क्रायोजेनिक बॉल मिल कप और गेंदों के लिए सबसे अच्छी सामग्री की तलाश में


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मैं मिश्र धातुओं के एक सेट के साथ काम कर रहा हूं जिसे पहले क्रायोजेनिक तापमान पर एक गेंद मिल में जमीन के ऊपर होना चाहिए। यह महत्वपूर्ण है कि कोई संदूषण इसे सामग्री में नहीं बनाता है और इस अंत को सुनिश्चित करने के लिए सावधानीपूर्वक कदम उठाए जाते हैं।

दुर्भाग्य से जब हमने अपनी आरबीएस लैब के माध्यम से नमूनों का एक सेट चलाया और फिर PIXE के माध्यम से हमने देखा कि हमारे पास Fe और Cr संदूषण है। सबसे पहले यह सोचा गया था कि यह नमूनों को तैयार करने के लिए उपयोग किए जाने वाले कटिंग टूल्स से आया है इसलिए हमने एक और नमूना चलाया जो ईडीएम का उपयोग करके काटा गया था। परिणाम वही थे। स्टेनलेस स्टील के साथ सामग्री का एकमात्र अन्य संपर्क बॉल मिलिंग चरण से है।

हम कप और गेंदों के लिए 440C का उपयोग कर रहे हैं, लेकिन ऐसा लगता है कि 316L इस एप्लिकेशन के लिए बेहतर हो सकता है। मुझे पता है कि 440C आमतौर पर क्रायो-टेम्पों पर अच्छा काम नहीं करता है, लेकिन यही है कि अन्य लैब भी इस्तेमाल करते रहे हैं इसलिए हमें इस प्रकार की समस्याओं की उम्मीद नहीं थी।

नए कप और बॉल मटेरियल पर विचार करने के लिए कुछ चीजें मशीनीता, लागत, उपलब्धता, क्रायोजेनिक गुण, कंपन और थकान प्रतिरोध, और सील करने की क्षमता (कप एक निष्क्रिय वायुमंडल में भरे हुए हैं) हैं। एक अन्य संभावना वर्तमान 440C सामग्री का एक गर्मी उपचार है, हालांकि मैं अनिश्चित हूं कि उस संबंध में सबसे अच्छा दृष्टिकोण क्या होगा।


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प्रभावशाली लगने वाला सुझाव जो उपयोगी हो सकता है (यदि यह काम करता है तो मुझे खुशी होगी अगर आपको याद है कि यह किसने सुझाया है :-)): देखें कि क्या UHMWPE आपके लिए कुछ भी कर सकता है। हालांकि यह शायद ही अपने आप में बॉल-मिलिंग बॉल सॉल्यूशन की तरह लगता है, इसमें कप में भूमिका हो सकती है, और बॉल मेकअप में ऑम्बे। यह सब के रूप में के रूप में 'कठिन' है और गहरे क्रायोजेनिक तापमान पर इसके गुणों को बरकरार रखता है, जो किसी अन्य चीज के मुकाबले बेहतर है। यह चॉपिंग बोर्ड, बॉडी आर्मर, टगबोट बफ़र्स, ड्रैगलाइन बकेट, अभद्र रूप से ठंडे तापमान और, शायद क्रायोजेनिक बॉल मिल्स में भी अच्छा है।
रसेल मैकमोहन

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मैं आपके सामग्री सुझाव के बारे में पढ़ रहा हूं; UHMWPE में कुछ उत्कृष्ट यांत्रिक गुण हैं। मैंने कुछ पॉलिमर के साथ काम किया है और वास्तव में क्रायो-चैंबर जो कप की असेंबली से बना है, जिसे हमने नायलॉन से बनाया है। ऐसा लगता है कि UHMWPE के पास कई अनुप्रयोग हैं, हालांकि -150C से नीचे के चरम तापमान पर भंगुर विफलता का अनुभव करना शुरू हो जाता है; हम -195C (ish) के आसपास चल रहे हैं। आपका सामग्री सुझाव सस्ता और आसानी से उपलब्ध है, मुझे कुछ के साथ खेलने के लिए उठाना पड़ सकता है :)
eatscrayons

यह देखते हुए कि वे पहले से ही आम तौर पर भंगुर हैं, यहां तक ​​कि कमरे के तापमान पर, क्या आपने गेंदों के लिए सिरेमिक सामग्री पर विचार किया है? सिलिकॉन नाइट्राइड एक संभावित उम्मीदवार है क्योंकि यह अत्यंत कठोर है और बीयरिंगों में कम पहनने वाली सामग्री के रूप में व्यापक उपयोग देखा गया है। सबसे अच्छी बात यह है कि क्योंकि वे पहले से ही बीयरिंगों में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं, सिलिकॉन नाइट्राइड गेंदों को कई आकारों में आसानी से खरीदे जा सकते हैं।
wwarriner

जवाबों:


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यदि लागत एक चरम वस्तु नहीं है, तो होउ आपकी गेंदों के लिए सह + डब्ल्यूसी मेकअप का उपयोग करके सबसे कम संदूषण हो सकता है, और गेंदों और कप के बीच एवॉरिक एबाइडिंग के लिए क्रायोप्लास्टिक कप का उपयोग कर सकता है।

डब्ल्यूसी अत्यंत ऊष्मीय रूप से स्थिर है और इसमें अविश्वसनीय रूप से उच्च सतह कठोरता (घनत्व का उल्लेख नहीं है) है। जब तक आपका सह बांधने वाला तनाव तक पकड़ सकता है (या आप एक और उपयुक्त बाइंडर पा सकते हैं), आपको अपने मिलिंग गेंदों के बढ़ते घनत्व और कठोरता के कारण त्वरित मिलिंग समय / दक्षता के साथ-साथ बहुत कम संदूषण का आनंद लेना चाहिए।

WC पाउडर के रूप में आसानी से उपलब्ध है, जो पिघले हुए सह (या नी) को 'गीला' करने में सक्षम किसी भी मशीनरी का उपयोग करके बनने और तैयार होने के लिए तैयार है। Ofc, यदि संदूषण या प्रसंस्करण लागत के कारण सह अस्थिर साबित होता है, तो आप हमेशा WC पाउडर को गीला / बाँधने के लिए कम-आउटगैस, क्रायो-रेटेड एपॉक्सी का उपयोग कर सकते हैं (जैसा कि मैं और अधिक सोचता हूं, बेहतर काम कर सकता हूं)।


मैं सहमत हूं कि WC (टंगस्टन-कार्बाइड) एक उत्कृष्ट विकल्प हो सकता है। सामग्री हस्तांतरण को संबोधित करने के तरीके के बारे में अपनी चिंताओं पर विस्तार करने के लिए, मेरे पास कार्बाइड उपकरण पीवीडी लेपित हैं, जो इस मामले में अच्छा विकल्प हो सकता है। पीवीडी कोटिंग्स के बारे में अच्छी बात यह है कि वे आमतौर पर आधार धातु से एक अलग रंग होते हैं, जिसका अर्थ है कि यह देखने में आसान है और पहनने को ट्रैक करने के लिए उपयोग किया जा सकता है जो कि कितनी देर तक चलने वाली गेंदों को स्थापित करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है और पीएम की दिनचर्या को उनके सामने बदलने के लिए रखा जाता है। सामग्री हस्तांतरण के मुद्दे पर पहनें। अधिकांश कोटिंग्स को हटाया जा सकता है और फिर से लागू किया जा सकता है - रख-रखाव की लागत को कम रखते हुए :)
CBRF23

एक दिलचस्प विचार है, हालांकि इस सेटअप को बनाने में कुछ काम लगेगा। हम अपने बाहरी शेल के लिए नायलॉन का उपयोग करते हैं जो हमारे तरल नाइट्रोजन के माध्यम से प्रवाह करने के लिए कप विधानसभा का निर्माण करता है। यह मशीन के लिए आसान है; 440C की तुलना में कम से कम (हालाँकि हम इसमें अच्छे हो रहे हैं!)। जहां तक ​​डब्ल्यूसी पाउडर की बात है, मैं कैंपस के किसी भी उपकरण पर नहीं आया हूं जो इस ऑपरेशन को कर सके। हमने एक गर्म आइसोस्टैटिक प्रेस (HiP) बनाया है जिसका उपयोग उच्च तापमान के तहत पाउडर को संपीड़ित करने के लिए किया जाता है, हालांकि हमने इसे 500C से अधिक नहीं होने के लिए डिज़ाइन किया है (और फिर भी रेंगने से बचने के लिए थोड़े समय के लिए)।
खाता है

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मैंने इस पर उत्तर या टिप्पणी के बीच बहस की, लेकिन अंततः मुझे लगता है कि यह एक उत्तर के अधिक है - यद्यपि एक अपूर्ण उत्तर।


यह मुझे लगता है कि आप जिस प्राथमिक समस्या को हल करने की कोशिश कर रहे हैं वह बॉल मिलिंग प्रक्रिया के दौरान गेंदों / कप आदि से सामग्री स्थानांतरण को रोक रही है। मुझे नहीं लगता कि आपको आवश्यक रूप से सामग्रियों को बदलने की आवश्यकता है, और शायद मौजूदा घटकों में केवल पीवीडी या सीवीडी कोटिंग जोड़ने के साथ भी दूर हो सकता है ।


DLC (हीरे जैसी कार्बन) कोटिंग सबसे पहले दिमाग में घूमती है,

हालाँकि मुझे लगता है कि कई कोटिंग्स हैं जो संभावित रूप से आपकी अच्छी सेवा कर सकती हैं। डीएलसी कोटिंग्स बहुत कठिन हैं और प्रतिरोधी पहनते हैं (जैसा कि "हीरे की तरह" नाम सुझाएगा)। वे फ्लेक या चिप बंद नहीं करते हैं, और जब मैं "कोई संदूषण" आवश्यकता के अंतिम उपयोग या प्रकृति को नहीं जानता, ये कोटिंग्स लगभग सभी कार्बनिक और सिंथेटिक रसायनों के लिए पूरी तरह से निष्क्रिय हैं, और मानव शरीर के लिए पूरी तरह से निष्क्रिय हैं कुंआ।

इस आवेदन के लिए, मुझे लगता है कि एक टा-सी या संभवतः एक टा-सी: एच कोटिंग अच्छी तरह से काम कर सकती है। एक और डीएलसी जो बेहद कठिन माना जाता है और प्रतिरोधी होता है, लेकिन यह कि मेरे पास कोई व्यक्तिगत अनुभव नहीं है, UNCD (अल्ट्रानोसोक्रिस्टलाइन हीरा) है।

आपको अधिक पारंपरिक उपकरण कोटिंग्स भी मिल सकती हैं, जैसे कि TiN या TiAlN आपके लिए अच्छी तरह से काम कर सकती है - मैं आपके आवेदन के लिए सबसे अच्छी कोटिंग के रूप में एक सिफारिश नहीं कर सकता। मैं एक कोटिंग्स इंजीनियर नहीं हूँ, सिर्फ एक इंजीनियर है जिसे अतीत में अपने स्वयं के अनुप्रयोगों के लिए इन प्रकार के कोटिंग्स का उपयोग करने का अच्छा अनुभव रहा है :)


440C का मुख्य लाभ यह उच्च कठोरता है

लगभग 60 रॉकवेल सी की अधिकतम कठोरता के साथ, 440 सी एक स्टेनलेस है जो कई टूल स्टील्स को प्रतिद्वंद्वी कर सकता है।

ऐसा लगता है कि आप इस सामग्री का उपयोग एनाल्ड हालत में कर रहे हैं, जो मेरे लिए संदिग्ध है। इस सामग्री को आम तौर पर उच्च कठोरता के लिए चुना जाता है - यह (मेरे ज्ञान का सबसे अच्छा करने के लिए) आमतौर पर annealed राज्य में इस्तेमाल नहीं किया जाता है।

ऐसा लगता है कि आपने इस सामग्री को चुना क्योंकि यह आमतौर पर अन्य समान डिजाइनों में उपयोग किया जाता है; मुझे आश्चर्य है कि उन डिज़ाइनों में इस सामग्री का उपयोग किस स्थिति में किया जाता है।

यदि आप उन 440 अन्य डिजाइनों में से एक पर अपने हाथ पा सकते हैं, तो मैं एक रॉकवेल परीक्षण करूंगा कि यह गर्मी का इलाज है या नहीं। मैं उस पर पैसा लगाऊंगा जिसका इलाज गर्मी है। घोषित सामग्री संभवतः 20 -30 के रॉकवेल सी में होगी, जबकि गर्मी उपचारित सामग्री 50 के दशक में होने वाली है।

यदि आप एक रॉकवेल परीक्षण करने का इरादा रखते हैं, तो एक फ्लैट के साथ एक घटक पर प्रयास करें क्योंकि गोले का परीक्षण करना और गलत रीडिंग देना मुश्किल हो सकता है।

गर्मी के उपचार के साथ शुरू करने के लिए एक जगह के लिए, मुझे लगता है कि बढ़ई की डेटा शीट आमतौर पर बहुत विश्वसनीय हैं। 440 सी के लिए उनकी सिफारिशें हैं:

  • HARDEN: हीट 1850 / 1950ºF (1010/1066 toC); सोख; गर्म तेल या हवा में ठंडा करने के लिए बुझाना। कठोरता ≈60HRC होगी। ज़्यादा गरम मत करो या आप अधिकतम कठोरता प्राप्त करने में सक्षम नहीं होंगे।
  • TEMPER: चोटी के तनाव को दूर करने के लिए और फिर भी अधिकतम कठोरता बनाए रखने के लिए, 300 / 350ºF (149/177 /C) पर कम से कम एक घंटा गुस्सा करें।

यदि आप गर्मी उपचार की तलाश कर रहे हैं, तो मैं शायद वहां शुरू करूंगा।


मुझे नहीं लगता कि 316 अच्छा विकल्प होगा

जैसा कि 440C की तुलना में यह बहुत अधिक नरम (गमियर) सामग्री है, और मुझे लगता है कि यह सामग्री हस्तांतरण की समस्या को बढ़ा देगा।


अब मैंने कहा कि यह एक अपूर्ण जवाब था,

क्योंकि मैं नहीं जानता कि यह सीधे आपके सवाल का जवाब देता है। यह एक संभावित समाधान के लिए एवेन्यू प्रदान करता है, हालांकि यह अधूरा है क्योंकि आपको एक कोटिंग विशेषज्ञ के साथ अपने आवेदन की सटीक आवश्यकताओं पर चर्चा करनी होगी और देखें कि वे क्या कहते हैं।

उदाहरण के लिए, मुझे इस बात का कोई ज्ञान नहीं है कि ये कोटिंग्स क्रायोजेनिक तापमान पर कैसा प्रदर्शन करती हैं , या आपकी बॉल मिलिंग प्रक्रिया में उपयोग किए जाने वाले अपघर्षक के साथ क्या कोटिंग सबसे अच्छा काम करेगी।

मुझे पता है कि मैंने कुछ अनूठी समस्याओं को हल करने के लिए डीएलसी कोटिंग्स का उपयोग किया है जहां मैं काम करता हूं, और उन्होंने मुझे उन चीजों को करने की अनुमति दी है जो मुझे नहीं लगता कि मुझे इसके लिए कोई विकल्प मिल सकता था।

मैं यह भी कहना चाहता था कि एक सम्मानित और विश्वसनीय कोटिंग विक्रेता का पता लगाना मेरे लिए इस तकनीक को अपनाने का सबसे कठिन हिस्सा था। जैसा कि काफी चुनौतीपूर्ण चुनौती हो सकती है, मैं केवल एक जगह के रूप में शुरू करने के लिए एक सुझाव देता हूं, और इसके अलावा और कोई समर्थन नहीं है कि मुझे व्यक्तिगत रूप से ओर्लीकोन बेज़र्स के साथ अच्छा अनुभव है। मुझे विक्रेताओं की सिफारिश करने पर नीति का पता नहीं है, और मेरा किसी भी विक्रेता के साथ कोई जुड़ाव नहीं है - इसलिए किसी भी नीतियों का उल्लंघन करने पर विक्रेता का नाम हटाने के लिए इस उत्तर को संपादित करने के लिए स्वतंत्र महसूस करें।

इसके बावजूद कि आप किसके साथ व्यापार करना चाहते हैं , मैं आपके एप्लिकेशन इंजीनियरों से आपके आवेदन की विशिष्ट आवश्यकताओं के बारे में बोलने की सलाह देता हूं और यह देखने के लिए कि वे किस कोटिंग की सलाह देते हैं।


विचार बंद करना

पीवीडी / सीवीडी कोटिंग्स प्रकृति में आदिवासी हैं - वे अन्य सामग्रियों के साथ इंटरफ़ेस को प्रभावित करते हैं, लेकिन आधार सब्सट्रेट के गुणों को नहीं बदलते हैं।

जब हम असर डिज़ाइन के बारे में बात करते हैं, तो एक संपत्ति होती है जिसे आमतौर पर एम्बेड करने योग्यता कहा जाता है। यह मूल रूप से एक असर करने वाली सामग्री को संदर्भित करता है (या अपने भीतर एम्बेड) को अवशोषित करने की क्षमता।

आपके डिज़ाइन की प्रकृति के बारे में अधिक जानकारी के बिना, मेरी आंत मुझे बताती है कि आप ऐसा नहीं चाहते हैं, क्योंकि इसका मतलब होगा कि आपकी गेंदें / कप आदि उन मिश्र धातुओं की कुछ मात्रा को एम्बेड करेंगे जिन्हें आप पीसने की कोशिश कर रहे थे। यह मेरे लिए संभव नहीं लगता है कि यह वांछनीय होगा। यह एक और कारण है जो मुझे लगता है कि 316 एक खराब विकल्प होगा।

एम्बेड करने की क्षमता को कम करने के लिए, आप एक कठिन सब्सट्रेट चाहते हैं।

आपके लिए मेरी सिफारिश होगी कि आप पहले 440C घटकों का उपचार करें, फिर अपने आवेदन के लिए गुणों का सबसे अच्छा संयोजन प्राप्त करने के लिए एक PVD कोटिंग लागू करें। मैं निश्चित रूप से एक कोटिंग्स इंजीनियर से बात करूंगा कि आपके आवेदन के लिए कौन सा कोटिंग्स काम करेगा (जैसे तापमान, सामग्री संगतता, आदि)


यहाँ कुछ बेहतरीन सुझाव दिए गए हैं। हमारे पास नवीनतम विचार (440C गेंदों के नियमित प्रतिस्थापन के अलावा) गेंदों के लिए नाइट्रोनिक 60 पर स्विच करने और कप विधानसभा के लिए 440C बनाए रखने के लिए है। N60 / 440C संयोजन में क्रायोजेनिक तापमान पर माइक्रोस्पैलेशन की बहुत कम घटना है। कोटिंग्स उत्कृष्ट सुझाव हैं, मैं इस पर ध्यान दूंगा। यदि हम इस मार्ग पर जाने का निर्णय लेते हैं, और सफल होते हैं, तो मैं सही उत्तर के रूप में आपके समाधान के लिए मतदान करूंगा। इसमें कुछ समय लग सकता है ... :)
eatscrayons

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मैं एल्यूमिना गेंदों (हालांकि स्टील मिश्र नहीं) की सलाह देता हूं।

मैंने 5 टन की क्षमता में बॉल मिल का इस्तेमाल किया और एल्युमिना गेंदों का उपयोग करके लैब (250 ग्राम) में पॉट मिल का उपयोग किया।

मुझे लगता है कि एल्यूमिना बॉल्स अक्रिय (पहले से ही ऑक्सीकृत) हैं ताकि भले ही वे कुछ अशुद्धता पेश कर सकें, मुझे विश्वास नहीं है कि यह आपके मिश्र धातु को Fe और Cr की तरह रासायनिक रूप से प्रभावित करेगा।

एल्यूमिना गेंदों के साथ, पहनने की दर बहुत कम है। हर दिन उपयोग के लिए हर 3 महीने में केवल गेंदों के नियमित टॉप-अप की आवश्यकता होती है।

एल्यूमिना गेंदों का उपयोग क्रायोजेनिक तापमान (CMIIW) के लिए भी किया जा सकता है। हालांकि ध्यान रखने योग्य कुछ बातें: मिलिंग के बाद पॉट मिल का तापमान बहुत गर्म (लगभग उबलने वाला) होगा, इसलिए क्रायोजेनिक बनाए रखना मुश्किल साबित हो सकता है।


मैं यह कोशिश करूंगा, अगर यह काम करता है तो आपको सही जवाब मिलेगा। मुझे यकीन नहीं है कि हमारा आंतरिक तापमान क्या है, हालांकि हम इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी से जानते हैं कि सामग्री ठंड मिलिंग प्रक्रिया के दौरान खुद को वेल्ड करती है। वांछित अनाज का आकार उन सामग्रियों के लिए 50nm है जो हम वर्तमान में काम कर रहे हैं, और वर्तमान सेटअप यह अच्छी तरह से करता है (माइनस संदूषण)। हमने थर्मोकपल स्थापित करने के विचार के बारे में सोचा है; यह एक भयानक इंजीनियरिंग चुनौती होगी।
eatscrayons
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