הקדמה של תהליך ריתוך ריסוס של בקבוק זכוכית יכול עובש

מאמר זה מציג את תהליך ריתוך הריסוס של תבניות בקבוקי זכוכית משלושה היבטים

ההיבט הראשון: תהליך ריתוך בהתזה של תבניות זכוכית לבקבוקים ופחיות, כולל ריתוך בהתזה ידנית, ריתוך בהתזה בפלזמה, ריתוך בהתזה בלייזר וכו'.

התהליך הנפוץ של ריתוך בהתזה עובש - ריתוך בהתזה פלזמה, עשה לאחרונה פריצות דרך חדשות בחו"ל, עם שדרוגים טכנולוגיים ושיפור משמעותי בפונקציות, הידוע בכינויו "ריתוך מיקרו פלזמה בהתזה".

ריתוך ריסוס מיקרו פלזמה יכול לעזור לחברות תבניות להפחית מאוד את עלויות ההשקעה והרכש, עלויות התחזוקה והשימוש בחומרים מתכלים לטווח ארוך, והציוד יכול לרסס מגוון רחב של חלקי עבודה. פשוט החלפת ראש לפיד הריתוך בהתזה יכולה לענות על צורכי הריתוך בהתזה של חלקי עבודה שונים.

2.1 מהי המשמעות הספציפית של "אבקת הלחמה מסגסוגת על בסיס ניקל"

זוהי אי הבנה להתייחס ל"ניקל" כחומר חיפוי, למעשה, אבקת הלחמה מסגסוגת על בסיס ניקל היא סגסוגת המורכבת מניקל (Ni), כרום (Cr), בורון (B) וסיליקון (Si). סגסוגת זו מאופיינת בנקודת התכה נמוכה שלה, הנעה בין 1,020 מעלות צלזיוס ל-1,050 מעלות צלזיוס.

הגורם העיקרי המוביל לשימוש נרחב באבקות הלחמה מסגסוגת על בסיס ניקל (ניקל, כרום, בורון, סיליקון) כחומרי חיפוי בשוק כולו, הוא שאבקות הלחמה מסגסוגת על בסיס ניקל בגדלים שונים של חלקיקים זכו לקידום נמרץ בשוק . כמו כן, סגסוגות על בסיס ניקל הופקדו בקלות על ידי ריתוך גז חמצן (OFW) מהשלבים המוקדמים ביותר שלהן, בשל נקודת ההיתוך הנמוכה שלהן, החלקות וקלות השליטה בשלולית הריתוך.

ריתוך גז חמצן (OFW) מורכב משני שלבים נפרדים: השלב הראשון, הנקרא שלב השקיעה, בו אבקת הריתוך נמסה ונדבקת למשטח העבודה; נמס עבור דחיסה ונקבוביות מופחתת.

יש להעלות את העובדה ששלב ההיתוך מחדש מושג על ידי ההבדל בנקודת ההיתוך בין המתכת הבסיסית לסגסוגת הניקל, שיכולה להיות ברזל יצוק פריטי עם נקודת התכה של 1,350 עד 1,400 מעלות צלזיוס או התכה נקודה של 1,370 עד 1,500 מעלות צלזיוס של פלדת פחמן C40 (UNI 7845–78). ההבדל בנקודת ההיתוך הוא שמבטיח שסגסוגות הניקל, הכרום, הבורון והסיליקון לא יגרמו להתכה מחדש של המתכת הבסיסית כשהן בטמפרטורה של שלב ההיתוך מחדש.

עם זאת, ניתן להשיג שקיעת סגסוגת ניקל גם על ידי הפקדת חרוז תיל הדוק ללא צורך בתהליך התכה מחדש: זה דורש סיוע של ריתוך פלזמה מועברת בקשת (PTA).

2.2 אבקת הלחמה מסגסוגת על בסיס ניקל המשמשת לחיפוי אגרוף/ליבה בתעשיית זכוכית הבקבוקים

מסיבות אלו, תעשיית הזכוכית בחרה באופן טבעי סגסוגות על בסיס ניקל לציפויים מוקשים על משטחי אגרוף. השקעת סגסוגות על בסיס ניקל יכולה להיות מושגת על ידי ריתוך גז אוקסי-דלק (OFW) או על ידי ריסוס להבה על-קולית (HVOF), בעוד שתהליך ההתכה מחדש יכול להיות מושג על ידי מערכות חימום אינדוקציה או ריתוך גז חמצן (OFW) שוב . שוב, ההבדל בנקודת ההיתוך בין המתכת הבסיסית לסגסוגת הניקל הוא התנאי המקדים החשוב ביותר, אחרת חיפוי לא יתאפשר.

ניתן להשיג סגסוגות ניקל, כרום, בורון, סיליקון באמצעות Plasma Transfer Arc Technology (PTA), כגון ריתוך פלזמה (PTAW), או ריתוך גז אינרטי של טונגסטן (GTAW), בתנאי שללקוח יש סדנה להכנת גז אינרטי.

הקשיות של סגסוגות על בסיס ניקל משתנה בהתאם לדרישות העבודה, אך היא בדרך כלל בין 30 HRC ל-60 HRC.

2.3 בסביבת הטמפרטורה הגבוהה, הלחץ של סגסוגות על בסיס ניקל גדול יחסית

הקשיות שהוזכרה לעיל מתייחסת לקשיות בטמפרטורת החדר. עם זאת, בסביבות הפעלה בטמפרטורה גבוהה, הקשיות של סגסוגות על בסיס ניקל פוחתת.

כפי שמוצג לעיל, למרות שהקשיות של סגסוגות על בסיס קובלט נמוכה מזו של סגסוגות על בסיס ניקל בטמפרטורת החדר, הקשיות של סגסוגות על בסיס קובלט היא הרבה יותר חזקה מזו של סגסוגות על בסיס ניקל בטמפרטורות גבוהות (כגון הפעלת עובש טֶמפֶּרָטוּרָה).

הגרף הבא מציג את השינוי בקשיות של אבקות הלחמה מסגסוגת שונות עם עלייה בטמפרטורה:

2.4 מהי המשמעות הספציפית של "אבקת הלחמה מסגסוגת על בסיס קובלט"?

בהתחשב בקובלט כחומר חיפוי, זהו למעשה סגסוגת המורכבת מקובלט (Co), כרום (Cr), טונגסטן (W), או קובלט (Co), כרום (Cr) ומוליבדן (Mo). בדרך כלל המכונה אבקת הלחמה "סטליט", לסגסוגות המבוססות על קובלט יש קרבידים ובורידים כדי ליצור קשיות משלהם. חלק מהסגסוגות המבוססות על קובלט מכילות 2.5% פחמן. התכונה העיקרית של סגסוגות על בסיס קובלט היא קשיות העל שלהן אפילו בטמפרטורות גבוהות.

2.5 בעיות שנתגלו במהלך שקיעת סגסוגות מבוססות קובלט על פני האגרוף/הליבה:

הבעיה העיקרית בתצהיר של סגסוגות על בסיס קובלט קשורה לנקודת ההתכה הגבוהה שלהן. למעשה, נקודת ההיתוך של סגסוגות מבוססות קובלט היא 1,375 ~ 1,400 מעלות צלזיוס, שהיא כמעט נקודת ההיתוך של פלדת פחמן וברזל יצוק. באופן היפותטי, אם היינו צריכים להשתמש בריתוך גז חמצן (OFW) או ריסוס להבה היפרסוני (HVOF), אז בשלב "ההתכה מחדש", המתכת הבסיסית הייתה נמסה גם היא.

האפשרות הקיימת היחידה להפקדת אבקה על בסיס קובלט על האגרוף/הליבה היא: Transred Plasma Arc (PTA).

2.6 לגבי קירור

כפי שהוסבר לעיל, השימוש בתהליכי ריתוך גז חמצן (OFW) ו-Hypersonic Flame Spray (HVOF) פירושו ששכבת האבקה המופקדת נמסה ונדבקת בו זמנית. בשלב ההיתוך שלאחר מכן, חרוז הריתוך הליניארי נדחס וממלאים את הנקבוביות.

ניתן לראות כי החיבור בין משטח מתכת הבסיס למשטח החיפוי מושלם וללא הפרעות. האגרופים בבדיקה היו באותו קו ייצור (בקבוקים), אגרופים באמצעות ריתוך גז אוקסי-דלק (OFW) או ריסוס להבה על-קולית (HVOF), אגרופים באמצעות קשת מועברת פלזמה (PTA), המוצגים באותו תחת לחץ אוויר קירור , טמפרטורת פעולת האגרוף של קשת העברת הפלזמה (PTA) נמוכה ב-100 מעלות צלזיוס.

2.7 על עיבוד שבבי

עיבוד שבבי הוא תהליך חשוב מאוד בייצור אגרוף/ליבה. כפי שצוין לעיל, זה מאוד חסרון להפקיד אבקת הלחמה (על אגרוף/ליבות) עם קשיות מופחתת מאוד בטמפרטורות גבוהות. אחת הסיבות היא לגבי עיבוד שבבי; עיבוד שבבי באבקת הלחמה מסגסוגת קשיות 60HRC הוא די קשה, מה שמאלץ את הלקוחות לבחור רק פרמטרים נמוכים בעת הגדרת פרמטרי כלי סיבוב (מהירות כלי סיבוב, מהירות הזנה, עומק...). השימוש באותו הליך ריתוך בהתזה על אבקת סגסוגת 45HRC קל משמעותית; ניתן להגדיר את הפרמטרים של כלי הסיבוב גבוה יותר, והעיבוד עצמו יהיה קל יותר להשלים.

2.8 בערך המשקל של אבקת הלחמה שהופקדה

לתהליכים של ריתוך גז אוקסי-דלק (OFW) וריסוס להבה על-קולית (HVOF) יש שיעורי אובדן אבקה גבוהים מאוד, שיכולים להגיע עד 70% בהדבקת חומר החיפוי לחומר העבודה. אם ריתוך ריסוס ליבת מכה דורש למעשה 30 גרם אבקת הלחמה, זה אומר שאקדח הריתוך חייב לרסס 100 גרם אבקת הלחמה.

עד כה, שיעור אובדן האבקה של טכנולוגיית פלזמה מועברת קשת (PTA) הוא כ-3% עד 5%. עבור אותה ליבה נושבת, אקדח הריתוך צריך לרסס רק 32 גרם אבקת הלחמה.

2.9 לגבי זמן ההפקדה

זמני ריתוך גז חמצן (OFW) וריסוס להבה על-קולית (HVOF) זהים. לדוגמה, זמן השקיעה וההתכה מחדש של אותה ליבה נושבת הוא 5 דקות. טכנולוגיית Plasma Transferred Arc (PTA) דורשת גם את אותן 5 דקות כדי להשיג התקשות מלאה של משטח העבודה (קשת מועברת בפלזמה).

התמונות שלהלן מציגות את תוצאות ההשוואה בין שני התהליכים הללו לבין ריתוך פלזמה מועברת (PTA).

השוואת ניקובים לחיפוי על בסיס ניקל ולחיפוי על בסיס קובלט. תוצאות בדיקות הריצה על אותו פס ייצור הראו כי אגרוף החיפוי על בסיס קובלט החזיק מעמד פי 3 יותר מאשר אגרוף החיפוי על בסיס ניקל, ומאגורי החיפוי על בסיס קובלט לא הראו שום "השפלה". ההיבט השלישי: שאלות ותשובות לגבי הראיון עם מר קלאודיו קורני, מומחה איטלקי לריתוך בהתזה, לגבי ריתוך מלא בהתזה של החלל

שאלה 1: כמה עבה נדרשת תיאורטית שכבת הריתוך לריתוך מלא בריסוס חלל? האם עובי שכבת ההלחמה משפיע על הביצועים?

תשובה 1: אני מציע שהעובי המרבי של שכבת הריתוך הוא 2~2.5 מ"מ, ומשרעת התנודה מוגדרת ל-5 מ"מ; אם הלקוח משתמש בערך עובי גדול יותר, עלולה להיתקל בבעיה של "מפרק חיק".

שאלה 2: למה לא להשתמש בתנופה גדולה יותר OSC=30 מ"מ בקטע הישר (מומלץ להגדיר 5 מ"מ)? האם זה לא יהיה הרבה יותר יעיל? האם יש משמעות מיוחדת לתנופה של 5 מ"מ?

תשובה 2: אני ממליץ לחלק הישר להשתמש גם בתנופה של 5 מ"מ כדי לשמור על הטמפרטורה הנכונה על התבנית;

אם נעשה שימוש בתנופה של 30 מ"מ, יש להגדיר מהירות ריסוס איטית מאוד, טמפרטורת היצירה תהיה גבוהה מאוד, ודילול המתכת הבסיסית הופך גבוה מדי, והקשיות של חומר המילוי האבוד גבוהה עד 10 HRC. שיקול חשוב נוסף הוא הלחץ הנובע מכך על חומר העבודה (עקב טמפרטורה גבוהה), מה שמגביר את הסבירות להיסדק.

עם נדנדה ברוחב של 5 מ"מ, מהירות הקו מהירה יותר, ניתן להשיג את השליטה הטובה ביותר, נוצרות פינות טובות, התכונות המכניות של חומר המילוי נשמרות, וההפסד הוא רק 2~3 HRC.

ש 3: מהן דרישות ההרכב של אבקת הלחמה? איזו אבקת הלחמה מתאימה לריתוך בהתזה חללים?

A3: אני ממליץ על אבקת הלחמה דגם 30PSP, אם מתרחש סדקים, השתמש ב-23PSP על תבניות ברזל יצוק (השתמש בדגם PP על תבניות נחושת).

ש 4: מהי הסיבה לבחירה בברזל רקיע? מה הבעיה בשימוש בברזל יצוק אפור?

תשובה 4: באירופה משתמשים בדרך כלל בברזל יצוק נודולרי, מכיוון שברזל נודולרי (שני שמות באנגלית: Nodular cast iron ו-Ductile cast iron), השם מתקבל בגלל שהגרפיט שהוא מכיל קיים בצורה כדורית במיקרוסקופ; בניגוד לשכבות ברזל יצוק אפור בצורת לוח (למעשה, זה יכול להיקרא בצורה מדויקת יותר "ברזל יצוק למינציה"). הבדלי קומפוזיציה כאלה קובעים את ההבדל העיקרי בין ברזל רקיע וברזל יצוק למינציה: הכדורים יוצרים עמידות גיאומטרית להתפשטות הסדקים ובכך מקבלים מאפיין משיכות חשוב מאוד. יתרה מכך, הצורה הכדורית של הגרפיט, בהינתן אותה כמות, תופסת פחות שטח פנים, וגורמת פחות נזק לחומר, ובכך משיגה עליונות חומרית. החל מהשימוש התעשייתי הראשון שלו בשנת 1948, ברזל רקיע הפך לחלופה טובה לפלדה (ולברזלים יצוקים אחרים), מה שמאפשר עלות נמוכה וביצועים גבוהים.

ביצועי הדיפוזיה של ברזל רקיע בשל מאפייניו, בשילוב עם חיתוך קל ומאפייני התנגדות משתנים של ברזל יצוק, יחס גרר/משקל מעולה

יכולת עיבוד טובה

עלות נמוכה

לעלות היחידה יש ​​עמידות טובה

שילוב מצוין של תכונות מתיחה והתארכות

שאלה 5: מה עדיף לעמידות עם קשיות גבוהה וקשיות נמוכה?

A5: כל הטווח הוא 35~21 HRC, אני ממליץ להשתמש באבקת הלחמה של 30 PSP כדי לקבל ערך קשיות קרוב ל-28 HRC.

קשיות אינה קשורה ישירות לחיי העובש, ההבדל העיקרי בחיי השירות הוא האופן שבו משטח התבנית "מכוסה" והחומר בו נעשה שימוש.

ריתוך ידני, השילוב בפועל (חומר הריתוך ומתכת הבסיס) של התבנית המתקבלת אינו טוב כמו זה של פלזמה PTA, ולעתים קרובות מופיעות שריטות בתהליך ייצור הזכוכית.

שאלה 6: כיצד לבצע ריתוך ריסוס מלא של החלל הפנימי? כיצד לזהות ולשלוט באיכות שכבת ההלחמה?

תשובה 6: אני ממליץ להגדיר מהירות אבקה נמוכה על רתכת ה-PTA, לא יותר מ-10 סל"ד; החל מזווית הכתף, שמור את המרווח על 5 מ"מ כדי לרתך חרוזים מקבילים.

כתוב בסוף:

בעידן של שינויים טכנולוגיים מהירים, המדע והטכנולוגיה מניעים את ההתקדמות של ארגונים וחברה; ניתן להשיג ריתוך בהתזה של אותו חומר על ידי תהליכים שונים. עבור מפעל התבניות, בנוסף להתחשבות בדרישות של לקוחותיו, באיזה תהליך יש להשתמש, עליו לקחת בחשבון גם את ביצועי העלות של השקעת ציוד, גמישות הציוד, עלויות התחזוקה והמתכלה של שימוש מאוחר יותר, והאם הציוד יכול לכסות מגוון רחב יותר של מוצרים. ריתוך ריסוס מיקרו פלזמה מספק ללא ספק בחירה טובה יותר עבור מפעלי עובש.