Forskning om formsprutningslim av titanlegering metall

Titan och titanlegeringar har egenskaperna låg specifik vikt, hög specifik hållfasthet, utmärkt biokompatibilitet och god korrosionsbeständighet, och har stor användningspotential inom flyg-, biomedicinska, kemiska, varvs-, bil- och andra områden. Tekniken för formsprutning av titanlegeringspulver (PIM) har förbättrat materialanvändningsgraden, insett massan och lågkostnadsberedningen av små och medelstora titanlegeringar med komplexa former och avsevärt främjat produktionen och appliceringen av titan och titanlegering. Produkter. För närvarande finns det mycket begränsade rapporter om bindemedelssystemet av titanlegering för pulverformsprutning, och utvecklingen av ett nytt bindemedelssystem av titanlegering för pulverformsprutning står stilla. I denna artikel analyseras och sammanfattas forskningsstatusen för olika bindemedelssystem för pulverformsprutning av titanlegering.

1, Kort introduktion av pulverformsprutningsteknik

Pulverformsprutningstekniken är utvecklad på basis av pulvermetallurgiteknik. I kombination med plastinsprutningsteknik, realiserar den en utnyttjandegrad av råvaror på nästan 100 procent. Det är en nästan nätbildande teknologi. Den allmänna operationsprocessen är som följer: först blandas och granuleras det beredda pulvret och bindemedlet för att förbereda granulärt foder, och sedan formas matningen till en specifik form av produktgrön på formsprutningsmaskinen. Efter avfettning och sintring erhålls produkten med erforderliga egenskaper. Fördelarna med formsprutning av titanlegeringspulver är:

① Det kan realisera batchberedning av små komplexa 3D-formdelar;

② Enhetlig sammansättning, fin struktur och utmärkta mekaniska egenskaper;

③ Det är lätt att lägga till syntetiska element för att förbereda alla råvaror:

④ Det är lätt att kontrollera materialets mikrostruktur.

I formsprutningsprocessen av titanlegeringspulver är utformningen av bindemedlet en kärnlänk, som spelar en viktig roll för att möjliggöra att titanlegeringspulver injiceras smidigt i flytande tillstånd under hela formsprutningsprocessen, och kan bibehålla formen tills försintringssteget efter att det gröna ämnet har formats. Men det tillsatta bindemedlet har också blivit en av de möjliga källorna till Z-föroreningar i hela formsprutningsprocessen. Dessutom kommer ett högre innehåll av bindemedel att minska pulverladdningen, vilket inte bara kommer att leda till formfältsnedtryckning av den gröna kroppen efter strippning, deformation, sprickbildning och andra defekter, utan också öka sintringskrympningen, vilket allvarligt minskar produktens storleksnoggrannhet ; Även om bindemedlet med lågt innehåll kan säkerställa en hög pulverladdning, är det svårt att förbereda ett foder med god flytbarhet och slutföra injektionen smidigt. Att säkerställa balansen mellan bindemedelsinnehållet och pulverladdningen ökar avsevärt svårigheten i bindemedelsforskningsprocessen. så kan det ses. Även om bindemedlet inte bestämmer den slutliga Z-sammansättningen av sintrade produkter, kommer dess val och användning direkt att påverka den efterföljande avfettningen, sintringen och andra processer, vilket påverkar produktkvaliteten. Därför, i forskningsarbetet med pulverformsprutning av titanlegeringsteknologi, är fokus på bindemedelstekniken också nyckeln till problemet. I denna artikel presenteras forskningsstatusen för olika bindemedelssystem för pulverformsprutning av titanlegering, och förbättringsåtgärder för de befintliga problemen föreslås.

Några av dem är zhongweiprecision producerade titanlegering pulver metall formsprutning produkter

(a) Tekniska tillämpningsdelar framställda av tyska TJet: (b) Biomedicinska delar framställda av tyska TJet: (c) T-6A-7Nb-legerade benskruvar: (d) CP Ti konstgjorda stapes: ( e) glasögonbågar av titanlegering; (f) Ti-6AI-4V klockfodral

2, Vissa forskningsframsteg

Titanmetall har hög aktivitet och är benägen att förkolnas, ammoniumeras och oxideras när temperaturen är nära 400C. Föroreningar som titankarbid, titan ammoniat och titanoxid genereras, vilket minskar sintringens relativa densitet och försämrar materialens mekaniska egenskaper. Bland föroreningar som kol, väte, syre och kväve är det vanligtvis svårare att kontrollera syrehalten än andra föroreningar. Inverkan av syrehalt (massfraktion) på titanlegeringens mekaniska egenskaper visas i figuren. Med ökningen av syrehalten ökar styrkan hos titanlegeringen, men plasticiteten försämras avsevärt. Därför bör följande tre punkter uppnås när man väljer bindemedel för pulverformsprutning av titanlegering:

0 Försök att säkerställa hög pulverbelastning för att förbättra produkternas dimensionella noggrannhet;

② Matningsmaterialet bör ha tillräcklig flytbarhet för att säkerställa att hela kaviteten kan fyllas smidigt under injektionen;

③ De använda bindemedelskomponenterna reagerar inte med högaktiva titanmaterial, och det finns ingen kvarvarande sönderdelning och avlägsnande.

I det inledande skedet av forskningen följde de flesta bindemedel som användes vid formsprutning av pulvertitaniumlegering bindemedelssystemet för andra metaller. Med den fördjupade vetenskapliga forskningen dök det upp nya bindemedel som vattenlösliga och polyacetalbaserade bindemedel. För närvarande är de bindemedelssystem som ofta används i pulverformsprutning av titanlegeringar termoplastiska vaxbaserade lim, plastbaserade lim och miljövänliga vattenbaserade lim.

Effekt av syrehalt på mekaniska egenskaper hos titanlegeringar

3, Slutsats och utsikter

Den ytterligare expansionen av applikationsmarknaden för metallformsprutning av titanlegering står inför två utmaningar. För det första har det sfäriska titanpulvret med relativt mogen pulverformsprutningsteknik höga kostnader, och dess produkter är svåra att använda i 3C och bilfält i stor skala; Den andra är bristen på bindemedelssystem som är lämpligt för formsprutning av titanlegeringspulver. Framväxten av hydrerat dehydrerat titanpulver inledde kostnadsminskningens början. Jämfört med sfäriskt titanpulver kan dess kostnad reduceras till cirka 20 procent. Men de flesta bindemedelssystem som används i pulverformsprutning av titanlegeringar används fortfarande från andra metaller, och egenskaperna hos titanlegeringsmaterial har inte beaktats fullt ut, så forsknings- och utvecklingsprocessen var en gång i en flaskhals. Även om titanlegeringsbindemedelssystemet självständigt utvecklat i Kina har brutit den tekniska blockaden av företag som BASF, är dess forskning och utveckling fortfarande i stadiet av storskalig försök och fel på grund av bristen på systematisk teoretisk vägledning, och processen med det praktiska är fortfarande relativt långsamt. Baserat på forskningsstatusen för bindemedelssystemet, lägger författaren fram några förslag på de befintliga problemen med pulverformsprutning av titanlegering i detta skede för referens för forskare inom samma bransch, och främjar gemensamt industrialiseringsprocessen för pulverformsprutning av titanlegering. .

(1) Med tanke på den låga dimensionsnoggrannheten och dåliga plasticiteten hos vaxbaserade bindemedelspulver formsprutade titanlegeringsprodukter, kan forskningen om partiell ersättning av PW-komponenter med PEG fördjupas ytterligare. Jämfört med PW har PEG bättre porositet och lägre sönderdelningstemperatur, vilket är till hjälp för att öka belastningskapaciteten hos matningen och minska innehållet av föroreningar i det avfettade ämnet, vilket förbättrar dimensionsnoggrannheten och de mekaniska egenskaperna hos titanlegeringsprodukter.

(2) Med tanke på problemet med att POM, huvudkomponenten i plastbaserat bindemedel, är lätt att reagera med lågkostnad och högaktivt hydrerat dehydrerat titanpulver, kan först en speciell atmosfärsblandare för titanlegering användas för att framställa foder att isolera syre och förbättra den termiska syrestabiliteten hos POM; För det andra i forskning och utveckling av nya plastbaserade bindemedelssystem. Fortsätt att optimera förhållandet mellan antioxidanter för att förbättra fodrets stabilitet

(3) För att lösa problemet med att den gröna kroppen är lätt att mjukgöra när det vattenbaserade bindemedlet injiceras, kan först lågsyrehaltiga eller till och med syrefria skelettkomponenter tillsättas. Förbättra styrkan hos grön injektion; För det andra kan vi fortsätta att fördjupa forskningen om PEG-molekylvikt på formbarheten och formbevarandet av vattenbaserat foder, och välja PEG-molekylvikt enligt formkomplexiteten hos injektionsdelar.