Bạn nghe rất nhiều về độ bền của gang đúc theo trọng lực, nhưng hầu hết những lời bàn tán đều không đi đúng trọng tâm. Nó không chỉ là về loại sắt hay độ dày của tường. Xu hướng thực sự, theo quan điểm của tôi sau ba thập kỷ làm việc trong xưởng đúc, là sự chuyển đổi từ coi độ bền như một thông số cố định sang quản lý nó như một biến số của quy trình, bị ảnh hưởng nặng nề bởi những thay đổi tinh vi trong kỹ thuật và các quyết định sau đúc. Mọi người đều muốn một phần tồn tại mãi mãi, nhưng con đường đó ngày càng có nhiều sắc thái hơn.
Quan niệm sai lầm coi vật chất là vua
Khi khách hàng hỏi về độ bền, điều đầu tiên họ nghĩ đến là chất liệu. Hãy cho tôi Lớp 35 hoặc cao hơn. Chắc chắn, độ bền kéo rất quan trọng. Nhưng tôi đã thấy quá nhiều dự án trong đó họ chỉ định bàn ủi cao cấp, sau đó thỏa hiệp mọi thứ khác trong quy trình để tiết kiệm vài xu cho mỗi chiếc. Chất hóa học nóng chảy được điều chỉnh để có thời gian rót nhanh hơn, quá trình tiêm chủng diễn ra gấp rút—đột nhiên, loại sắt cao cấp đó chứa đầy than chì chưa được làm nguội hoặc cacbua quá mức. các bộ phận gang trọng lực đi ra thử nghiệm để xác định thông số trên giấy, nhưng cấu trúc vi mô rất giòn. Họ thất bại trong lĩnh vực tải theo chu kỳ và mọi người đều đổ lỗi cho vật liệu. Đó không phải là vật chất; đó là quá trình xung quanh vật liệu.
Cách đây vài năm, chúng tôi đã gặp một trường hợp về thân van thủy lực. Thông số kỹ thuật chặt chẽ, đòi hỏi tính toàn vẹn về áp suất tốt. Những lần chạy đầu tiên sử dụng gang đúc tiêu chuẩn với quá trình gia nhiệt cẩn thận và chế phẩm độc quyền mà chúng tôi đã phát triển nội bộ. Các bộ phận đã vượt qua tất cả các bài kiểm tra. Một đối thủ cạnh tranh đã giảm giá của chúng tôi một cách đáng kể. Sau đó, chúng tôi phát hiện ra rằng họ sử dụng loại bàn ủi cơ bản cao cấp hơn nhưng lại cắt giảm khả năng kiểm soát nhiệt độ khuôn và tốc độ rót. Các bộ phận của chúng đã vượt qua bài kiểm tra thủy tĩnh ban đầu nhưng bắt đầu xuất hiện các vết nứt nhỏ sau khoảng 500 chu kỳ áp suất. Của chúng tôi vẫn đang chạy ở mức 5000+. Khách hàng đã quay lại. Bài học? Phả hệ của sắt không quan trọng bằng cách bạn xử lý nó trong quá trình sử dụng. đúc trọng lực quá trình.
Điều này dẫn đến xu hướng thực sự đầu tiên: tập trung vào tính nhất quán của quy trình như là động lực chính cho độ bền. Đó là về việc kiểm soát mọi biến số—độ dày lớp phủ khuôn, độ dốc nhiệt độ rót, tốc độ làm nguội trong khuôn—với lòng nhiệt thành tôn giáo. Bộ ghi dữ liệu trên lò nung và dây chuyền rót của chúng tôi không chỉ để trưng bày; đó là cách chúng tôi theo dõi vấn đề về độ bền khi nhiệt độ muôi giảm 10 độ C khi kết thúc quá trình rót.
Nơi nào độ bền thực sự được thắng hay bị mất: Hình học vô hình
Độ bền không được thiết kế trên mô hình CAD; nó được đưa vào phần này. Đây là một sự thay đổi lớn trong tư duy. Các kỹ sư thiết kế theo chức năng, nhưng họ thường thiết kế các dạng hình học tạo ra sự tập trung ứng suất trong quá trình hóa rắn. Các góc bên trong sắc nét, các phần thay đổi đột ngột—đây là những yếu tố giết chết độ bền. Xu hướng mà tôi thấy là sự hợp tác chặt chẽ hơn trước khi tạo khuôn. Chúng tôi đang dành nhiều thời gian hơn cho phần mềm mô phỏng không chỉ để tránh những khiếm khuyết rõ ràng mà còn để mô hình hóa ứng suất nhiệt trong quá trình làm mát.
Ví dụ, giá đỡ cho máy nén hạng nặng. Thiết kế có cấu trúc khung sườn đẹp, tiết kiệm trọng lượng. Nhưng mô phỏng của chúng tôi cho thấy khả năng cao bị rách nóng ở các điểm nối xương sườn. Chúng tôi đề nghị thêm những miếng phi lê nhỏ, không phải để tăng độ bền khi sử dụng mà để tăng độ bền trong quá trình sáng tạo. Nhóm thiết kế đã phản đối – nó chỉ tăng thêm trọng lượng ở mức tối thiểu. Chúng tôi đã sản xuất một lô nguyên trạng và một lô có sửa đổi. Lô nguyên trạng có tỷ lệ phế liệu là 30% từ các vết nứt chỉ nhìn thấy được khi kiểm tra chất thẩm thấu của thuốc nhuộm. Lô sửa đổi? Gần bằng không. các độ bền của quá trình đúc âm thanh vốn đã cao hơn vì nó đã tồn tại từ khi ra đời mà không có sai sót bên trong.
Mô phỏng chủ động này đang trở thành một bước đi không thể thương lượng đối với chúng tôi tại QSY. Đó là một khoản đầu tư mang lại lợi nhuận bằng cách tránh những sai sót tiềm ẩn, thảm khốc dẫn đến thất bại tại hiện trường. Nó di chuyển độ bền ngược dòng.
Gambit sau đúc: Xử lý nhiệt và gia công
Đây là một vấn đề gây tranh cãi. Ủ giảm căng thẳng. Một số cửa hàng coi đây là ô bắt buộc phải đánh dấu. Những người khác bỏ qua nó để tiết kiệm thời gian và năng lượng. Lập trường của chúng tôi đã phát triển. Bây giờ chúng tôi xem nó như một công cụ chọn lọc. Đối với các hình dạng phức tạp, khép kín như vỏ máy bơm, điều này rất cần thiết. Ứng suất dư do làm mát không đều có thể rất lớn. Bỏ qua việc giảm căng thẳng cũng giống như quấn một chiếc lò xo bên trong bộ phận; gia công sẽ giải phóng nó, gây biến dạng và các tải trọng đang sử dụng sẽ tác động lên bộ phận dự ứng lực.
Nhưng chúng tôi cũng đã xử lý quá mức các bộ phận. Một đòn bẩy khung mở đơn giản làm bằng sắt xám đã trải qua một chu trình giảm căng thẳng hoàn toàn. Nó không chỉ làm giảm căng thẳng; nó làm mềm vật liệu một chút, giảm khả năng chống mài mòn của nó ở khu vực ổ trục. Đó là một trường hợp áp dụng một công thức tiêu chuẩn mà không cần suy nghĩ. Bây giờ, chúng tôi quyết định dựa trên hình học, sự thay đổi độ dày thành và độ sâu gia công cuối cùng. Đôi khi, đối với một bộ phận đơn giản, ổn định, việc làm mát khuôn có kiểm soát là đủ. Ứng dụng có chọn lọc này là một xu hướng hướng tới việc xử lý thông minh hơn chứ không chỉ nhiều hơn.
Sau đó là gia công. Một bộ phận đúc đẹp có thể bị hỏng do gia công quá mạnh. Chúng tôi đã tích hợp gia công CNC một phần để kiểm soát bước quan trọng cuối cùng này. Cắt nhanh và mạnh trên một gang bộ phận có thể xé nát ma trận than chì ở bề mặt, tạo ra một mạng lưới các vết nứt vi mô trở thành điểm khởi đầu cho hiện tượng mỏi. Các thợ máy của chúng tôi biết cách sử dụng hình học dụng cụ cụ thể và bước tiến/tốc độ cho vật đúc của chúng tôi. Nó không chỉ là đánh vào một chiều; đó là việc bảo tồn tính toàn vẹn mà chúng tôi đã dày công tạo ra trong xưởng đúc.
Sự tinh tế của hợp kim: Không phải mọi thứ đều là siêu hợp kim
Tin đồn luôn là về các hợp kim kỳ lạ. Nhưng đối với nhiều ứng dụng công nghiệp, độ bền đạt được từ việc hợp kim hóa sắt xám hoặc sắt dẻo lại thiên về sự khéo léo hơn là lực lượng mạnh mẽ. Bổ sung nhỏ đồng, thiếc hoặc crom. Chúng ta không nói về việc chuyển tới hợp kim gốc niken, nhưng về việc điều chỉnh ma trận.
Chúng tôi đã nghiên cứu tấm chịu mài mòn cho hệ thống băng tải khai thác mỏ. Sắt xám nguyên chất mòn quá nhanh. Sắt dễ uốn quá cứng và đắt tiền. Chúng tôi quyết định sử dụng bàn ủi màu xám có bổ sung crom và đồng có kiểm soát. Crom thúc đẩy một ma trận peclit cứng hơn để chống mài mòn, trong khi đồng tinh chế than chì và cải thiện độ bền mà không bị giòn. các xu hướng độ bền đây là hướng tới hợp kim vi mô cho các hồ sơ tài sản cụ thể, thường được hướng dẫn bởi nhiều năm thử nghiệm và sai sót trong hồ sơ của chúng tôi. Nó kém hấp dẫn hơn việc nói rằng chúng tôi sử dụng siêu hợp kim, nhưng nó thường hiệu quả hơn và tiết kiệm chi phí hơn cho ứng dụng.
Đây là nơi kinh nghiệm của một xưởng đúc là không thể thay thế được. Bạn không thể chỉ lấy những công thức nấu ăn này từ một cuốn sổ tay. Chúng phụ thuộc vào nguồn sắt cơ bản, phương pháp nấu chảy của bạn, thậm chí cả ảnh hưởng của khí hậu địa phương đối với việc làm khô nấm mốc. Nước sốt bí mật thường chỉ là hàng thập kỷ dữ liệu được ghi lại.
Thất bại với tư cách là giáo viên giỏi nhất: Giai thoại cá nhân
Thời gian đầu làm việc tại Qingdao Qiangsenyuan Technology Co., Ltd. (QSY), chúng tôi đã gặp một thất bại lớn khiến phải định hình lại cách tiếp cận của chúng tôi. Một loạt vỏ bọc hộp số bằng sắt dẻo dành cho ứng dụng hàng hải. Họ đã vượt qua tất cả các cuộc kiểm tra QA. Sau sáu tháng sử dụng, chúng tôi nhận được một cuộc gọi hoảng loạn: các vết nứt xuất hiện xung quanh các lỗ bu lông. Đó là một thảm họa.
Việc khám nghiệm tử thi thật tàn bạo. Vật liệu đáp ứng được các nốt sần và cấp độ. Thiết kế là âm thanh. Thủ phạm? Thay đổi hệ thống chất kết dính cát sang một sản phẩm mới hơn, nhanh hơn. Nó đã cải thiện một chút tốc độ sản xuất khuôn của chúng tôi, nhưng nó chỉ thay đổi động lực làm mát vừa đủ ở các phần quan trọng xung quanh các trùm bu lông. Nó tạo ra một vùng có hàm lượng cacbua cao hơn một chút, khiến nó trở nên giòn. Căng thẳng liên tục do rung động cơ đã phát hiện ra điểm yếu đó. Chúng tôi mất khách hàng, phải trả tiền cho người thay thế và gần như đánh mất danh tiếng của mình.
Thất bại đó buộc chúng tôi phải thể chế hóa việc kiểm soát sự thay đổi. Bất kỳ thay đổi nào—chất kết dính mới, chế phẩm mới, vật liệu lót muôi mới—giờ đây đều phải trải qua một đợt thí điểm và phân chia và phân tích vi mô nghiêm ngặt. Chúng tôi không chỉ kiểm tra các thông số kỹ thuật tiêu chuẩn; chúng tôi tìm kiếm những thay đổi cấu trúc vi mô tinh tế đó. Bài học đau đớn đó đã giúp ích nhiều hơn cho thế giới thực độ bền của chúng tôi bộ phận gang trọng lực hơn bất kỳ cuốn sách giáo khoa nào từng có. Đó là một xu hướng sinh ra từ những vết sẹo: sự nghiêm khắc mang tính hệ thống trong việc theo đuổi những hiệu quả nhỏ.
Vậy xu hướng đang hướng tới đâu? Tránh xa những câu trả lời đơn giản. Hướng tới kiểm soát quy trình tích hợp, từ mô phỏng đến xử lý nhiệt chọn lọc đến gia công nhẹ nhàng. Hướng tới hợp kim vi mô dựa trên dữ liệu lịch sử sâu sắc. Và trên hết, việc tôn trọng độ bền không phải là đặc tính mà bạn có thể kiểm tra trên một bộ phận; đó là một nền văn hóa mà bạn xây dựng trong quá trình này. Đó là sự kiểm soát nhàm chán, tỉ mỉ, không thể thương lượng của hàng trăm biến số mà không ai nhìn thấy - cho đến khi bộ phận đó vẫn hoạt động hoàn hảo nhiều năm sau đó. Đó là xu hướng thực sự. Bạn có thể tìm thấy một số triết lý của chúng tôi được áp dụng trong các quy trình của chúng tôi và được trình bày chi tiết trên trang web của chúng tôi tại tsingtaocnc.com, nhưng kiến thức thực sự, như mọi khi, lại nằm ở xưởng đúc.
