरूको लागि, तपाईं प्रायः ठोसबाट मेसिनिङ गर्नु राम्रो हुन्छ, भले पनि यो बेकार हो। ब्रेक-इवन पोइन्ट बहसको निरन्तर विषय हो।

जहाँ यो साँच्चै चम्कन्छ भौतिक संयोजनमा तपाईं सजिलै अन्यत्र प्राप्त गर्न सक्नुहुन्न। ग्रेडियन्ट ढाँचाको साथ एक भाग बनाउनु - भन्नुहोस्, राम्रो थर्मल चालकताको लागि एक छेउमा तामा र अर्को छेउ बलको लागि मानक स्टिल - चतुर डाइ डिजाइन र पाउडर लेयरिङको साथ एकल प्रेस-सिन्टर चक्रमा सम्भव छ। हामीले पोलिमरसँग घुसपैठ गरिएको झरझरा फलामको संरचना प्रयोग गरेर यस प्रकारको सेल्फ-लुब्रिकेटिङ बियरिङ प्रयोग गर्यौं। यसले काम गर्‍यो, तर घुसपैठको गहिराइलाई निरन्तर रूपमा नियन्त्रण गर्नु एउटा चुनौती थियो जुन हामीले ठूलो उत्पादनको लागि पूर्ण रूपमा समाधान गर्न सकेनौं।

फराकिलो परिदृश्यलाई हेर्दा, PM उत्पादकहरू र सटीक मेसिनिस्टहरू बीचको सहकार्यले कार्यात्मक घटक प्रदान गर्दछ। फर्म जस्तै Qingdao Qiangsenyuan टेक्नोलोजी कं, लिमिटेड डाउनस्ट्रीम क्षमताको प्रतिनिधित्व गर्दछ जसले PM लाई सटीक अनुप्रयोगहरूको लागि व्यवहार्य बनाउँछ। हामी यसको नियन्त्रित सामग्री गुणहरूसँग नजिकको-नेट-आकार खाली बनाउँछौं; तिनीहरूले यसलाई यसको अन्तिम आयाम र सतह समाप्त गन्तव्यमा ल्याउँछन्। यो एक ह्यान्डअफ हो जसलाई साझा बुझाइ चाहिन्छ - सिंटर गरिएको सतह फरक छ भनेर जान्नु, पोरोसिटी कहाँ हुन सक्छ भन्ने थाहा पाउनु, र तदनुसार फिड, गति, र उपकरण मार्गहरू समायोजन गर्नुहोस्। त्यो संवाद, उपकरणको कुनै एक टुक्रा भन्दा बढी, धातु पाउडरलाई भरपर्दो मेसिनको भागमा परिणत गर्दछ।