Sut i gymhwyso aloion tymheredd uchel mewn gweithgynhyrchu llwydni?

一, Paru nodweddion ffisegol aloion tymheredd uchel yn gywir ag anghenion y mowld
Mae aloion tymheredd uchel yn fetelau wedi'u gwneud o haearn, nicel, a chobalt a all bara am gyfnod hir mewn sefyllfaoedd gyda thymheredd uchel a llawer o straen, fel uwchlaw 600 gradd . Mae tri dimensiwn yn dangos ei brif fanteision:
Gall aloion tymheredd uchel seiliedig ar nicel ddal i ddal cryfder cynnyrch o dros 600MPa ar 800 gradd Celsius, sydd deirgwaith yn gryfach na dur llwydni safonol H13. Gall mowldiau aloi K403 sy'n seiliedig ar nicel oroesi effaith biledau aloi titaniwm ar 1200 gradd wrth ffugio disgiau tyrbin injan awyrennau. Mae oes mowld sengl wedi gwella o 200 gwaith ar gyfer deunyddiau traddodiadol i 1500 gwaith.
Gwrthiant blinder thermol: Gall aloion tymheredd uchel gynhyrchu gorchudd ocsid "hunan-iacháu" arbennig trwy newid maint a dosbarthiad y cyfnod '(Ni ∝ (Al, Ti)). Dim ond 1/5 cymaint o graciau arwyneb sydd mewn mowldiau aloi haearn GH2135 a ddefnyddir mewn mowldiau castio manifold marw modurol ar ôl 5000 o gylchredau thermol ag sydd mewn mowldiau dur 5CrNiMo.
Gwrthiant cyrydiad: Gall yr haen ocsid cyfansawdd Cr ₂ O3/Al ₂ O3 sy'n ffurfio ar wyneb aloion tymheredd uchel rwystro hynt ïonau clorid yn effeithiol pan fydd polymerau peirianneg â gwrth-fflam yn torri i lawr. Mewn mowldiau chwistrellu cysylltiad electronig, mae mowldiau wedi'u gwneud o aloi Inconel 718 yn para 8 gwaith yn hirach na dur llwydni DC53, ac nid oes gan wyneb y cynnyrch unrhyw fannau cyrydiad.
2, Datblygiadau technolegol mewn gosodiadau cymhwysiad cyffredin
1. Awyrofod: Copïo strwythurau mewn amgylchiadau gweithredu llym iawn
Wrth wneud cysylltiadau ysgafn ar gyfer dronau allan o ddeunydd PEEK, mae angen i'r mowld allu trin tymheredd toddi o 380 gradd a phwysedd pigiad o 150 MPa. O dan yr amodau gwaith hyn, mae dur llwydni traddodiadol yn dangos llawer o ymgripiad, ond nid yw mowldiau wedi'u gwneud o gobalt sy'n seiliedig ar aloi tymheredd uchel HS-21 yn gwneud y canlynol:
Trwy wella dyluniad y topoleg, aeth trwch y wal graidd o 12mm i 6mm, a dorrodd y pwysau 55%.
Mae gan y cotio TiAlN a wneir gan ddyddodiad anwedd corfforol (PVD) galedwch wyneb o HV3200.
Mewn cynhyrchu go iawn, rhaid i newidiadau maint o lai na 0.02mm ddigwydd o fewn 500,000 o gylchoedd pigiad.
2. Y diwydiant cerbydau ynni newydd: dod o hyd i gydbwysedd rhwng bywyd hir ac effeithlonrwydd uchel
Wrth wneud pibellau dŵr oeri pecyn batri gyda mowldio cywasgu PA66+ GF30, mae'r ffibr gwydr yn gwisgo i lawr ar y mowld ar gyfradd o 0.03mm bob mil o ailadroddiadau. Mowldiau aloi tymheredd uchel wedi'u seilio ar nicel wedi'u gwneud gan ddefnyddio'r broses meteleg powdr:
Gall caledwch yr haen waith gyrraedd HRC58 trwy wneud deunyddiau swyddogaethol graddiant (FGM), tra bod y matrics yn aros yn galed yn HRC42.
Yn lle peiriannu rhyddhau trydanol safonol, defnyddiwch doriad jet dŵr pwysedd uchel iawn i wneud wyneb y ceudod yn llai garw, gan fynd o Ra1.6 μ m i Ra0.4 μ m.
Mewn bywyd go iawn, mae bywyd y llwydni wedi cynyddu o 80,000 o ddefnyddiau i 400,000 o ddefnyddiau, ac mae'r gost fesul darn wedi gostwng 65%.
3. Pecynnu ar gyfer lled-ddargludyddion: sicrwydd hirhoedlog o gywirdeb ar lefel micromedr
Dim ond 0.3mm yw'r bylchau rhwng pinnau mewn mowldiau pecynnu QFN, felly mae'n rhaid i gyfernod ehangu thermol y mowld (CTE) fod yn agos iawn at hynny. Mowld aloi tymheredd uchel wedi'i seilio ar nicel -crisial sengl wedi'i wneud gan y broses solidoli cyfeiriadol:
Mae'r CTE yn cael ei ostwng i 12 × 10⁻⁶ / gradd trwy reoleiddio'r cyfeiriadedd grisial, ac mae'r cydnawsedd â deunyddiau pacio ceramig yn cael ei wella gan 40%.
Mae'r sianel ddŵr oeri cydymffurfiol a wneir gyda thechnoleg toddi dethol laser (SLM) yn gwneud tymheredd y llwydni yn fwy gwastad, gan fynd o ± 15 gradd i ± 3 gradd.
Mewn cynhyrchu go iawn, gostyngodd y gyfradd warpage cynnyrch o 0.5% i 0.15%, ac aeth y gyfradd cynnyrch i fyny i 99.8%.
3, Y ffyrdd newydd a gwell o wneud pethau
1. Gweithgynhyrchu ychwanegion a ddefnyddir mewn ffyrdd sy'n newid pethau
Mae'r broblem arferol o wneud pethau allan o fowldiau metel sy'n gallu trin tymereddau uchel yn cael ei datrys gan dechnoleg argraffu 3D:
Dyluniad ar gyfer optimeiddio topoleg: Gan ddefnyddio meddalwedd Altair OptiStruct, gwnaethom y dyluniad yn ysgafnach, gan dorri pwysau llwydni llafn injan awyrennau penodol o 1.2 tunnell i 680 kg a'i wneud yn 25% yn llymach.
Strwythur gyda graddiant swyddogaethol: Mae techneg LPBF (toddi gwely powdr laser) yn gwneud parth pontio graddiant caledwch rhwng yr haen weithio llwydni a'r haen swbstrad i gael gwared ar grynodiad straen.
System oeri ar hap: Mae defnyddio meddalwedd Magics i wella pensaernïaeth y dyfrffordd wedi gwneud oeri llwydni gorchudd mawr 40% yn fwy effeithlon a thorri'r amser beicio 35%.
2. Cam mawr ymlaen mewn technoleg ar gyfer atgyfnerthu arwynebau
Chwistrellu fflamau ar gyflymder uwchsonig (HVOF): Mae wyneb y ceudod llwydni wedi'i orchuddio â WC-12Co, sydd â chaledwch o hyd at HV1400 ac sydd bum gwaith yn fwy gwrthsefyll traul na deunydd y swbstrad.
Mae nitriding plasma yn broses sy'n defnyddio plasma i wneud pethau'n anoddach. Mae nitriding dwfn (0.3 mm) yn codi caledwch wyneb y mowld i HV1100 tra'n cadw caledwch y craidd yr un peth.
Atgyweirio gyda chladin laser: Defnyddir powdr aloi Inconel 625 i drwsio'r ardal dreuliedig, ac mae'r cryfder rhwymo rhwng yr haen atgyweirio a'r swbstrad yn fwy na 400MPa.
4, Tueddiadau yn yr economi a'r diwydiant
Mae -mowldiau aloi tymheredd uchel yn costio 3 i 5 gwaith yn fwy na mowldiau arferol ar y dechrau, ond mae budd cost eu cylch bywyd cyfan yn fawr:
Yn y diwydiant modurol, roedd defnyddio aloi tymheredd uchel ar gyfer mowld bumper model car penodol yn costio 800,000 yuan yn fwy ar gyfer pob set o fowldiau, ond arbedodd 12 miliwn yuan mewn costau cynhyrchu blynyddol oherwydd bod yr amser beicio wedi'i dorri 25% a chynyddodd y gyfradd cynnyrch 12%.
Ym maes awyrofod: Roedd defnyddio aloi sy'n seiliedig ar cobalt wrth greu marw math penodol o ddisg tyrbin injan yn ymestyn oes y llwydni o 50 darn i 300 o ddarnau a thorri cost gwneud un darn 78%.
Mae technoleg gefeilliaid ddigidol wedi ei gwneud hi'n bosibl rhagweld cylch cynnal a chadw mowldiau aloi tymheredd uchel gyda chywirdeb o ± 50 awr. Mae hefyd wedi cynyddu effeithlonrwydd offer cyffredinol (OEE) i dros 85%. Rhagwelir y bydd y farchnad fyd-eang ar gyfer mowldiau aloi tymheredd uchel yn werth mwy na $4.5 biliwn erbyn 2028, gyda chyfradd twf blynyddol cyfansawdd o 12.3%. Bydd mowldiau gweithgynhyrchu ychwanegion yn cyfrif am fwy na 30% o'r farchnad hon.