Rostini aytsam, ko'plab xarid qiluvchi yigitlar va hatto ba'zi muhandislar quyma va kukunli metallurgiya (PM) ni to'rga yaqin jarayon sifatida birlashtirib, uni bir kun deb atashadi. Bu yaxshi boshlanish nuqtasi, lekin u haqiqiy voqeani o'tkazib yuboradi. Tanlov faqat shaklga bog'liq emas; Bu materialning bo'shashgan qoziqdan qattiq qismgacha bo'lgan sayohati va bu sayohat uning ruhiga nima qilishi - uning mikro tuzilishi, zichligi va ishlash shifti haqida. Men loyihalarning izdan chiqqanini ko'rganman, chunki kimdir sarmoya kiritish uchun baqirgan qism uchun Bosh vazirni talab qilgan yoki aksincha, DNK jarayonini tushunmasdan, texnik varaqni ta'qib qilgan.
Asosiy farq: suyuqlik va qattiq holat
Bu yo'lning asosiy vilkasidir. Kasting boshqariladigan qattiqlashuv haqida. Siz materialni olib, uni suyuqlikka eritib, bo'shliqqa quying. Sehr-jodu - va bosh og'rig'i - muzlaganda sodir bo'ladi. Don tuzilishi, qisqarish porozligi, qotishma elementlarning ajratilishi: barchasi suyuqlikdan qattiqga o'tishni qanday boshqarishingizga bog'liq. Bizning do'konimizda tog'li qismlardan o'tkazgan sarmoyaviy quyma bilan siz quyish paytida turbulentlikka qarshi kurashasiz va murakkab sopol qobiq orqali qisqarishni oziqlantirasiz. Bu real vaqtda termodinamika bilan raqs.
Boshqa tomondan, chang metallurgiyasi suyuqlik fazasini butunlay o'tkazib yuboradi (bir chetga suriladi, lekin bu boshqa turdagi issiqlikdir). Siz qattiq metall kukunini matritsaga siqasiz va keyin zarrachalarni birlashtirish uchun uni qizdirasiz. Foyda ajoyib o'lchovli mustahkamlik va ba'zi volfram kompozitlari kabi osongina eritib bo'lmaydigan qotishmalarni yaratish qobiliyatidir. Ammo Axillesning tovoni o'ziga xos g'ovaklikdir. Kichkina bo'shliqlar tarmog'i egiluvchanlik va charchoq muddatini cheklaydi. Siz uni deyarli to'liq zichlikka qadar issiq-izostatik (HIP) bosishingiz mumkin, ammo endi sizning xarajatingiz zarb eshigini taqillatmoqda. Bu o'zaro o'yin.
Men neft va gaz sektori uchun valf komponentini eslayman. Mijozning dastlabki chizmasida ba'zi qiyin tashqi oluklarga nisbatan qattiq bardoshlik uchun PM ko'rsatilgan. Ammo bu qism ham yupqa devorli qismlarga ega edi va ular yuqori tsiklli charchoqqa bardosh berishlari kerak edi. Biz orqaga surildik, o'tishni taklif qildik qobiq qoliplarini quyish kobalt asosidagi qotishma bilan, so'ngra ushbu muhim oluklar uchun nozik CNC ishlov berish. Qobiq mog'or bizga odatdagi qum quyishdan ko'ra nozik sirt qoplamasi va ko'proq izotropik xususiyatlarni berdi va g'ovaklik masalasini chetlab o'tish charchoq uchun muzokaralar olib bo'lmaydigan narsa edi. Ular ikkalasini ham sinab ko'rishdi. Quyma ishlov beriladigan qism charchoq sinovida PM prototipidan uch baravar ustun keldi. Dars? Toleranslar ishlov berilishi mumkin; asosiy moddiy yaxlitlik ko'pincha mumkin emas.
Moddiy haqiqatlar: hamma narsa oqmaydi yoki siqilmaydi
Materiallar palitrasi sizning jarayon yo'lingizni belgilaydi, ba'zan shafqatsiz. At QSY, Inconel 718 kabi egiluvchan temirdan nikel asosidagi super qotishmalarga qadar hamma narsani muntazam ravishda quyamiz. Bu yuqori samarali qotishmalar dahshatli suyuqlikka ega; ular sust va nozik qismlarda noto'g'ri ishlashga moyil. Ularni quyish uchun oldindan qizdirilgan qoliplar va ko'pincha vakuum yoki bosim yordami talab qilinadi. Ularning ko'pchiligini chang shaklida siqib, foydalanishga yaroqli qismga ega bo'lolmaysiz - qotishma elementlar kukunni atomizatsiya qilish yoki siqish paytida yaxshi o'ynamaydi.
Aksincha, PM - g'ovakli materiallar (o'z-o'zidan moylanadigan podshipniklar) va mustahkamlovchi refrakter metallarning qiroli. Yog'ni ushlab turish uchun doimiy 20% hajmli g'ovaklikka ega bo'lgan qismni quyishga urinish - bu dahshatli tush. Ammo PM bilan siz faqat zichlash bosimi va sinterlash aylanishini nazorat qilasiz. Bu maxsus ehtiyoj uchun oqlangan. Bizda bir marta molibden tigel uchun so'rov bor edi. Molibden quyishmi? Uning haddan tashqari erish nuqtasi va oksidlanish tendentsiyasi tufayli deyarli imkonsiz. Bosh vazir yagona hayotiy yo'l edi va biz loyihadan tashqarida bo'lgani uchun uni rad etishga majbur bo'ldik quyish va ishlov berish qator. Do'koningiz chegaralarini bilish jarayonlarni bilish kabi muhimdir.
Undan so'ng, lavha hikoyasi. Kasting qoraqarag'ay, yuguruvchilar va ko'taruvchilar hosil qiladi - ba'zida hosilning og'irligi quyilgan og'irlikning yarmidan kam bo'ladi. U qayta ishlanishi mumkin, ammo bu qayta eritilgan energiya. PM deyarli 97% materiallardan foydalanish bilan faxrlanadi; siz faqat kerakli kukunni ishlatasiz. Bu asbob po'latlari yoki super qotishmalar kabi qimmatbaho materiallar uchun katta xarajat omilidir. Ammo bu kukunning o'zi astronomik jihatdan bir kilogramm uchun ingot zaxirasiga qaraganda qimmatroq. Iqtisodiy o'zaro faoliyat nuqtasi materialning narxi va qism geometriyasiga asoslangan harakatlanuvchi nishondir.
Mashinada qo'l siqish: Aksariyat qismlar haqiqatan ham aniqlanadi
Bu erda aniq shakldagi va'da haqiqatning silliqlash g'ildiragi bilan uchrashadi. Juda kam sonli quyma yoki PM qismlari muhim interfeyslar uchun haqiqatan ham aniq shaklga ega. Ularga deyarli har doim kerak CNC ishlov berish tugatish. Va ular qanday mashinasozlik dunyolari bir-biridan farq qiladi.
17-4PH zanglamaydigan po'latdan yasalgan yaxshi sifatli investitsion quyma muhrlangan sirtda atigi 0,5 mm dan 1 mm gacha bo'lgan zaxiraga ega bo'lishi mumkin. U chiroyli, bashoratli tarzda ishlaydi. Shu kabi geometriyaning PM qismi, hatto sinterlashdan keyin ham, abraziv va mos kelmasligi mumkin. Bu mikroskopik gözenekler sizning kesish asbobingizning chetini maydalaydigan mayda bo'shliqlar kabi ishlaydi. Siz chiroyli o'lchamga ega bo'lasiz, ammo asbobingizning ishlash muddati pasayadi. Biz butunlay boshqa oziqlantirish/tezlik protokollarini ishlab chiqishga va quyma blankalarga nisbatan sinterlangan qismlar uchun ko'proq agressiv sovutish suvidan foydalanishga majbur bo'ldik. Qayta ishlashdan keyingi xarajat, agar erta hisobga olinmasa, PMdan oldingi tejashni o'chirib tashlashi mumkin.
Va keling, kamchiliklar haqida gapiraylik. Quyma nuqsoni - qisqarish bo'shlig'i, qum qo'shilishi - odatda makroskopikdir. Siz uni PT yoki RT bilan ko'rishingiz mumkin. PM nuqsoni ko'pincha nozik bo'ladi: zichlik gradienti, sinterlash atmosferasidan ozgina uglerod kamaygan zona. U faqat mikrografiya ostida ko'rinishi yoki yuqori stressli testda qismning ishdan chiqishiga olib kelishi mumkin. Sifatni nazorat qilish paradigmalari boshqacha. Muhim dinamik komponentlar uchun biz ko'pincha quyma uchun radiografik tekshiruvni talab qilamiz, PM qismlari uchun esa partiya zichligi testi va mikrostruktura tahlilini belgilashimiz mumkin.
Narxlar tenglamasi: Bu hech qachon oddiy emas
Asboblar birinchi katta ajratuvchi hisoblanadi. Murakkab sarmoyaviy quyma qolip, ayniqsa uchun qobiq qoliplarini quyish, qimmat. Siz mum namunasi uchun matritsa qurmoqdasiz, keyin har bir keramika qobig'i sarflanadigan materialdir. Kichik hajmlar uchun bu shafqatsiz. PM asboblari - siqishni qoliplari - qotib qolgan po'latdir va ko'zni sug'oradigan darajada qimmat bo'lishi mumkin, lekin siz o'n minglab tsikllar uchun qismlarni teshib qo'yasiz. Zarafsizlik hajmi asosiy hisoblanadi. 5000 donadan kam bo'lgan yugurishlar uchun quyma ko'pincha asbob narxiga ko'ra yutadi. 50 000 dan yuqori, PM, moddiy va ishlash ishi sharti bilan chidab bo'lmas ko'rinishni boshlaydi.
Ammo kuting, nuance bor. Agar sizning qismingizda pastki kesilgan bo'lsa-chi? Quyma qolipidagi yon yadro boshqariladi. PM siqish matritsasining yon ta'siri murakkab bo'lib, uning qismlarini chiqarib tashlashni cheklaydi va asbobning narxini tom orqali o'tkazadi. To'satdan, geometrik jihatdan murakkab bo'lgan bu qism uchun quyma qolipning har bir qismi narxi, hatto yuqori hajmlarda ham, PMning astronomik asboblaridan past bo'lishi mumkin. Men ishlab chiqarish uchun dizayn yig'ilishlarida o'tirdim, u erda biz tavsiyani uch marta o'zgartirdik, chunki dizayn bitta qisqartirilgan xususiyatni o'zgartirdi.
Yetkazib berish muddati yana bir jim xarajatdir. Qolipdan birinchi mahsulotgacha bo'lgan quyish jarayoni nisbatan tez bo'lishi mumkin - bir necha hafta. To'g'ri metall kukunini sotib olish, ayniqsa, maxsus qotishma uchun, bir necha oy davom etishi mumkin. So'nggi bir necha yil ichida ta'minot zanjiri inqirozi paytida biz mijozlarni quyish jarayoniga qaytardik, chunki 316L kukuni 26 haftalik orqada qolganda qayta eritish uchun 316L zanglamaydigan barni olishimiz mumkin edi. Ta'minotning ishonchliligi.
Gibrid fikrlash va kelajakka qarash
Eng qiziqarli ishlanmalar sof quyma yoki sof PMda emas, balki kulrang maydonda. Asosan plastik biriktiruvchi bilan PM bo'lgan Metall Injection Molding (MIM) kichik, murakkab investitsiya quymalaridan ulushlarni o'g'irlaydi. Bu an'anaviy PMga qaraganda yaxshiroq sirt va tafsilotlarni taklif qiladi. Boshqa tomondan, siz quyma-HIP jarayonlariga egasiz, bu erda siz investitsiya quyishni olasiz va mikrog'ovaklikni yo'q qilish uchun uni issiq-izostatik tarzda bosib, soxta zichlikka ega quyma geometriyasini olasiz. Biz buni yuqori yaxlit turbina komponentlarida sinab ko'rdik nikel asosidagi qotishmalar. Natijalar ta'sirli, ammo xarajat avtomobil uchun emas, balki aerokosmik byudjetlar uchun.
Keyin bog'lovchi oqim va boshqa qo'shimchalar ishlab chiqarish usullari mavjud. Ba'zilar uni PM qo'shni deb atashadi. Siz hali ham kukunni eritmoqdasiz, lekin qatlamsiz qatlamsiz. Asboblar narxi loyihani o'ldiradigan bir martalik prototiplar yoki eski qismlarni almashtirish uchun bu o'yinni o'zgartiradi. Ammo bir necha yuzdan ortiq ishlab chiqarish hajmlari uchun tezlik va har bir qism narxi hali ham an'anaviy jarayonlarga ta'sir qila olmaydi. Bu hali o'rnini to'ldiruvchi emas.
O'ttiz yillik orqaga nazar tashlaydigan bo'lsak, bu tendentsiya bitta jarayon emas. Bu yanada murakkab mos keladigan o'yin haqida. kabi mutaxassisning roli Qingdao Qiangsenyuan Technology Co., Ltd. (QSY) shunchaki taklif qilish emas qobiq mog'or yoki investitsion kasting va ishlov berish. Bu material-mulk-jarayon uchburchagini loyiha bosqichidan tanlashni boshqarish uchun etarlicha chuqur tushunish kerak. Ba'zan to'g'ri javob - bu yuqori yaxlit kasting. Ba'zan bu aniq PM qismidir. Ko'pincha, bu qaysi biri emasligini bilish va tajribaga ega bo'lish - va o'tmishdagi muvaffaqiyatsizliklarning izlari - metall quyilishidan yoki kukun siqilishidan oldin buni qilishdir.
