กำลังมองหาวัสดุที่ดีที่สุดสำหรับถ้วยและลูกชิ้นน้ำแข็งแบบแช่แข็ง

ฉันกำลังทำงานกับชุดของโลหะผสมที่ต้องถูกบดขยี้ในโรงสีลูกที่อุณหภูมิในการแช่แข็ง เป็นสิ่งสำคัญที่ไม่มีการปนเปื้อนใด ๆ ที่จะเข้าไปในวัสดุและมีการดำเนินขั้นตอนอย่างระมัดระวังเพื่อให้มั่นใจถึงจุดสิ้นสุดนี้

น่าเสียดายที่เมื่อเรารันกลุ่มตัวอย่างผ่านห้องปฏิบัติการ RBS ของเราและจากนั้นอีกครั้งผ่าน PIXE เราเห็นว่าเรามีการปนเปื้อนของ Fe และ Cr ตอนแรกคิดว่ามันมาจากเครื่องมือตัดที่ใช้ในการเตรียมตัวอย่างดังนั้นเราจึงวิ่งอีกตัวอย่างที่ถูกตัดโดยใช้ EDM ผลลัพธ์ก็เหมือนกัน การสัมผัสอย่างเดียวกับวัสดุที่มีสแตนเลสมาจากขั้นตอนการกัดบอล

เราใช้ 440C สำหรับถ้วยและลูกบอล แต่ดูเหมือนว่า 316L อาจเหมาะสำหรับแอปพลิเคชันนี้ ฉันรู้ว่า 440C ไม่ได้ทำงานที่ cryo-temps ได้ดี แต่นั่นเป็นสิ่งที่ห้องปฏิบัติการอื่นได้ใช้ดังนั้นเราจึงไม่คาดหวังว่าจะมีปัญหากับประเภทนี้

บางสิ่งที่ต้องพิจารณาสำหรับถ้วยและวัสดุลูกใหม่คือความสามารถในการแปรรูปราคาพร้อมใช้งานคุณสมบัติอุณหภูมิแช่แข็งการสั่นสะเทือนและความต้านทานต่อความล้าและความสามารถในการปิดผนึก ความเป็นไปได้อีกประการหนึ่งคือการรักษาความร้อนของวัสดุ 440C ในปัจจุบัน แต่ฉันไม่แน่ใจว่าแนวทางที่ดีที่สุดจะเป็นอย่างไรในเรื่องนั้น

หากค่าใช้จ่ายไม่มากเกินไปคุณอาจมีการปนเปื้อนน้อยที่สุดโดยใช้การแต่งหน้า Co + WC สำหรับลูกของคุณและใช้ถ้วยพลาสติกเพื่อหลีกเลี่ยงการหลบหลีกระหว่างลูกบอลและถ้วย

ห้องสุขามีเสถียรภาพทางความร้อนสูงมากและมีความแข็งผิวสูงอย่างไม่น่าเชื่อ (ไม่พูดถึงความหนาแน่น) ตราบใดที่สารยึดเกาะของคุณสามารถทนต่อความเครียด (หรือคุณสามารถหาสารยึดเกาะที่เหมาะสมได้) คุณควรเพลิดเพลินไปกับการปนเปื้อนที่ต่ำกว่ามากพร้อมกับเวลาในการกัด / ประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นเนื่องจากความหนาแน่นและความแข็งที่เพิ่มขึ้น

ห้องสุขามีให้ในรูปแบบผงพร้อมที่จะเกิดขึ้นและเผาโดยใช้เครื่องจักรใด ๆ ที่สามารถให้ความร้อนและการฉีดหลอมเหลว Co (หรือ Ni) เพื่อ 'เปียก' แน่นอน, ถ้า Co พิสูจน์ไม่สามารถป้องกันได้เนื่องจากต้นทุนการปนเปื้อนหรือการประมวลผล, คุณสามารถใช้อีพ็อกซี่ที่มีค่าต่ำ, อีพ๊อกซี่ที่ได้รับการจัดอันดับแบบ cryo ในการทำให้เปียก / ผูกผง WC (อาจทำงานได้ดีกว่าทุกประการ

ฉันถกเถียงกันระหว่างคำตอบหรือความคิดเห็นเกี่ยวกับเรื่องนี้ แต่ท้ายที่สุดฉันคิดว่ามันเป็นคำตอบมากกว่า - แม้ว่าจะเป็นคำตอบที่ไม่สมบูรณ์

ฟังดูเป็นปัญหาหลักที่คุณพยายามแก้ปัญหาคือป้องกันไม่ให้มีการถ่ายโอนวัสดุจากลูกบอล / ถ้วย ฯลฯ ในระหว่างกระบวนการโม่บอล ฉันไม่คิดว่าคุณจำเป็นต้องเปลี่ยนวัสดุและอาจทำได้โดยเพิ่มการเคลือบ PVD หรือ CVDไปยังส่วนประกอบที่มีอยู่

การเคลือบ DLC (เพชรคล้ายคาร์บอน) ปรากฏขึ้นก่อน

แต่ฉันคิดว่ามีการเคลือบหลายอย่างที่อาจช่วยคุณได้ดี สารเคลือบ DLC นั้นยากมากและทนต่อการสึกหรอ พวกเขาไม่หลุดล่อนหรือหลุดออกและในขณะที่ฉันไม่ทราบถึงการใช้งานขั้นสุดท้ายหรือลักษณะของข้อกำหนด "ไม่มีการปนเปื้อน" สารเคลือบเหล่านี้มีความเฉื่อยอย่างสมบูรณ์ต่อสารเคมีสังเคราะห์และอินทรีย์เกือบทั้งหมดและเฉื่อยต่อร่างกายมนุษย์อย่างสมบูรณ์ ดี.

สำหรับแอพพลิเคชั่นนี้ฉันคิดว่า ta-C หรืออาจเป็นไปได้ว่าการเคลือบ ta-C: H ทำได้ดี DLC อีกอันที่ควรจะยากและทนต่อการสึกหรอ แต่ฉันไม่มีประสบการณ์ส่วนตัวคือ UNCD (เพชร ultrananocrystalline)

นอกจากนี้คุณยังอาจพบว่าการเคลือบเครื่องมือแบบดั้งเดิมเช่น TiN หรือ TiAlN สามารถทำงานได้ดีสำหรับคุณ - ฉันไม่สามารถให้คำแนะนำเกี่ยวกับการเคลือบที่ดีที่สุดสำหรับการใช้งานของคุณ ฉันไม่ได้เป็นวิศวกรการเคลือบเพียงวิศวกรที่มีประสบการณ์ที่ดีในการใช้การเคลือบชนิดนี้สำหรับการใช้งานของฉันเองในอดีต :)

ประโยชน์หลักของ 440C คือความสามารถในการชุบแข็งสูง

ด้วยความแข็งสูงสุดประมาณ 60 rockwell C ทำให้ 440C เป็นสเตนเลสซึ่งสามารถแข่งขันกับเหล็กกล้าเครื่องมือได้มากมาย

ดูเหมือนว่าคุณกำลังใช้วัสดุนี้อยู่ในสภาพหลอมซึ่งเป็นที่สงสัยกับฉัน โดยทั่วไปแล้ววัสดุนี้จะถูกเลือกให้มีความสามารถในการชุบแข็งสูง - ไม่ใช่เพื่อความรู้ของฉันที่ดีที่สุดที่ใช้โดยทั่วไปในสถานะการอบอ่อน

ดูเหมือนว่าคุณจะเลือกวัสดุนี้เพราะมันมักใช้ในการออกแบบอื่น ๆ ที่คล้ายกัน ฉันสงสัยว่าวัสดุนี้เป็นวัสดุที่ใช้ในการออกแบบเหล่านั้น

หากคุณสามารถใช้งานส่วนประกอบ 440C จากการออกแบบอื่น ๆ เหล่านั้นได้ฉันจะทำการทดสอบ rockwell เพื่อดูว่าได้รับความร้อนหรือไม่ ฉันจะนำเงินไปใช้ในการรักษาความร้อน วัสดุอบอ่อนอาจจะอยู่ในยุค 20's Rockwell C ในขณะที่วัสดุที่ผ่านการอบด้วยความร้อนจะเป็นวัสดุในยุค 50

หากคุณตั้งใจจะทดสอบร็อกเวลล์ให้ลองทำส่วนประกอบที่มีลักษณะแบนเนื่องจากทรงกลมอาจทดสอบได้ยากและให้การอ่านที่ไม่ถูกต้อง

สำหรับสถานที่เริ่มต้นด้วยการรักษาความร้อนฉันพบว่าแผ่นข้อมูลของ Carpenterมักจะเชื่อถือได้สวย คำแนะนำของพวกเขาสำหรับ 440C คือ:

• HARDEN: ความร้อนถึง 1850 / 1950ºF (1010 / 1066ºC); แช่; ดับในน้ำมันอุ่นหรือเย็นในอากาศ ความแข็งจะเป็น≈60HRC อย่าร้อนมากเกินไปหรือคุณจะไม่สามารถบรรลุความแข็งสูงสุด
• TEMPER:เพื่อกำจัดความเค้นสูงสุดและยังคงความแข็งสูงสุดให้ปรับอุณหภูมิอย่างน้อยหนึ่งชั่วโมงที่ 300 / 350ºF (149 / 177ºC)

หากคุณกำลังมองหาวิธีรักษาความร้อนฉันอาจจะเริ่มต้นที่นั่น

ฉันไม่คิดว่า 316 จะเป็นทางเลือกที่ดี

เนื่องจากมันเป็นวัสดุที่นุ่มกว่ามากกว่า 440C และฉันคิดว่ามันจะทำให้ปัญหาการถ่ายโอนวัสดุเร็วเกินไป

ตอนนี้ฉันบอกว่านี่เป็นคำตอบที่ไม่สมบูรณ์

เพราะฉันไม่รู้ว่ามันตอบคำถามของคุณโดยตรง มันเสนอหนทางแก้ไขปัญหาที่เป็นไปได้อย่างไรก็ตามมันไม่สมบูรณ์เนื่องจากคุณจะต้องพูดคุยกับผู้เชี่ยวชาญด้านการเคลือบผิวถึงความต้องการที่แน่นอนของแอปพลิเคชันของคุณ

ตัวอย่างเช่นฉันไม่มีความรู้เกี่ยวกับวิธีการเคลือบเหล่านี้ทำงานที่อุณหภูมิแช่แข็งหรือการเคลือบแบบใดที่จะทำงานได้ดีที่สุดกับการขัดที่ใช้ในกระบวนการกัดบอลของคุณ

ฉันรู้ว่าฉันใช้การเคลือบ DLC เพื่อแก้ปัญหาเฉพาะบางอย่างที่ฉันทำงานและพวกเขาอนุญาตให้ฉันทำสิ่งที่ฉันไม่คิดว่าจะเป็นทางเลือก

ฉันยังอยากจะบอกว่าการหาผู้จำหน่ายที่มีชื่อเสียงและเชื่อถือได้นั้นเป็นส่วนที่ยากที่สุดในการปรับใช้เทคโนโลยีนี้ให้ฉัน เนื่องจากเป็นการท้าทายที่น่ากลัวฉันจึงเสนอข้อเสนอแนะให้เป็นสถานที่ที่จะเริ่มและไม่มีการรับรองใด ๆ นอกจากฉันได้รับประสบการณ์ที่ดีกับ Oerlikon Balzers เป็นการส่วนตัว ฉันไม่ทราบนโยบายในการแนะนำผู้ขายและฉันไม่มีส่วนเกี่ยวข้องกับผู้ขายใด ๆ - ดังนั้นโปรดแก้ไขคำตอบนี้เพื่อลบชื่อผู้จำหน่ายหากละเมิดนโยบายใด ๆ

ไม่ว่าคุณจะเลือกทำธุรกิจกับใครผมขอแนะนำอย่างยิ่งให้พูดกับหนึ่งในวิศวกรแอพพลิเคชั่นเกี่ยวกับความต้องการเฉพาะสำหรับแอปพลิเคชันของคุณและดูว่าพวกเขาแนะนำการเคลือบผิวแบบใด

ปิดความคิด

การเคลือบผิวด้วย PVD / CVD นั้นเป็นลักษณะทางธรรมชาติที่มีผลกระทบต่อส่วนต่อประสานกับวัสดุอื่น ๆ แต่ห้ามเปลี่ยนคุณสมบัติของสารตั้งต้น

เมื่อเราพูดถึงการออกแบบตลับลูกปืนมีคุณสมบัติทั่วไปที่เรียกว่าการฝังตัว โดยทั่วไปหมายถึงความสามารถในการรับวัสดุของแบริ่งในการดูดซับ

โดยไม่ต้องรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับธรรมชาติของการออกแบบของคุณไส้ของฉันบอกฉันว่าคุณจะไม่ต้องการสิ่งนี้เกิดขึ้นเพราะมันหมายถึงลูกบอล / ถ้วยของคุณ ฯลฯ จะฝังโลหะผสมจำนวนหนึ่งที่คุณพยายามบด ดูเหมือนว่าฉันจะไม่ต้องการสิ่งนี้ นี่เป็นอีกเหตุผลหนึ่งที่ฉันคิดว่า 316 น่าจะเป็นตัวเลือกที่แย่

ในการลดการฝังคุณต้องการวัสดุพิมพ์ที่หนักกว่า

คำแนะนำของฉันสำหรับคุณคือให้ความร้อนรักษาส่วนประกอบ 440C ก่อนจากนั้นจึงใช้การเคลือบผิวด้วย PVD หลังจากนั้นเพื่อให้ได้ส่วนผสมที่ดีที่สุดสำหรับการใช้งานของคุณ แน่นอนว่าฉันจะพูดกับวิศวกรการเคลือบผิวเกี่ยวกับการเคลือบผิวที่เหมาะกับการใช้งานของคุณ (เช่นอุณหภูมิความเข้ากันได้ของวัสดุ ฯลฯ )

ฉันแนะนำลูกอลูมินา (ไม่ใช่เหล็กผสม)

ฉันใช้โรงสีลูกขนาด 5 ตันและโรงสีหม้อในห้องปฏิบัติการ (250 กรัม) โดยใช้ลูกอลูมินา

ฉันคิดว่าลูกอลูมินานั้นเฉื่อย (ออกซิไดซ์แล้ว) ดังนั้นแม้ว่าพวกเขาอาจมีสิ่งเจือปนอยู่บ้าง แต่ฉันไม่เชื่อว่าสิ่งนี้จะส่งผลกระทบต่อโลหะผสมของคุณทางเคมีเหมือนกับ Fe และ Cr จะ

สำหรับลูกอลูมินาอัตราการสึกหรอต่ำมาก การใช้งานทุกวันต้องใช้การเติมลูกบอลตามปกติทุก 3 เดือน

ลูกบอลอลูมินายังสามารถใช้สำหรับอุณหภูมิอุณหภูมิ (CMIIW) สิ่งที่ต้องระลึกไว้เสมอ: อุณหภูมิโรงสีหม้อจะร้อนมาก (เกือบจะเดือด) หลังการสีดังนั้นอาจพิสูจน์ได้ยากที่จะรักษาอุณหภูมิ