Raziskave lepila za brizganje kovin iz titanove zlitine

Titan in titanove zlitine imajo značilnosti nizke specifične teže, visoke specifične trdnosti, odlične biokompatibilnosti in dobre odpornosti proti koroziji ter imajo velik potencial uporabe v vesoljstvu, biomedicini, kemikaliji, ladjedelništvu, avtomobilizmu in drugih področjih. Tehnologija brizganja titanovih zlitin v prahu (PIM) je izboljšala stopnjo izkoristka materialov, realizirala množično in poceni pripravo majhnih in srednje velikih izdelkov iz titana s kompleksnimi oblikami ter znatno spodbudila proizvodnjo in uporabo titana in titanovih zlitin izdelkov. Trenutno je zelo malo poročil o sistemu veziva titanove zlitine za brizganje prahu, razvoj novega vezivnega sistema titanove zlitine za brizganje prahu pa je v mirovanju. V prispevku je analiziran in povzet status raziskav različnih vezivnih sistemov za prašno brizganje titanove zlitine.

1, Kratka predstavitev tehnologije brizganja prahu

Tehnologija brizganja prahu je razvita na osnovi tehnologije prašne metalurgije. V kombinaciji s tehnologijo brizganja plastike doseže skoraj 100-odstotno stopnjo izkoriščenosti surovin. To je skoraj tehnologija oblikovanja mreže. Splošni postopek delovanja je naslednji: najprej se pripravljen prašek in vezivo zmešata in granulirata, da se pripravi granulirana krma, nato pa se krma oblikuje v določeno obliko zelenega izdelka na stroju za brizganje. Po razmaščevanju in sintranju dobimo izdelek z zahtevanimi lastnostmi. Prednosti brizganja prahu iz titanove zlitine so:

① Lahko realizira serijsko pripravo majhnih 3D kompleksnih delov oblike;

② Enotna sestava, fina struktura in odlične mehanske lastnosti;

③ Za pripravo vseh surovin je enostavno dodati sintetične elemente:

④ Mikrostrukturo materiala je enostavno nadzorovati.

V procesu brizganja prahu titanove zlitine je zasnova veziva osrednji člen, ki igra pomembno vlogo pri omogočanju nemotenega vbrizgavanja prahu titanove zlitine v tekočem stanju med celotnim postopkom brizganja in lahko ohrani obliko do stopnja predsintranja po oblikovanju zelene gredice. Vendar pa je dodano vezivo postalo tudi eden od možnih virov onesnaževal Z v celotnem procesu brizganja. Poleg tega bo višja vsebnost veziva zmanjšala naboj prahu, kar ne bo samo vodilo do depresije polja oblike zelenega telesa po luščenju, deformaciji, razpokanju in drugih napakah, temveč bo tudi povečalo krčenje pri sintranju, kar bo resno zmanjšalo natančnost velikosti izdelka ; Čeprav lahko vezivo z nizko vsebnostjo zagotovi visoko obremenitev prahu, je težko pripraviti dovod z dobro tekočnostjo in gladko zaključiti vbrizgavanje. Zagotavljanje ravnotežja med vsebnostjo veziva in nalaganjem prahu močno poveča težave v procesu raziskovanja veziva. tako se lahko vidi. Čeprav vezivo ne določa končne Z sestave sintranih izdelkov, bosta njegova izbira in uporaba neposredno vplivala na poznejše postopke razmaščevanja, sintranja in druge postopke ter tako vplivala na kakovost izdelka. Zato je pri raziskovalnem delu tehnologije brizganja prahu titanove zlitine osredotočenost na tehnologijo veziva tudi ključ do problema. V prispevku je predstavljen status raziskav različnih vezivnih sistemov za prašno brizganje titanove zlitine in predlagani so ukrepi za izboljšanje obstoječih problemov.

Nekateri med njimi so izdelki za brizganje kovin iz titanove zlitine v prahu, ki jih natančno proizvaja zhongwei

(a) Deli za inženirsko uporabo, ki jih je pripravil nemški TJet: (b) Deli za biomedicino, ki jih je pripravil nemški TJet: (c) Vijaki za kosti iz zlitine T-6A-7Nb: (d) Umetna stremena CP Ti: ( e) okvirji za očala iz titanove zlitine; (f) Ohišje ure Ti-6AI-4V

2, Nekaj ​​napredka raziskav

Titan ima visoko aktivnost in je nagnjen k karbonizaciji, amonijaku in oksidaciji, ko je temperatura blizu 400C. Nastanejo nečistoče, kot so titanov karbid, titanov amoniat in titanov oksid, ki zmanjšajo relativno gostoto sintranja in poslabšajo mehanske lastnosti materialov. Med nečistočami, kot so ogljik, vodik, kisik in dušik, je običajno težje nadzorovati vsebnost kisika kot druge nečistoče. Vpliv vsebnosti kisika (masni delež) na mehanske lastnosti titanove zlitine je prikazan na sliki. S povečanjem vsebnosti kisika se poveča trdnost titanove zlitine, vendar se plastičnost bistveno poslabša. Zato je treba pri izbiri veziva za titanovo zlitino za brizganje prahu upoštevati naslednje tri točke:

0 Poskusite zagotoviti visoko količino prahu, da izboljšate dimenzijsko natančnost izdelkov;

② Dozirni material mora biti dovolj tekoč, da se med injiciranjem lahko nemoteno napolni celotna votlina;

③ Uporabljene vezivne komponente ne reagirajo z visoko aktivnimi titanovimi materiali in ni ostankov razgradnje in odstranitve.

Na začetni stopnji raziskav je večina veziv, uporabljenih pri brizganju praškastih titanovih zlitin, sledila sistemu veziv drugih kovin. S poglabljanjem znanstvenih raziskav so se pojavila nova veziva, kot so vodotopna veziva in veziva na poliacetalni osnovi. Trenutno so vezivni sistemi, ki se pogosto uporabljajo pri titanovih zlitinah za brizganje prahu, lepila na osnovi termoplastičnih voskov, lepila na osnovi plastike in okolju prijazna lepila na vodni osnovi.

Vpliv vsebnosti kisika na mehanske lastnosti titanovih zlitin

3, Zaključek in obeti

Nadaljnja širitev trga uporabe titanove zlitine za brizganje kovin se sooča z dvema izzivoma. Prvič, sferični titanov prah z relativno zrelo tehnologijo brizganja prahu ima visoke stroške in njegove izdelke je težko uporabljati v 3C in avtomobilskih poljih v velikem obsegu; Drugi je pomanjkanje vezivnega sistema, primernega za brizganje prahu iz titanove zlitine. Pojav hidrogeniranega dehidrogeniranega titanovega prahu je bil začetek zniževanja stroškov. V primerjavi s sferičnim titanovim prahom se lahko njegova cena zmanjša na približno 20 odstotkov. Vendar se večina vezivnih sistemov, ki se uporabljajo pri titanovih zlitinah za brizganje prahu, še vedno uporablja iz drugih kovin, lastnosti materialov iz titanovih zlitin pa niso bile v celoti upoštevane, zato je bil proces raziskav in razvoja nekoč v ozkem grlu. Čeprav je vezivni sistem iz titanove zlitine, neodvisno razvit na Kitajskem, prebil tehnično blokado podjetij, kot je BASF, so njegove raziskave in razvoj še vedno v fazi obsežnih poskusov in napak zaradi pomanjkanja sistematičnih teoretičnih smernic in procesa praktičnost je še razmeroma počasna. Na podlagi statusa raziskav vezivnega sistema avtor podaja nekaj predlogov o obstoječih težavah titanove zlitine za brizganje prahu na tej stopnji za referenco raziskovalcev v isti industriji in skupaj spodbuja proces industrializacije titanove zlitine za brizganje prahu. .

(1) Glede na nizko dimenzijsko natančnost in slabo plastičnost brizganih izdelkov iz titanove zlitine iz praškastega veziva na osnovi voska je mogoče raziskave o delni zamenjavi komponent PW s PEG še poglobiti. V primerjavi s PW ima PEG boljšo poroznost in nižjo temperaturo razgradnje, kar je koristno za povečanje nosilnosti dovoda in zmanjšanje vsebnosti nečistoč v razmaščeni gredici, s čimer se izboljša dimenzijska natančnost in mehanske lastnosti izdelkov iz titanove zlitine.

(2) Glede na težavo, da je POM, glavna komponenta veziva na osnovi plastike, enostavno reagirati s poceni in visoko aktivnim hidrogeniranim dehidrogeniranim titanovim prahom, je mogoče za pripravo krmila uporabiti mešalnik s posebno atmosfero za titanovo zlitino za izolacijo kisika in izboljšanje toplotne kisikove stabilnosti POM; Drugič, v raziskavah in razvoju novega vezivnega sistema na osnovi plastike. Nadaljujte z optimizacijo razmerja antioksidantov za izboljšanje stabilnosti krme

(3) Da bi rešili težavo, da je zeleno telo enostavno zmehčati, ko se vbrizga vezivo na vodni osnovi, je mogoče najprej dodati komponente skeletnega sredstva z nizko vsebnostjo kisika ali celo brez kisika. Izboljšajte moč zelene injekcije; Drugič, lahko še naprej poglabljamo raziskave molekulske mase PEG o sposobnosti oblikovanja in ohranjanju oblike krme na vodni osnovi ter izberemo molekulsko maso PEG glede na zapletenost oblike delov za brizganje.