*-=-*p#-=-#Когда говорят о *-=-*strong#-=-#порошковой металлургии*-=-*/strong#-=-#, многие сразу представляют себе простые подшипники или втулки, дескать, технология для массового, но неответственного производства. Это, конечно, заблуждение, и довольно опасное. На самом деле, спектр деталей, которые мы получаем методом прессования и спекания порошков, давно вышел за рамки ?железок? для бытовой техники. Я сам долгое время работал в основном с литьем, как, например, в компании Qingdao Qiangsenyuan Technology Co., Ltd.(QSY), где три десятилетия оттачивают shell mold и investment casting. Но когда начал плотнее сталкиваться с задачами, где критична пористость под контролем, или нужна сложная форма с минимальной последующей механической обработкой, взгляд на *-=-*strong#-=-#изделия из металлических порошков*-=-*/strong#-=-# кардинально поменялся.*-=-*/p#-=-#*-=-*h2#-=-#От литейного цеха к пресс-формам: почему иногда выбирают порошок*-=-*/h2#-=-#*-=-*p#-=-#Вот смотрите. QSY, как я понимаю по их сайту https://www.tsingtaocnc.com, сильна в точном литье и последующей ЧПУ-обработке. Это логичная цепочка для сложных конфигураций из жаропрочных сплавов. Но есть нюанс. Иногда заказчик приходит с чертежом детали, которая по геометрии вроде бы идеально ложится на литье по выплавляемым моделям, но материал — тот же самый железный порошок с добавками меди и графита. И требования по прочности на сжатие и износостойкости специфические. Литьем такую структуру не получишь — будут ликвации, раковины. А порошковая технология позволяет равномерно распределить легирующие элементы еще на этапе смешивания. Это принципиально.*-=-*/p#-=-#*-=-*p#-=-#Был у нас опыт, пытались сделать аналог одной детали топливной аппаратуры сначала из спеченного порошка, потом пробовали отливать из нержавейки. Так вот, литая деталь после всех обработок по стоимости вышла почти в полтора раза дороже, и по результатам испытаний на циклическую нагрузку — показала худшую усталостную прочность. Пористая (но контролируемо пористая!) структура спеченной детали как-то лучше гасила микродеформации. Это был показательный случай.*-=-*/p#-=-#*-=-*p#-=-#Конечно, не все так радужно. Главный камень преткновения — пресс-форма. Ее проектирование и изготовление под *-=-*strong#-=-#порошковую металлургию*-=-*/strong#-=-# — это отдельное искусство. Нужно точно рассчитать усадку при спекании, учесть направление прессования, чтобы плотность была равномерной. Ошибка в форме — и партия в утиль. В литье, при всей сложности, есть больше возможностей для исправления геометрии последующей механической обработкой. А здесь — деталь вышла из печи, и если есть отклонение, часто уже ничего не сделаешь.*-=-*/p#-=-#*-=-*h2#-=-#Материалы: не только железо*-=-*/h2#-=-#*-=-*p#-=-#Еще один стереотип — что порошковая металлургия работает только с черными металлами. Это в корне неверно. Да, железо-углеродистые, железо-медные композиции — это основа рынка. Но когда мы говорим о высокотехнологичных отраслях, там фигурируют совсем другие порошки. Например, быстрорежущие стали для режущего инструмента. Или, что ближе к профилю QSY, — спеченные жаропрочные сплавы на никелевой основе.*-=-*/p#-=-#*-=-*p#-=-#Интересный момент с никелевыми суперсплавами. Их, конечно, чаще льют или куют. Но для некоторых типов уплотнительных колец, работающих в агрессивной среде, именно метод порошковой металлургии позволяет добиться уникального сочетания коррозионной стойкости и заданной пластичности. Правда, стоимость порошка здесь заоблачная, и весь процесс требует атмосферы защитного газа или вакуума на всех этапах. Не каждый цех возьмется.*-=-*/p#-=-#*-=-*p#-=-#В контексте компании, которая работает с кобальтовыми и никелевыми сплавами для литья, логично было бы рассматривать *-=-*strong#-=-#порошковые изделия*-=-*/strong#-=-# не как конкурента, а как дополнение к технологической линейке. Допустим, базовая сложная форма отливается, а ответственные изнашиваемые вставки в нее — прессуются из специального порошкового материала. Симбиоз технологий часто дает оптимальный результат.*-=-*/p#-=-#*-=-*h2#-=-#Пористость: недостаток или преимущество?*-=-*/h2#-=-#*-=-*p#-=-#Это, пожалуй, самый тонкий момент в понимании сути технологии. Неспециалист смотрит на микроструктуру спеченной детали, видит поры и говорит: ?Недоделка?. А для инженера это — функциональная характеристика. Эту пористость можно делать разной: закрытой, изолированной, или открытой, сообщающейся.*-=-*/p#-=-#*-=-*p#-=-#Классический пример — самосмазывающиеся подшипники. Поры заполняются маслом, и в процессе работы оно постепенно выходит на поверхность, снижая трение. Литьем такого эффекта не добьешься. Или фильтры для расплавленных металлов — тут нужна именно открытая, губчатая структура с точно выверенным размером пор. Это чистая *-=-*strong#-=-#порошковая металлургия*-=-*/strong#-=-#, альтернатив нет.*-=-*/p#-=-#*-=-*p#-=-#Но и здесь есть подводные камни. Если нужно добиться высокой плотности, близкой к теоретической (для ответственных силовых деталей), процесс усложняется. Применяют двойное прессование-двойное спекание, горячее прессование. Это уже не та дешевая история, про которую все думают. Себестоимость растет, и экономический смысл появляется только при больших сериях или когда другие методы вообще неприменимы.*-=-*/p#-=-#*-=-*h2#-=-#Точность размеров и финишная обработка*-=-*/h2#-=-#*-=-*p#-=-#?Детали порошковой металлургии не требуют механической обработки? — еще один миф, который кочует из учебника в учебник. Да, технология обеспечивает хорошую точность формы, особенно в плоскости, перпендикулярной направлению прессования. Но такие элементы, как резьба, отверстия под углом, канавки сложного профиля, почти всегда требуют последующей доработки на станках.*-=-*/p#-=-#*-=-*p#-=-#И вот тут как раз возникает точка соприкосновения с такими компаниями, как QSY, у которых в арсенале мощное подразделение ЧПУ-обработки. Спеченная заготовка — это отличная отправная точка для финишных операций. Материал уже прошел термообработку (спекание), он однороден, в нем нет внутренних напряжений, как иногда бывает в литых заготовках. Обрабатывать его часто проще и предсказуемее.*-=-*/p#-=-#*-=-*p#-=-#Помню историю с одной шестерней. Ее зубчатый венец с высокой точностью получили сразу при прессовании, а вот ступицу с шпоночным пазом и соосными отверстиями пришто фрезеровать и растачивать на ЧПУ. Если бы делали целиком из прутка, отходов металла было бы в разы больше, а стоимость — выше. Комбинированный подход оказался выигрышным.*-=-*/p#-=-#*-=-*h2#-=-#Будущее и практические соображения*-=-*/h2#-=-#*-=-*p#-=-#Куда движется отрасль? Вижу несколько трендов. Во-первых, это аддитивные технологии с использованием металлических порошков — селективное лазерное спекание, например. Но это, по сути, ответвление от классической *-=-*strong#-=-#порошковой металлургии*-=-*/strong#-=-#. Во-вторых, развитие композитных порошковых материалов, где в матрицу внедряются частицы керамики или другие волокна для упрочнения.*-=-*/p#-=-#*-=-*p#-=-#С практической же точки зрения для производства, которое хочет расширить ассортимент (как, возможно, могла бы рассмотреть и QSY), ключевой вопрос — объемы. Штамповка пресс-формы окупается только при крупных и средних сериях. Для мелкосерийного производства прототипов или запчастей она часто нерентабельна. Но здесь на помощь может прийти все то же машинное литье по выплавляемым моделям, которое позволяет сделать сложную форму в малой серии. Выбор технологии — это всегда компромисс между геометрией, материалом, свойствами, тиражом и ценой.*-=-*/p#-=-#*-=-*p#-=-#В итоге, *-=-*strong#-=-#изделия из металлических порошков*-=-*/strong#-=-# — это не какая-то отдельная, обособленная вселенная. Это мощный инструмент в инженерном арсенале, который отлично работает в тандеме с литьем, ковкой и механической обработкой. Главное — без предубеждений смотреть на задачу и четко понимать, какие свойства конечного продукта являются критичными. Иногда ответ лежит именно в спеченном порошке, и никак иначе. А опыт, в том числе и негативный, как раз и помогает этот ответ найти.*-=-*/p#-=-#