Titaani ja titaanisulamite metallist survevalu

Oct 25, 2022

Titaani ja titaanisulamite metallist survevalu

01

简述/Sissejuhatus



Titaan ja titaanisulamid moodustavad peaaegu poole raua tihedusest. Neil on madal tihedus, hea korrosioonikindlus, kõrge eritugevus ja rahuldav biosobivus. Neid kasutatakse laialdaselt lennunduses, kosmosetööstuses, keemiatööstuses, biomeditsiinis ja muudes valdkondades ning need toovad inimühiskonnale tohutut majanduslikku kasu, eriti vigaste luude, näiteks proteeside, juurte ja proteeside asendamisel inimese implantaatidega. Titaan ja titaanisulamid on hea materjal, mis võib inimkonnale kasu tuua.


157037885-2

Titaanisulamist suukaudsed osad, mida toodab Qinhuangdao Zhongwei Precision Machinery Co., Ltd

Ettevõte saab toota titaanisulamist täppisvalusid, titaanisulamist metallist survevalu osi, titaanisulamist CNC töötlemisosi jne

Pulbermetallurgias on aga kõige keerulisem probleem, kuidas vähendada või vältida titaani ja titaanisulamite oksüdeerumist. Gibbs Free Energy koostatud oksiidide standardse vaba energia-temperatuuri diagrammi järgi on oksüdeeritud titaani või titaanisulamite metalliks redutseerimise kulud tohutud, mis ei ole kooskõlas majandusliku kasuga. See on põhjus, miks titaani ja titaani kombineeritakse ka pulbrina. Metallurgilise protsessi puuduseks võrreldes rauaperekonna materjalidega kaotas töötlemiskulude eelis. Pole ime, et titaani ja titaanisulamite eelised traditsioonilisel hulgitöötlemisel on palju suuremad kui pulbermetallurgia omad, mis on esimene asi, mida pulbermetallurgia praktikud peaksid teadma.


s-l500_

Titaanist survevaluvormitud korpuse tarvikute täppistootmine



02

注意要点/Tähelepanupunktid



Titaani ja titaanisulamite pulberpritsevormimise õnnestumiseks tuleb kasutada järgmisi meetodeid:


  • /Kui loodame kontrollida esialgse pulbri hapnikusisaldust, tuleb pulbri hapnikusisaldust kontrollida alla 3000 ppm, soovitavalt alla 1000 ppm ja alles madala hapnikusisaldusega pulbri ostmisel saab head toodet toota.


  • Rasvaärastuse käigus tuleb tähelepanu pöörata hapnikuga reageerimise võimalusele. Segu pulber ja sideaine tuleb läbi viia kaitsvas atmosfääris, survevalu peab minimeerima kuumutamis- ja hoidmisaja lühenemist, rasvaärastusprotsess tuleb kaitsta redutseeriva gaasiga või asendada oksaalhappe rasvaärastuse vähendamisega ning paagutada vaakumis või kaitsvas atmosfääris kohe pärast rasvaärastus.


  • Paagutatud laagriplaadi ja tugisüsteemi konstruktsioonis on kasutatud tsirkooniumoksiidi plaati ja väikest käsnast titaanist ohverdusseadet, mida titaaniga ei ole lihtne ennetada, et aidata paagutamissüsteemis hapnikusisaldust vähendada.


  • Hapnikku kiirgavate komponentide, näiteks magneesiumi lisamine materjali pulbrisüsteemi võib põhjustada titaani ja titaanisulamite koostise erinevusi ning titaani ja titaanisulamite tugevuse halvenemist pärast paagutamist.


Järgnevalt jagab Zhugnwei Precision mõningaid tehnilisi kaalutlusi oma varasemate tootmiskogemuste põhjal


2.1 Pulbri valik


Titaani ja titaanisulamite survevalu puhul on eelistatud madala hapnikusisaldusega pulbrite kasutamine, mis tähendab, et pulbrid on aerosoolmeetodil sfäärilised pulbrid, mida jahutatakse rõhu all inertgaasiga. Pulbrid on suured ja ümarad madala hapnikusisaldusega. Praegu on peamised pulbrid Ameerika Ühendriikides Carpenter ja Ühendkuningriigis Sandvik. Pulbrite osakeste suurus sobib d50=10~12um jaoks, mis on liiga väike. Pulber on kergesti oksüdeeritav ja protsess on ohtlik; veepihustamise meetod on liiga väike ja kare ning mehaanilise purustamise meetodi osakeste suurus on liiga suur, et see sobiks survevaluprotsessiks; teine ​​teooria toetab titaanhüdriidi (HTi) pulbri kasutamist vesiniku eemaldamiseks ja suure energiaga ümara pulbri purustamiseks, näiteks plasmatöötluseks. Kuigi tooraine hankimise hind on väga madal, on patendivaidlused ja investeeringud juhtimisseadmetesse küllaltki suured, mis pole veel universaalne.


2.2Sideaine valem


Titaanil ja titaanisulamitel on kaks lähteainesüsteemi. Eeldatakse, et valem on parem kui kahanemise vahemikus 1,166 kuni 1,220, nagu on näidatud allolevas tabelis 1. Need ravimvormid on juba turul.


表1.钛及钛合金的配方调配表/Tabel 1: Titaani ja titaanisulamite sideaine koostis

OSF=Ülemõõduline kahanemistegur


金属粉与黏结剂体积比

M:B (heli suhe)

金属粉体积

Metalli mahu suhe

黏结剂体积

Sideaine mahu suhe

OSF=1.166 (min.)

63 mahuprotsenti

37 mahuprotsenti

OSF=1.220 (maks.)

55 mahuprotsenti

45 mahuprotsenti

喂料的系统

Lähtesüsteem

蜡基/重量比

Vahapõhja/kaalu suhe

塑基/重量比

POM-i baasi/kaalu suhe

主要填充剂

Peamine täiteaine

PW/PE vaha

55 massiprotsenti

POM

85 massiprotsenti

高温骨架剂

HT Skelton

PP/PE

42 massiprotsenti

PP/PE

12 massiprotsenti

低温骨架剂

LT Skelton

EVA

2 massiprotsenti

EVA

2 massiprotsenti

分散剂

Dispergeeriv aine

EBS

0,5 massiprotsenti

EBS

0,5 massiprotsenti

润滑剂/活化剂

Määrdeaine/aktivaator

SA

0,5 massiprotsenti

SA

0,5 massiprotsenti

高分子说明/Polümeeride lühendite seletus

PW=Parafiinvaha

POM= polüformaldehüüd- ja/või atseetalvaigud

PP=polüpropüleen

PE=Polüetüleen

EVA=etüleenvinüülatsetaat

EBS=NN' Etüleen-bisstearamiid

SA =Steariinhape


 Titaani ja titaanisulamite oksüdeerumise tõttu soovitatakse, et metalli maht koostises ei ületaks 63 protsenti, et vältida hõõrdumist survevalu pulbri ja lähteaine segamise vahel. Kui hõõrdetemperatuur on liiga kõrge, suureneb oksüdatsiooni võimalus.


2.3 Märkused lähteaine ettevalmistamise kohta


特别 要 注意 控制 混合 喂料 投入 投入 材料 材料 顺序 和 温度 的 的 控制, 请 见表 2 的 描述 描述 描述 种 喂料 的 混合 混合 混合 程序 程序 建议.分子 黏结剂 颗粒 或是 粉末 进行 进行 烘干 烘干, 确保 没有 水分, 难以 烘干 的 蜡和 硬脂 酸 等 低 低 分子 黏结剂, 建议 以 以 低温 真空 去 除 除. lähteaine temperatuur ja segatooraine temperatuur, nagu on kirjeldatud tabelis 2. Soovitatav on segada kahte tüüpi lähteaine baasi. Märgitakse, et segamisprotsess tuleb läbi viia selleks, et kaitsta atmosfääri hapniku eemaldamise eest. Samuti tuleb märkida, et kõik makromolekulide sideaine osakesed või pulbrid tuleb kuivatada, et tagada niiskuse puudumine, vaha ja steariinhape, mida on raske kuivatada, on madalmolekulaarsed sideained. Soovitatav on vesi eemaldada madala temperatuuriga vaakumiga.


Tabel 2. Soovitused lähteaine segamise protseduuri kohta

蜡基混合

Vaha baasprotsess

温度

kraadi

保温时间(分)

Hoides minuteid

转数

RPM

气氛

P.G.

金属粉体预热

Eelsoojendage ja tühjendage vesi

105

20

5

N2

低分子黏结剂投入

Madal polümeeri sisend

105

20

10

N2

主填充剂投入

Peamine täiteaine sisend

120

20

10

N2

骨架剂投入

Skeleti polümeeri sisend

150

20

10

N2

加压混合

Surve ja segamine

160

40

10~15

N2

急速冷却

Jahtumine

130

20

10

N2

塑基混合

Vaha baasprotsess

温度

kraadi

保温时间(分)

Hoides minuteid

转数

RPM

气氛

P.G.

金属粉体预热

Eelsoojendage ja tühjendage vesi

105

20

5

N2

低分子黏结剂投入

Madal polümeeri sisend

105

20

15

N2

骨架剂与主填充剂入

Skeleti polümeer ja peamine täiteaine sisend

190

20

15

N2

加压混合

Surve ja segamine

200

40

15~20

N2

急速冷却

Jahtumine

165

20

10

N2

P.G.=Kaitsegaas


03

主要制程/ Suurprotsess



Kui lähteaine on valmis kuni survevaluni, on see kogu pulbri kõige ohutum olek, mis võib kokku puutuda õhuga, kuid sissepritseprotsessi kuumutamisel tuleb jälgida, et lähteaine ei jääks liiga kauaks tünni. pikk. Kui plastipõhise lähteaine sissepritseprotsess ebaõnnestub ja masinat reguleerib, on vaja 10 minuti jooksul seada düüsi temperatuur ja maksimaalne temperatuuripiirkond ning temperatuur katkestada, kui see ei tööta, nii et etteande temperatuur on madalam kui 150 kraadi.


Titaanist ja titaanisulamist kangid pärast survevalu ei erine tavaliste metallmaterjalide omadest ja neid saab asetada õhku. Sideainega kaetud titaan ja titaanisulami pulber võivad õhuhapnikku tõhusalt blokeerida. Pärast rasvaärastust, olgu see siis lahustiga rasvaärastus või redutseeriv oksaalhappega rasvaärastus (tugevalt oksüdeeritud lämmastikhappega rasvaärastus pole soovitatav), ennekõike veendumaks, et ahjust väljuv temperatuur oleks alla 50 kraadi. Celsiuse järgi, et oksüdeerumist ei toimuks, rasvatustatud pruun toorik on poorne, õhuhapnikuga väga kergesti reageeriv, pange tähele. Mida lühem on pruuni tooriku õue asetamise aeg, seda parem, see siseneb esimesel võimalusel paagutamissüsteemi.


 Väga oluline on paagutatud tugiplaadi ja paagutamiskasti disain. Kuna titaanil ja titaanisulamitel on kõrge hapnikuafiinsus, suudavad nad kõrgel temperatuuril koguda hapnikku alumiiniumoksiidis (Al2O3). Seetõttu on keraamilise laagriplaadi jaoks soovitatav kasutada tsirkooniumplaati (ZrO2), kuid karboniseerimis- või nitridimismaterjali ei tohiks valida. Titaanile ja titaanisulamitele meeldib ka afiinsus süsiniku ja lämmastiku elementide suhtes. Varasemate paagutamiskogemuste kohaselt on titaankäsna paigutamine paagutamiskasti hapniku haaramise ohvriplokina tõhus, kuid vähendab paagutamisahju efektiivsust. See kulutab korraga palju titaankäsna, ruumi hõivamine ja soojuse tarbimine on negatiivsed.



图片

Ülaltoodud kogemusi jagatakse titaani ja titaanisulami pulbri survevalu valmistamisel. Operaatorid peavad olema ettevaatlikud. Puhta titaanipulbri seisund on kõrge riskiga. Kõigil neil värvilistel metallidel (tihedus < 4,5="" g/cc)="" on="" tolmuplahvatuse="" oht,="" kuigi="" titaan="" ja="" titaanisulamid="" on="" kõige="" vähem="" aktiivsed="" värvilised="">