Kimdir "chang metallurgiya turlari" deganda, ko'pchilik to'g'ridan-to'g'ri klassik press-va-sinterga o'tadi. Bu, albatta, ish kuchi, lekin bu faqat boshlang'ich darvoza. Haqiqiy suhbat siz so'raganingizda boshlanadi: qismning yakuniy ishi nima? Bu oddiy, past kuchlanishli vtulkami yoki yuqori issiqlik va aylanish kuchlarini ko'radigan turbinaning komponentimi? Bu farq sizni ushbu texnologiyaning bir tarmog'idan boshqasiga butunlay aylantiradi. Men muhandis material darajasini belgilagan, ammo ishlab chiqarish yo'nalishining charchoq muddati yoki o'lchov barqarorligiga ta'siri bilan to'liq kurashmagan juda ko'p dizaynlarni ko'rdim. SAPR modeli va sinterlangan haqiqat o'rtasidagi bo'shliq chang metallurgiyasining haqiqiy turlari yashaydi.
Matbuot va sinter: asosiy va uning ko'rinmas chegaralari
Keling, hamma joyda mavjud bo'lganidan boshlaylik. Siz metall kukunini olasiz, odatda mis, nikel va grafit bilan oldindan qotishma yoki aralashtirilgan temir asosidagi aralash, uni xona haroratida qattiq qolipga siqib, so'ngra uni boshqariladigan atmosfera pechida isitib oling. Bog'lanishlar qattiq holatdagi diffuziya orqali hosil bo'ladi. Bu yuqori hajmli, shakl yaratish uchun ajoyib darajada samarali. Jihozlardagi tishli g'ildiraklar, tishli tishli qismlar, konstruktiv qismlar - son-sanoqsiz misollar.
Ammo bu erda hamma e'tiborga olinadigan narsa: zichlik. An'anaviy press va sinter odatda nazariy zichlikning 92-95% ni tashkil qiladi. Qolgan g'ovaklik ko'p ilovalar uchun yaxshi, lekin u dinamik xususiyatlarni o'ldiradi. Charchoq kuchi egri chizig'i umidsizlikka erta tekislanadi. Men gidravlik nasos uskunasi loyihasini eslayman, bu erda standart P / M do'konining dastlabki prototiplari chidamlilik sinovida ishlangan po'lat ekvivalentidan ancha oldin muvaffaqiyatsizlikka uchradi. Asosiy sabab moddiy kimyo emas edi; Bu stressni kontsentrator sifatida ishlaydigan mikroskopik gözenekler edi. Biz fikrimizni o'zgartirishimiz kerak edi.
Bu erda qotishma tizimlari va moylash materiallari juda katta ahamiyatga ega. FN-0205 (2% nikel va 0,5% grafitli temir) sinterlash vaqtida FC-0208 dan (2% misli) juda farq qiladi, bu o'lchov o'zgarishiga va yakuniy kuchga ta'sir qiladi. Va o'choq atmosferasining shudring nuqtasi? Oksidni kamaytirish uchun juda muhim, ayniqsa xrom yoki marganets kabi elementlar bilan. Buni noto'g'ri tushuning va sizda mo'rt qism bor. Bu shunchaki jarayon emas; Bu issiqlik ostida kimyoviy tajriba.
Zichlik muzokaralar olib bo'lmaydigan bo'lsa: metallni quyish va undan tashqari
Xo'sh, agar sizga to'liq zichlik va murakkab shakl kerak bo'lsa, novdadan ishlov berish materialning 80 foizini isrof qiladi? Bu soha Metall qarshi kalıplama (MIM). Siz juda nozik, sferik kukunni polimer bog'lovchi bilan aralashtirasiz, uni plastik kabi in'ektsiya qolipi bilan aralashtirasiz, so'ngra sinterlashdan oldin bog'lovchini (bog'lovchi) ehtiyotkorlik bilan olib tashlang. Qism juda qisqaradi - taxminan 15-20% - lekin sizning xom ashyo bir hil bo'lsa, bir xilda. Siz 98% dan yuqori zichlikka erishasiz, ko'pincha 99% ga yaqin.
MIMning go'zalligi ichki iplar, pastki kesmalar va ingichka devorlar kabi tafsilotlarda. Biz uni jarrohlik asbob komponenti, murakkab mandal mexanizmi bilan zanglamaydigan po'latdan yasalgan 17-4 PH qismi uchun ishlatdik. Uni qayta ishlash armatura va asboblarning sinishi dahshatli tush edi. MIM uni yagona, sinterlangan bo'lak qildi. Ammo shayton ajralishda. Agar bog'lovchi bir tekis olib tashlanmasa, sizda yoriqlar yoki pufakchalar paydo bo'ladi. Bu qo'pol kuch ishlatish emas, balki sekin, nozik termal tsikl.
Bu boshqa filialga ulanadi: Issiq izostatik presslash (HIP). Ba'zan siz uni konservadagi kukun bilan mustaqil ravishda ishlatasiz (konteyner HIPing), lekin ko'pincha bu sinterlangan qismdagi qoldiq g'ovaklikni yopish uchun ikkinchi darajali jarayondir. Biz bosim va sinter orqali ishlab chiqarilgan muhim valf korpuslarini olib, ularni HIP tsiklidan o'tkazamiz - yuqori haroratda yuqori argon bosimi. Bu ichki teshiklarni siqib chiqaradi, egiluvchanlik va bosimning yaxlitligini sezilarli darajada yaxshilaydi. Bu xarajatlarni oshiradi, ammo neft va gaz komponentlari uchun bu malakaga chipta.
Soxtalashtirish yo'li: chang zarb qilish va uning o'rni
Keyin kukunni zarb qilish bor. Siz an'anaviy presslash orqali preform yasaysiz, so'ngra o'sha sinterlangan (yoki ba'zan sinterlanmagan) tayyor shaklni olib, uni yopiq qolipda issiq soxtalashtirasiz. Bu zarb zarblariga yaqin bo'lgan to'liq zichlik va mukammal mexanik xususiyatlarga erishadi. Materialning rentabelligi ajoyib. Bu bog'lovchi novlar kabi yuqori kuchlanishli avtomobil komponentlari uchun odatiy hol edi.
Ammo asbob-uskunalar bilan bog'liq xarajatlar juda katta va uni oqlash uchun sizga hajm kerak. Termal boshqaruv juda qiyin - o'lchovsiz yoki dekarburizatsiyasiz zarb qilish uchun preformni bir xilda kerakli haroratga etkazish. Noto'g'ri preform dizayni burmalarni (to'ntarlarni) yasashga olib kelgan sinovlarni ko'rdim, bu nuqson dinamik qismda halokatli. Bu kukunli metallurgiyaning kuchli turi, lekin u chang fanlari kabi zarb hunarmandchiligini ham hurmat qilishni talab qiladi.
Qo'shimcha ishlab chiqarish: oiladagi yangi chegara
Bugungi kunda qo'shimchalar ishlab chiqarishga tegmasdan turlar haqida gapira olmaysiz, yoki Powder Bed Fusion. Selektiv lazer eritish (SLM), elektron nurlarini eritish (EBM). Bu tom ma'noda chang metallurgiyasi: energiya manbai bo'lgan kukunni to'liq eritib, qisman qatlamni qurish. Agar parametrlar kiritilsa, zichlik 99,9%+ bo'lishi mumkin.
Erkinlik inqilobiydir, ammo sirt qoplamasi va ichki stress - bu kelishuv. Chop etilgan sirt qisman eritilgan kukun zarralaridan xarakterli pürüzlülüğüne ega, agar ishlov berilmasa, charchoq uchun dahshatli. Va tez isitish va sovutishdan qolgan stress stressni bartaraf etish yoki issiq izostatik presslash aylanishini talab qiladi. Biz uni Qingdao Qiangsenyuanda maxsus, kam hajmli pervanel dizayni uchun baholadik. Geometriya buning uchun juda mos edi, lekin talab qilinadigan sirt yaxlitligi va bizning hajmimizda bir qismning narxi uchun biz oxir-oqibat prototipni ishga tushirish uchun investitsiya quyish bilan shug'ullandik. AM mukammal vosita edi, lekin bu aniq ish uchun u to'g'ri vosita emas edi. Bu asosiy farq.
Quyma va chang metallurgiya yo'llari kesishgan joyda
Bu meni tegishli tangensga olib keladi. At Qingdao Qiangsenyuan Technology Co., Ltd. (QSY), qobiq va sarmoyaviy to'qimalarda o'nlab yillar davomida suhbat ko'pincha moddiy ishlashga aylanadi. Agar mijoz yuqori haroratli xizmat ko'rsatish uchun nikel asosidagi super qotishma qismiga muhtoj bo'lsa, investitsiya quyish va HIP kabi kukunli metallurgiya yo'nalishi o'rtasidagi tanlov markaziy bo'ladi. Quyma katta, murakkab shakllarni chiroyli tarzda boshqarishi mumkin, ammo don tuzilishi va mikro gözeneklilik uchun potentsial chegaralardir. Powder HIPing sizga nozik, bir xil mikro tuzilmani, asosan izotropik xususiyatlarni beradi. Qaror hajmi, murakkabligi, mulk talablari va lot hajmiga bog'liq. Ba'zan, eng yaxshi yechim gibriddir: quyma preformdan foydalanish va keyin aşınma qarshilik uchun termal buzadigan amallar orqali changdan olingan qoplamani qo'llash. Bu birovning yaxshiroq bo'lishi haqida emas; bu jarayonlarning to'g'ri kombinatsiyasi haqida.
E'tibordan chetda qolgan omil: kukunning o'zi
Bu turlarning barchasi boshlang'ich materialga bog'liq: kukun. Gaz atomizatsiyasi, suv atomizatsiyasi, plazma aylanadigan elektrod jarayoni (PREP) - ishlab chiqarish usuli zarracha shaklini, o'lchamini taqsimlashni va ichki mikro tuzilmani belgilaydi. MIM uchun sizga yaxshi oqim va qadoqlash uchun o'sha nozik, sharsimon zarrachalar kerak. An'anaviy presslash uchun tartibsiz, suv bilan atomlashtirilgan zarralar yashil kuch uchun yaxshiroq bir-biriga yopishadi. Agar siz titan kabi reaktiv qotishmalar yoki QSY ro'yxatidagi maxsus qotishmalar (kobalt asosidagi, nikel asosidagi) bilan ishlayotgan bo'lsangiz, inert atmosferada kukun bilan ishlov berishni muhokama qilib bo'lmaydi. Kislorod pikapi egiluvchanlikning jim qotilidir.
Men buni boshidan qiyin yo'ldan o'rgandim. MIM uchun 316L zanglamaydigan kukun partiyasi spetsifikatsiyaga qaraganda bir oz yuqori namlikka ega edi. Bu qoliplash jarayonida bog'lovchi-changning ajralishiga olib keldi, bu faqat sinterlashdan keyin paydo bo'ladigan bo'shliqlarga olib keldi. Butun partiya hurda edi. Kukun asosdir. U erdagi kamchilikni quyi oqimda tuzatib bo'lmaydi.
Shunday qilib, men "chang metallurgiya turlari" haqida o'ylaganimda, men haqiqatan ham qaror daraxti haqida o'ylayman. Qismning funktsiyasi, uning mulk talablari, geometriyasi va maqbul narxidan boshlang. Bu yo'l sizni to'g'ri kukunga va to'g'ri mustahkamlash usuliga olib boradi. Bu hech qachon faqat variantlar ro'yxati emas; Bu har bir tanlov ortida g'ovaklik sharpasi yashiringan texnik va iqtisodiy kelishuvlar seriyasidir. Maqsad - bu arvohni yo'q qiladigan yoki hech bo'lmaganda uni qismning mo'ljallangan hayoti uchun zararsiz qiladigan jarayonni tanlash.
