Titaanisulamist metalli survevaluliimi uurimine

Titaanil ja titaanisulamitel on madala erikaalu, suure eritugevuse, suurepärase biosobivuse ja hea korrosioonikindluse omadused ning neil on suur kasutuspotentsiaal lennunduses, biomeditsiinis, keemiatööstuses, laevaehituses, autodes ja muudes valdkondades. Titaanisulami pulbri survevalu (PIM) tehnoloogia on parandanud materjalide kasutusmäära, saavutanud väikeste ja keskmise suurusega keeruka kujuga titaantoodete massilise ja odava valmistamise ning oluliselt edendanud titaani ja titaanisulami tootmist ja kasutamist. tooted. Praegu on väga vähe teateid titaanisulami sideainesüsteemi kohta pulbri survevalu jaoks ja titaanisulami uue sideainesüsteemi väljatöötamine pulbri survevalu jaoks on seiskunud. Käesolevas töös analüüsitakse ja võetakse kokku titaanisulami pulbersurvevalu erinevate sideainesüsteemide uurimisseisund.

1, pulbri survevalutehnoloogia lühitutvustus

Pulbersurvevalu tehnoloogia on välja töötatud pulbermetallurgia tehnoloogia baasil. Koos plastikust sissepritsetehnoloogiaga saavutab see toorainete kasutusmäära peaaegu 100 protsenti. See on peaaegu võrgu moodustamise tehnoloogia. Üldine tööprotsess on järgmine: kõigepealt segatakse ja granuleeritakse ettevalmistatud pulber ja sideaine, et valmistada granuleeritud sööt, seejärel vormitakse sööt survevalumasinas kindla kujuga toote roheliseks. Pärast rasvaäratamist ja paagutamist saadakse vajalike omadustega toode. Titaanisulami pulbri survevalu eelised on järgmised:

① See võib teostada väikeste 3D-keerulise kujuga osade partiide ettevalmistamist;

② ühtlane koostis, peen struktuur ja suurepärased mehaanilised omadused;

③ Kõigi toorainete ettevalmistamiseks on lihtne lisada sünteetilisi elemente:

④ Materjali mikrostruktuuri on lihtne juhtida.

Titaanisulami pulbri survevaluprotsessis on sideaine konstruktsioon südamik, mis mängib olulist rolli titaanisulami pulbri sujuval vedelas olekus süstimise võimaldamisel kogu survevaluprotsessi ajal ja suudab säilitada kuju, kuni paagutamiseelne etapp pärast rohelise tooriku moodustumist. Samas on lisatud sideainest saanud ka üks võimalikest Z saasteainete allikatest kogu survevaluprotsessis. Lisaks vähendab suurem sideaine sisaldus pulbri laengut, mis mitte ainult ei põhjusta rohelise keha kujuvälja langust pärast eemaldamist, deformatsiooni, pragunemist ja muid defekte, vaid suurendab ka paagutamise kokkutõmbumist, vähendades tõsiselt toote suuruse täpsust. ; Kuigi väikese sisaldusega sideaine võib tagada suure pulbri laadimise, on hea voolavusega sööda valmistamine ja sujuv süstimine keeruline. Sideainesisalduse ja pulbri laadimise vahelise tasakaalu tagamine suurendab oluliselt sideaine uurimise protsessi raskusi. seega on seda näha. Kuigi sideaine ei määra paagutatud toodete lõplikku Z-koostist, mõjutab selle valik ja kasutamine otseselt järgnevaid rasvaärastus-, paagutamis- ja muid protsesse, mõjutades seega toote kvaliteeti. Seetõttu on titaanisulami pulbri survevalutehnoloogia uurimistöös probleemi võti ka keskendumine sideainetehnoloogiale. Käesolevas artiklis tutvustatakse titaanisulami pulbersurvevalu erinevate sideainesüsteemide uurimisseisu ja pakutakse välja olemasolevate probleemide parandamise meetmed.

Mõned neist on zhongweitäpsusega toodetud titaanisulamist pulbermetalli survevalutooted

(a) Saksa TJeti valmistatud insenertehnilised rakendusosad: (b) Saksa TJeti valmistatud biomeditsiinilised osad: (c) T-6A-7Nb sulamist luukruvid: (d) CP Ti tehisstangad: ( e) titaanisulamist prilliraamid; (f) Ti-6AI-4V kellaümbris

2, teatud edusammud uurimistöös

Titaanmetallil on kõrge aktiivsus ning see on altid karboniseerumisele, ammoniaagile ja oksüdatsioonile, kui temperatuur on ligi 400C. Tekivad lisandid nagu titaankarbiid, titaanammoniaat ja titaanoksiid, mis vähendab paagutamise suhtelist tihedust ja halvendab materjalide mehaanilisi omadusi. Lisandite, nagu süsinik, vesinik, hapnik ja lämmastik, hapnikusisaldust on tavaliselt raskem kontrollida kui teiste lisandite puhul. Hapnikusisalduse (massiosa) mõju titaanisulami mehaanilistele omadustele on näidatud joonisel. Hapnikusisalduse suurenemisega suureneb titaanisulami tugevus, kuid plastilisus halveneb oluliselt. Seetõttu tuleks titaani pulbrilise survevaluvormi sideaine valimisel saavutada järgmised kolm punkti:

0 Püüdke tagada pulbri suur laadimine, et parandada toodete mõõtmete täpsust;

② Söödamaterjalil peab olema piisav voolavus, et tagada kogu õõnsuse sujuv täitmine süstimise ajal;

③ Kasutatavad sideaine komponendid ei reageeri väga aktiivsete titaanmaterjalidega ning ei toimu jääklagunemist ja eemaldamist.

Uurimise algstaadiumis järgis enamik titaani pulbrilise sulami survevalu puhul kasutatud sideaineid teiste metallide sideainesüsteemi. Teadusliku uurimistöö süvenedes ilmusid uued sideained nagu vees lahustuvad ja polüatsetaalipõhised sideained. Praegu on titaanisulamite pulberpritsevormimisel laialdaselt kasutatavad sideainesüsteemid termoplastilised vahapõhised liimid, plastipõhised liimid ja keskkonnasõbralikud veepõhised liimid.

Hapnikusisalduse mõju titaanisulamite mehaanilistele omadustele

3, Järeldus ja väljavaade

Metalli survevalu titaanisulami rakendusturu edasine laienemine seisab silmitsi kahe väljakutsega. Esiteks on suhteliselt küpse pulbri survevalutehnoloogiaga sfäärilisel titaanipulbril kõrge hind ja selle tooteid on raske laialdaselt kasutada 3C ja autotööstuses; Teine on titaanisulami pulbri survevalu jaoks sobiva sideainesüsteemi puudumine. Hüdrogeenitud dehüdrogeenitud titaanipulbri ilmumine tõi kaasa kulude vähendamise. Võrreldes sfäärilise titaanipulbriga saab selle maksumust vähendada umbes 20 protsendini. Kuid enamikku titaanisulamite pulbersurvevormimisel kasutatavatest sideainesüsteemidest kasutatakse endiselt teistest metallidest ja titaanisulamite materjalide omadusi pole täielikult arvesse võetud, mistõttu uurimis- ja arendusprotsess oli kunagi kitsaskohas. Kuigi Hiinas iseseisvalt välja töötatud titaanisulamist sideainete süsteem on murdnud selliste ettevõtete nagu BASF tehnilise blokaadi, on selle uurimis- ja arendustegevus endiselt ulatusliku katse-eksituse faasis, kuna puuduvad süstemaatilised teoreetilised juhised ja praktilisus on ikka suhteliselt aeglane. Sideainesüsteemi uurimisseisust lähtudes esitab autor mõned ettepanekud titaani pulbri survevaluvormimise praeguste probleemide kohta sama tööstuse teadlastele viitamiseks ja ühiselt edendab titaani pulbri survevaluvormimise industrialiseerimisprotsessi. .

(1) Pidades silmas vahapõhiste sideainepulbri survevaluvormitud titaanisulamist toodete madalat mõõtmete täpsust ja halba plastilisust, saab PEG-i komponentide osalise asendamise uuringuid veelgi süvendada. Võrreldes PW-ga on PEG-l parem poorsus ja madalam lagunemistemperatuur, mis aitab suurendada sööda kandevõimet ja vähendada rasvatustatud tooriku lisandite sisaldust, parandades seeläbi titaanisulamist toodete mõõtmete täpsust ja mehaanilisi omadusi.

(2) Pidades silmas probleemi, et plastipõhise sideaine põhikomponendil POM-il on lihtne reageerida odava ja väga aktiivse hüdrogeenitud dehüdrogeenitud titaanipulbriga, võib esiteks kasutada sööda valmistamiseks spetsiaalset titaanisulami atmosfäärisegistit. hapniku isoleerimiseks ja POM-i termilise hapniku stabiilsuse parandamiseks; Teiseks uute plastipõhiste sideainete süsteemi uurimis- ja arendustegevuses. Jätkake antioksüdantide vahekorra optimeerimist, et parandada sööda stabiilsust

(3) Probleemi lahendamiseks, et rohelist keha on veepõhise sideaine süstimisel lihtne pehmendada, võib esiteks lisada madala hapnikusisaldusega või isegi hapnikuvabu skeleti toimeaineid. Parandage rohelise süsti tugevust; Teiseks saame jätkuvalt süvendada PEG molekulmassi uuringuid veepõhise sööda vormitavuse ja kuju säilitamise kohta ning valida PEG molekulmassi vastavalt süstitavate osade kuju keerukusele.