Изследване на лепило за шприцоване на метал от титанова сплав

Титанът и титановите сплави имат характеристиките на ниско специфично тегло, висока специфична якост, отлична биосъвместимост и добра устойчивост на корозия и имат голям потенциал за приложение в аерокосмическата, биомедицинската, химическата, корабостроителната, автомобилната и други области. Технологията за леене под налягане на титаниева сплав на прах (PIM) подобри степента на използване на материалите, реализира масовото и евтино приготвяне на малки и средни по размер титанови продукти със сложни форми и значително насърчи производството и приложението на титан и титанови сплави продукти. Понастоящем има много ограничени доклади относно свързващата система от титаниева сплав за прахово шприцоване и разработването на нова свързваща система от титаниева сплав за прахово шприцване е в застой. В тази статия се анализира и обобщава изследователският статус на различни свързващи системи за прахово шприцване на титаниева сплав.

1, Кратко представяне на технологията за леене под налягане на прах

Технологията за прахово шприцване е разработена на базата на технологията на праховата металургия. В комбинация с технологията за шприцване на пластмаса, той реализира степента на използване на суровините от почти 100 процента. Това е технология за почти образуване на мрежа. Общият оперативен процес е както следва: първо, приготвеният прах и свързващо вещество се смесват и гранулират, за да се получи гранулиран фураж, а след това фуражът се формова в специфична форма на зелен продукт на машината за леене под налягане. След обезмасляване и синтероване се получава продуктът с необходимите свойства. Предимствата на шприцването на прах от титанова сплав са:

① Може да реализира партидната подготовка на малки 3D части със сложна форма;

② Еднакъв състав, фина структура и отлични механични свойства;

③ Лесно е да добавите синтетични елементи за приготвяне на всички суровини:

④ Лесно се контролира микроструктурата на материала.

В процеса на шприцоване на прах от титаниева сплав дизайнът на свързващото вещество е основна връзка, която играе важна роля за позволяването на праха от титанова сплав да се инжектира гладко в течно състояние по време на целия процес на леене под налягане и може да поддържа формата до етапът на предварително синтероване след формирането на зелената заготовка. Въпреки това, добавеното свързващо вещество също се превърна в един от възможните източници на Z замърсители в целия процес на леене под налягане. В допълнение, по-високото съдържание на свързващо вещество ще намали праховия заряд, което не само ще доведе до депресия на полето на формата на зеленото тяло след отстраняване, деформация, напукване и други дефекти, но също така ще увеличи свиването при синтероване, сериозно намалявайки точността на размера на продукта ; Въпреки че свързващото вещество с ниско съдържание може да осигури голямо натоварване на прах, трудно е да се приготви захранващ материал с добра течливост и да се завърши гладко инжектирането. Осигуряването на баланс между съдържанието на свързващо вещество и натоварването на праха значително увеличава трудността в процеса на изследване на свързващото вещество. така може да се види. Въпреки че свързващото вещество не определя крайния Z състав на синтерованите продукти, неговият избор и употреба ще повлияят пряко на последващото обезмасляване, синтероване и други процеси, като по този начин ще се отрази на качеството на продукта. Следователно, в изследователската работа на технологията за прахово шприцоване на титанови сплави, фокусът върху технологията на свързващото вещество също е ключът към проблема. В тази статия се въвежда състоянието на изследването на различни свързващи системи за прахово шприцване на титаниева сплав и се предлагат мерки за подобряване на съществуващите проблеми.

Някои от тях са zhongwei прецизно произведени продукти за шприцоване на прах от титаниева сплав

(a) Части за инженерно приложение, изготвени от немски TJet: (b) Биомедицински части, изготвени от немски TJet: (c) Костни винтове от T-6A-7Nb сплав: (d) CP Ti изкуствени стремета: ( д) рамки за очила от титанова сплав; (е) Калъф за часовник Ti-6AI-4V

2, Известен напредък в изследванията

Титановият метал има висока активност и е склонен към карбонизация, амонизиране и окисление, когато температурата е близо до 400C. Генерират се примеси като титанов карбид, титанов амониат и титанов оксид, което намалява относителната плътност на синтероването и влошава механичните свойства на материалите. Сред примесите като въглерод, водород, кислород и азот обикновено е по-трудно да се контролира съдържанието на кислород, отколкото други примеси. Влиянието на съдържанието на кислород (масова част) върху механичните свойства на титановата сплав е показано на фигурата. С увеличаването на съдържанието на кислород силата на титановата сплав се увеличава, но пластичността се влошава значително. Ето защо трябва да се постигнат следните три точки при избора на свързващо вещество за титаниева сплав за прахово шприцване:

0 Опитайте се да осигурите голямо натоварване с прах, за да подобрите точността на размерите на продуктите;

② Захранващият материал трябва да има достатъчна течливост, за да се гарантира, че цялата кухина може да се запълни гладко по време на инжектирането;

③ Използваните свързващи компоненти не реагират с високоактивни титанови материали и няма остатъчно разлагане и отстраняване.

В началния етап на изследване повечето от свързващите вещества, използвани при шприцоване на прахообразни титанови сплави, следват свързващата система на други метали. Със задълбочаването на научните изследвания се появиха нови свързващи вещества като водоразтворими и на полиацетална основа. Понастоящем свързващите системи, широко използвани в прахово шприцоване на титанови сплави, са лепила на основата на термопластични восъци, лепила на основата на пластмаса и екологично чисти лепила на водна основа.

Влияние на съдържанието на кислород върху механичните свойства на титанови сплави

3, Заключение и перспектива

По-нататъшното разширяване на пазара на приложения на титанови сплави за леене под налягане е изправено пред две предизвикателства. Първо, сферичният титанов прах със сравнително зряла технология за шприцване на прах има висока цена и неговите продукти са трудни за използване в 3C и автомобилни полета в голям мащаб; Другото е липсата на свързваща система, подходяща за леене под налягане на прах от титаниева сплав. Появата на хидрогениран дехидрогениран титанов прах постави началото на намаляването на разходите. В сравнение със сферичен титанов прах, неговата цена може да бъде намалена до около 20 процента. Въпреки това, повечето от системите за свързване, използвани в титанови сплави за прахово шприцоване, все още се използват от други метали и характеристиките на материалите от титанови сплави не са напълно взети предвид, така че процесът на изследване и развитие някога е бил в тясно място. Въпреки че системата за свързване от титанова сплав, независимо разработена в Китай, прекъсна техническата блокада на компании като BASF, нейните изследвания и разработки все още са в етап на широкомащабни проби и грешки поради липсата на систематични теоретични насоки и процеса на практичността все още е относително бавна. Въз основа на изследователския статус на системата за свързване, авторът предлага някои предложения относно съществуващите проблеми на титановата сплав за прахово шприцване на този етап за справка от изследователи в същата индустрия и съвместно насърчаване на процеса на индустриализация на титанова сплав за прахово шприцване .

(1) С оглед на ниската точност на размерите и слабата пластичност на шприцовани продукти от титанови сплави на основата на восък свързващо вещество, изследването на частичната замяна на PW компоненти с PEG може да бъде допълнително задълбочено. В сравнение с PW, PEG има по-добра порьозност и по-ниска температура на разлагане, което е полезно за увеличаване на капацитета на натоварване на захранването и намаляване на съдържанието на примеси в обезмаслената заготовка, като по този начин подобрява точността на размерите и механичните свойства на продуктите от титанови сплави.

(2) С оглед на проблема, че POM, основният компонент на свързващо вещество на основата на пластмаса, е лесно да реагира с евтин и силно активен хидрогениран дехидрогениран титанов прах, първо, смесител със специална атмосфера за титанова сплав може да се използва за приготвяне на фураж за изолиране на кислород и подобряване на термичната кислородна стабилност на POM; Второ, в изследването и разработването на нова свързваща система на пластмасова основа. Продължете да оптимизирате съотношението на антиоксидантите, за да подобрите стабилността на фуража

(3) За да се реши проблемът, че зеленото тяло лесно се омекотява, когато се инжектира свързващото вещество на водна основа, първо могат да се добавят компоненти на скелетния агент с ниско съдържание на кислород или дори без кислород. Подобрете силата на зелената инжекция; Второ, можем да продължим да задълбочаваме изследването на молекулното тегло на PEG върху способността за формоване и запазването на формата на фуража на водна основа и да изберем молекулното тегло на PEG според сложността на формата на частите за инжектиране.