Istraživanje ljepila za injekcijsko prešanje metala od legure titana

Titan i legure titana imaju karakteristike niske specifične težine, visoke specifične čvrstoće, izvrsne biokompatibilnosti i dobre otpornosti na koroziju, te imaju veliki potencijal primjene u zrakoplovstvu, biomedicini, kemiji, brodogradnji, automobilizmu i drugim područjima. Tehnologija injekcijskog prešanja legure titana u prahu (PIM) poboljšala je stopu iskorištenja materijala, ostvarila masovnu i jeftinu pripremu malih i srednjih proizvoda od titana složenih oblika i značajno promicala proizvodnju i primjenu titana i titanovih legura proizvoda. Trenutačno postoje vrlo ograničena izvješća o vezivnom sustavu legure titana za injekcijsko prešanje u prahu, a razvoj novog vezivnog sustava od legure titana za injekcijsko prešanje u prahu je u zastoju. U ovom radu analiziran je i sažeti status istraživanja različitih vezivnih sustava za injekcijsko prešanje titanovih legura.

1, Kratak uvod u tehnologiju brizganja praha

Tehnologija brizganja praha razvijena je na temelju tehnologije metalurgije praha. U kombinaciji s tehnologijom brizganja plastike, ostvaruje stopu iskorištenja sirovina od gotovo 100 posto. To je skoro mrežasta tehnologija. Opći radni proces je sljedeći: prvo se pripremljeni prah i vezivo miješaju i granuliraju kako bi se pripremila granulirana hrana, a zatim se hrana oblikuje u određeni oblik zelenog proizvoda na stroju za injekcijsko prešanje. Nakon odmašćivanja i sinteriranja dobiva se proizvod traženih svojstava. Prednosti brizganja praha legure titana su:

① Može realizirati serijsku pripremu malih 3D dijelova složenog oblika;

② Ujednačen sastav, fina struktura i izvrsna mehanička svojstva;

③ Lako je dodati sintetičke elemente za pripremu svih sirovina:

④ Lako je kontrolirati mikrostrukturu materijala.

U procesu injekcijskog prešanja praha legure titana, dizajn veziva je središnja veza, koja igra važnu ulogu u omogućavanju glatkog ubrizgavanja praha legure titana u tekućem stanju tijekom cijelog procesa injekcijskog prešanja i može zadržati oblik do faza predsinteriranja nakon formiranja zelene gredice. Međutim, dodano vezivo također je postalo jedan od mogućih izvora Z zagađivača u cijelom procesu injekcijskog prešanja. Osim toga, veći sadržaj veziva smanjit će punjenje praha, što ne samo da će dovesti do depresije polja oblika zelenog tijela nakon skidanja, deformacije, pucanja i drugih nedostataka, već će također povećati skupljanje pri sinterovanju, ozbiljno smanjujući točnost veličine proizvoda ; Iako vezivo s niskim sadržajem može osigurati visoku količinu praha, teško je pripremiti punjenje s dobrom fluidnošću i glatko završiti ubrizgavanje. Osiguravanje ravnoteže između sadržaja veziva i količine praha uvelike povećava poteškoće u procesu istraživanja veziva. tako se može vidjeti. Iako vezivo ne određuje konačan Z sastav sinteriranih proizvoda, njegov odabir i uporaba izravno će utjecati na naknadne procese odmašćivanja, sinteriranja i druge procese, čime će utjecati na kvalitetu proizvoda. Stoga, u istraživačkom radu tehnologije brizganja titanovih legura u prahu, fokus na tehnologiju veziva također je ključ problema. U ovom radu predstavljen je status istraživanja različitih sustava veziva za injekcijsko prešanje titanovih legura u prahu te su predložene mjere poboljšanja za postojeće probleme.

Neki od njih su zhongwei precizno proizvedeni proizvodi za brizganje metala u prahu od legure titana

(a) Dijelovi za inženjersku primjenu koje je pripremio njemački TJet: (b) Biomedicinski dijelovi koje je pripremio njemački TJet: (c) Vijci za kosti od legure T-6A-7Nb: (d) CP Ti umjetni stapes: ( e) okviri za naočale od legure titana; (f) Ti-6AI-4V kućište sata

2, Neki napredak istraživanja

Metalni titan ima visoku aktivnost i sklon je karbonizaciji, amonijaku i oksidaciji kada je temperatura blizu 400C. Generiraju se nečistoće kao što su titanijev karbid, titanijev amonijat i titanijev oksid, što smanjuje relativnu gustoću sinteriranja i pogoršava mehanička svojstva materijala. Među nečistoćama kao što su ugljik, vodik, kisik i dušik, obično je teže kontrolirati sadržaj kisika nego ostale nečistoće. Utjecaj sadržaja kisika (masenog udjela) na mehanička svojstva legure titana prikazan je na slici. S povećanjem udjela kisika, čvrstoća legure titana raste, ali se plastičnost značajno pogoršava. Stoga je potrebno postići sljedeće tri točke pri odabiru veziva za titanovu leguru za injekcijsko prešanje u prahu:

0 Pokušajte osigurati visoku količinu praha kako biste poboljšali točnost dimenzija proizvoda;

② Materijal za hranjenje treba imati dovoljnu fluidnost kako bi se osiguralo da se cijela šupljina može glatko ispuniti tijekom ubrizgavanja;

③ Komponente veziva koje se koriste ne reagiraju s visoko aktivnim titanovim materijalima i nema razgradnje i uklanjanja ostataka.

U početnoj fazi istraživanja, većina veziva korištenih u injekcijskom prešanju legura titana u prahu slijedila je sustav veziva drugih metala. Produbljivanjem znanstvenih istraživanja pojavila su se nova veziva kao što su vodotopiva i veziva na bazi poliacetala. Trenutno, vezivni sustavi koji se naširoko koriste u legurama titana za brizganje praha su ljepila na bazi termoplastičnog voska, ljepila na bazi plastike i ekološki prihvatljiva ljepila na bazi vode.

Utjecaj sadržaja kisika na mehanička svojstva titanovih legura

3, Zaključak i perspektiva

Daljnje širenje tržišta primjene legura titana za brizganje metala suočava se s dva izazova. Prvo, sferični titanski prah s relativno zrelom tehnologijom brizganja praha ima visoku cijenu, a njegove proizvode je teško koristiti u 3C i automobilskim poljima u velikim razmjerima; Drugi je nedostatak sustava veziva prikladnog za injekcijsko prešanje titanovih legura u prahu. Pojava hidrogeniranog dehidrogeniranog titanovog praha otvorila je zoru smanjenja troškova. U usporedbi sa sfernim titanovim prahom, njegova cijena može se smanjiti na oko 20 posto. Međutim, većina vezivnih sustava koji se koriste u legurama titana za brizganje praha još uvijek se koriste od drugih metala, a karakteristike materijala od legura titana nisu u potpunosti razmotrene, tako da je proces istraživanja i razvoja nekoć bio u uskom grlu. Iako je vezivni sustav od legure titana koji je neovisno razvijen u Kini razbio tehničku blokadu tvrtki kao što je BASF, njegovo istraživanje i razvoj još uvijek su u fazi pokušaja i pogrešaka velikih razmjera zbog nedostatka sustavnih teoretskih smjernica i procesa praktičnost je još uvijek relativno spora. Na temelju statusa istraživanja vezivnog sustava, autor iznosi neke prijedloge o postojećim problemima titanijske legure za brizganje praha u ovoj fazi za referencu istraživača u istoj industriji i zajednički promiču proces industrijalizacije titanijske legure za brizganje praha. .

(1) S obzirom na nisku dimenzionalnu točnost i lošu plastičnost proizvoda od legura titana na bazi veziva na bazi voska injekcijskim prešanjem, istraživanje o djelomičnoj zamjeni komponenti PW PEG-om može se dodatno produbiti. U usporedbi s PW-om, PEG ima bolju poroznost i nižu temperaturu razgradnje, što je korisno za povećanje kapaciteta punjenja sirovine i smanjenje sadržaja nečistoća u odmašćenoj trupci, čime se poboljšava točnost dimenzija i mehanička svojstva proizvoda od legure titana.

(2) S obzirom na problem da je POM, glavna komponenta veziva na bazi plastike, lako reagirati s jeftinim i visoko aktivnim hidrogeniranim dehidrogeniranim prahom titana, prvo se može koristiti posebna atmosferska miješalica za leguru titana za pripremu hrane za izolaciju kisika i poboljšanje toplinske kisikove stabilnosti POM-a; Drugo, u istraživanju i razvoju novih vezivnih sustava na bazi plastike. Nastavite optimizirati omjer antioksidansa kako biste poboljšali stabilnost hrane

(3) Kako bi se riješio problem lakog omekšavanja sirovog tijela kada se ubrizga vezivo na bazi vode, prvo se mogu dodati komponente sredstva za skeletiranje s niskim sadržajem kisika ili čak bez kisika. Poboljšajte snagu zelenog ubrizgavanja; Drugo, možemo nastaviti produbljivati ​​istraživanje molekularne težine PEG-a o sposobnosti oblikovanja i zadržavanju oblika stočne hrane na bazi vode, te odabrati molekularnu težinu PEG-a prema složenosti oblika dijelova za ubrizgavanje.