MIM Metal Enjeksiyon Kalıplama Alanında Titanyum Alaşımlı Toz Uygulaması

MIM Metal Enjeksiyon Kalıplama Alanında Titanyum Alaşımlı Toz Uygulaması

1: Zhongwei ve Central South University Titanyum Enjeksiyon Kalıplama Çalışması

Titanyum ve titanyum alaşımları, düşük yoğunluk, yüksek özgül mukavemet, manyetizma olmaması, korozyon direnci ve iyi biyouyumluluk avantajlarına sahiptir. Yüksek kaliteli metal yapı malzemeleri ve fonksiyonel malzemelerdir. Havacılık, otomotiv, enerji üretimi, biyotıp ve diğer alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadırlar ve çelik ve alüminyumdan sonra geliştirmede "üçüncü metal" ve "stratejik metal" olarak bilinirler. Ancak titanyum ve titanyum alaşımlarının erime noktası ve sertliği yüksektir ve işleme, şekillendirme ve kesme özellikleri zayıftır. Bu nedenle, geleneksel işleme yöntemlerini kullanan ekipman pahalıdır, verimsizdir, maliyetlidir ve malzeme israfı büyüktür, bu da uygulama kapsamını büyük ölçüde sınırlar. Metal enjeksiyon kalıplama (mim), toz metalurjisi teknolojisini plastik enjeksiyon kalıplama teknolojisi ile birleştirerek oluşturulan neredeyse net şekillendirme işlemidir. yüksek hammadde kullanım oranı, esnek kompozisyon ayarı ve düşük parti üretim maliyeti avantajlarına sahiptir. yüksek boyutlu ve yüksek hassasiyette parçalar üretebilir ve titanyum ve titanyum alaşımlarının hazırlanması için ideal bir yöntemdir. Titanyum alaşımlarındaki en yaygın ti-6a1-4v alaşımı plus İki fazlı martensitik alaşıma aittir. Yüzde 6 Stabil element alüminyum içerir. Faz mukavemeti iyileştirilir. Vanadyum olarak stabilizatör, indirgenmiş artı ve geçiş sıcaklığı. Ti-6a1-4v alaşımı ilk olarak 1954 yılında amerika birleşik devletleri tarafından geliştirilmiştir. havacılık endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaktadır ve amerikan titanyum alaşımının ana direğidir. Daha sonra, ti-6a1-4v alaşımı yavaş yavaş uluslararası bir titanyum alaşımına dönüştü. Çin'de titanyum alaşımlarının üretiminde ve uygulamasında, tc4 olarak adlandırılan ti-6a1-4v alaşımı da önemli bir rol oynadı.

Titanyum Metal Enjeksiyon teknolojisinden diğer üretim yöntemlerine:

tc4 titanyum alaşımının mim işlemi esas olarak toz hazırlama, karıştırma, enjeksiyonla kalıplama, yağ giderme, sinterleme ve gerekli işlem sonrası işlemleri içerir. Qinhuangdao Zhongwei Precision Parts Co., Ltd., 2004 yılında Central South University ile çalıştı ve tc4 titanyum alaşımlı enjeksiyonla kalıplanmış parçaların özelliklerinin esas olarak nispi yoğunluk, karbon ve oksijen içeriği ve mikro yapıdan etkilendiğini buldu. Metal enjeksiyon kalıplamada son işlem olan sinterleme, ürünlerin nihai performansı için çok önemlidir. Sinterleme proses parametreleri (sıcaklık, zaman, atmosfer, sıcaklık artış ve düşüş hızı vb.) ürünlerin performansını ve boyutsal doğruluğunu doğrudan etkiler ve ürünlerin kantitatif üretimini gerçekleştirir.

2: Çeşitli alanlarda titanyum enjeksiyon kalıplama uygulaması

1: Saatlerde titanyum enjeksiyon kalıplama uygulaması

Kol saatleri genellikle çeşitli değerli metallerden ve rafine çelikten yapılır. Değerli metaller genellikle altın, platin, piyango altını vb. gibi üst düzey markaların sofistike saatlerinde kullanılır; Rafine çelik esas olarak 316L çelik ve Rolex patentli 904L çeliktir.

Bununla birlikte, bilim ve teknolojinin ilerlemesiyle birlikte, yüksek yoğunluklu seramik, karbon fiber, safir ve titanyum metal dahil olmak üzere saat imalatına giderek daha fazla yüksek teknoloji ürünü malzeme uygulandı. Bugün sizlere titanyumun saatlerdeki uygulamasından bahsedeceğim.

Çelik saat fiyatlarındaki genel artış nedeniyle, insanlar acilen rafine çelik malzemenin yerini alacak yeni bir malzeme türü bulmak istiyor. Birçok alaşım ya rafine çelik kadar sert ve plastik değildir ya da maliyeti çok yüksektir. Alaşım yığınlarını ortadan kaldırdıktan sonra, saatçiler özel havacılık malzemesi "titanyum metal"e odaklanmaya başladılar.

titanyum nedir? Titanyum, yer kabuğunda bulunan metalik bir elementtir. Parlak ve parlak metal veya gümüş grisi veya koyu gri tozdur. Bileşikleri hemen hemen tüm magmatik kayaçlarda ve titanyum plaser yataklarında bulunabilir. Hammaddeler boldur, bu nedenle fiyat, havacılık, tıp ve endüstride yaygın olarak kullanılan değerli metallerden çok daha ucuzdur.

Titanyumun birçok özelliği onu endüstride ve ticarette çok değerli kılar:

1. Sertlik: titanyumun sertliği çeliğinkinden yüzde 30 daha yüksektir;

2. Hafif doku: titanyum 47.90 atom ölçeğindedir, çelikten yaklaşık yüzde 50 daha hafiftir;

3. Korozyon direnci: Titanyum havaya maruz kaldığında, yüzeyi diğer metallerin farklı maddeler tarafından aşınmasına direnebilen sıkı ve güçlü bir oksit filmi oluşturacaktır. Özellikle tuzlu su erozyonu için etkilidir.

Bir saat malzemesi olarak titanyum çok iyi avantajlara sahiptir, örneğin:

1. Titanyum alaşımlı saatler şaşırtıcı derecede hafif oldukları için rahattır;

2. Titanyum anti alerjiktir, nikel içermez ve cilt terlerken bile kullanımı çok rahattır;

3. Titanyum çelikten daha sert olduğu için titanyum saatler daha dayanıklıdır;

4. Korozyon direnci titanyumu özellikle dalış saatleri için uygun kılar;

Omega Haima çeşitli titanyum dalış saatlerini piyasaya sürdü ve suya dayanıklılık ve korozyona dayanıklılıktaki ikili başarısı da titanyumun su geçirmez saatlerde uygulanmasının büyük bir başarı olduğunu kanıtlıyor.

Titanyum metali üzerine daha fazla araştırma yapılmasıyla birlikte, gelecekte daha fazla saat markası titanyum metalden yapılmış saatler piyasaya sürebilir. Saat malzemelerinin ilk tercihi olarak çeliği değiştirip değiştiremeyecekleri belli değil.

2: Tabanca hassas aksesuarlarında titanyum metal enjeksiyon kalıplama uygulaması

Titanyum tabanca tetiği: metal enjeksiyonla kalıplanmış titanyum bileşenler şu anda, titanyumun mükemmel performans sağladığı tabanca tetiği üretimi (yorgunluk performansı ve hafiflik açısından) gibi yüksek performanslı uygulamalarda kullanılmaktadır. Malzemelerin yüksek maliyeti nedeniyle, kullanımı hala sınırlıdır. Titanyum tozunun fiyatı düştükçe, savunma MIM bileşen pazarının hızla büyümesi bekleniyor.

"Güvenlik ve Silahlı" Rotorlar: ABD Savunma Bakanlığı tarafından kullanılan patlayıcı cihazlar için askeri "emniyet ve silahlı" rotorlar kullanılmaktadır. 316L paslanmaz çelik bileşenler, 7.6 g/cm3 yoğunluğa sahip metal enjeksiyon kalıplamadan yapılmıştır. 75000 psi nihai gerilme mukavemetine, 25000 psi akma mukavemetine, yüzde 50 uzama ve 67 HRB sertliğe sahiptir.

Tabanca üstü süpürme kabzası güvenlik parçası: Colt, ABD

Manufacturing Company, LLC tarafından üretilen 45 kalibrelik tabancada kullanılan tabancanın güvenlik parçaları. tetik atışını önleme, tabanca döndürüldüğünde çekicin atıcının eline zarar vermesini önleme ve rahatlık için atıcının avucuyla etkileşime girme gibi çeşitli işlevlere sahiptir. Bu karmaşık parça, 7.6gcm3 yoğunluğa sahip MIM17-4PH paslanmaz çelikten yapılmıştır.

Geleneksel hassas döküm ile yapılır ve çok fazla ikincil işlem gerektirecek güvenlik parçalarını tutar. Metal enjeksiyon kalıplama prosesi, üretkenliği artırmanın ve daha düzgün parçalar üretmenin yanı sıra maliyet tasarrufu sağlar ve müşteri teslimat süresini kısaltır. Colt, parçayı nitelendirmek için bunu 10000 döngü ile kanıtlamıştır.

3: Ortodontik braket

Qinhuangdao Zhongwei Precision Machinery Co., Ltd tarafından üretilen titanyum alaşımlı metal enjeksiyon kalıplama ortodontik braket

MIM parça teknolojisi ilk olarak tıbbi tedavide bazı dental ortopedik aletleri yapmak için kullanıldı. Bu hassas ürünler boyut olarak çok küçüktür ve iyi biyouyumluluk ve korozyon direncine sahiptir. Kullanılan ana malzeme 316L paslanmaz çeliktir. Şimdi birçok işletme titanyum alaşımı alanına geçiyor. Titanyum alaşımı, iyi yoğunluk, daha hafif ağırlık ve daha iyi biyolojik uyumluluk avantajlarına sahiptir. Ortodontik braketler hala MIM endüstrisindeki ana ürünlerdir.

Forestadent Company of Germany, MIM teknolojisine sahip iki yönlü kancalı ortodontik braket üretti. Mekanik tutma kuvveti yüzde 30 arttırılabilir. Tek seferlik şekillendirmeden sonra MIM ile parlatma, braket ve ark teli arasındaki sürtünmeyi büyük ölçüde azaltabilir. Bu ürünün ortodontik cerrahide olumlu bir rolü olduğu BjornLudwig tarafından onaylanmıştır.

4: Diz implantı parçaları

Qinhuangdao Zhongwei Precision Machinery Co., Ltd tarafından üretilen titanyum alaşımlı metal enjeksiyonlu diz implantı parçaları

MIM parça teknolojisinin insan implantasyonu alanındaki ilerlemesi nispeten yavaştır, çünkü esas olarak ürünlerin sertifikasyonu ve kabulü uzun bir süreye ihtiyaç duyar.

Şu anda, MIM teknolojisi, kısmen kemiklerin ve eklemlerin yerini alan parçalar üretmek için kullanılabilir ve kullanılan metal malzemeler esas olarak Ti alaşımlarıdır.

Biyouyumluluk açısından, MIM teknolojisi ile yüzde 60 gözenekli gözenekli titanyum hazırlanmış ve jelatin sürekli salimli mikroküreler, geliştirilmiş kondenzasyon polimerizasyonu çapraz bağlama yöntemi ile hazırlanmış ve gözenekli titanyum yüzeyi üzerine kaplanmıştır.

Sonuçlar, jelatin sürekli salimli mikrokürelerle kaplanmış gözenekli titanyumun sitotoksisiteye sahip olmadığını ve tıbbi implantlar için iyi bir malzeme olarak kullanılabileceğini gösterdi.

Qinhuangdao Zhongwei Precision Machinery Co., Ltd., insan implantı için diz numunesi parçaları üretmek için Ti-6Al-4V'yi başarıyla kullandı. İmplant esas olarak insan vücuduna girdikten sonra basınç taşır ve iyi bir biyouyumluluğa sahiptir. MIM şekillendirmeden sonra sıcak izostatik presleme gerçekleştirilir, ardından daha iyi yüzey performansı elde etmek, insan vücudu ile sürtünmeyi azaltmak ve uyumluluğu ve hizmet ömrünü artırmak için bilyeli dövme, cilalama ve anotlama yapılır.

5: Sütür vidası ankrajı

Metal mikro enjeksiyon kalıplama, μ MIM), Almanya'daki IFAM Araştırma Enstitüsü tarafından geliştirilen ve MIM teknolojisini mikrometre seviyesine kadar olan parçaların hazırlanmasına organik olarak uygulayan bir şekillendirme teknolojisidir.

Genel olarak konuşursak, μ MIM iki tür ürün üretmek için kullanılabilir:

① Mikrometre boyutunda ve birkaç miligram kütleye sahip parçalar;

② Parçanın görünüm boyutu, geleneksel enjeksiyon kalıplama parçasının boyutuna benzer, ancak yerel yapının boyutu mikrometre seviyesine kadar.

Son yıllarda, mikro enjeksiyon kalıplama, enjeksiyon kalıplama alanında bir araştırma noktası haline geldi. Minyatürleştirmeye yönelik modern makinelerin gelişmesiyle birlikte, mikro enjeksiyonlu kalıplama uygulaması giderek daha kapsamlı olacaktır.

Şu anda, Qinhuangdao Zhongwei Precision Machinery Co., Ltd. ve Central South University Araştırma Merkezi, μ MIM teknolojisi, spektrometre, titrasyon plakası vb. gibi tıbbi cihazların mikro parçalarının üretiminde başarıyla uygulanmıştır. Yapı boyutu ürünün mikron seviyesine ulaşmış olup, minimum et kalınlığı 50 μm'dir.

Qinhuangdao Zhongwei Precision Machinery Co., Ltd μ MIM teknolojisi ile cerrahi operasyon için üretilen sütür ankrajı sadece kibrit kafasının boyutundadır.

6: Golf kafası

Ayrıntılar için şirket web sitesine tıklayın:https://www.zw-metalware.com/injection-molded-parts/titanium-alloy-golf-head-metal-injection.html

7: İşitme cihazı akustik tüpü

MIM teknolojisi, çeşitli tıbbi cihazların parçalarını üretmek için de kullanılabilir.

Qinhuangdao Zhongwei Precision Machinery Co., Ltd., bir Alman şirketi için ses hızını iyileştirme ve işitmeyi teşvik etme etkisine sahip bir işitme cihazı ses tüpü üretmek için MIM teknolojisini kullanır.

Karmaşık şekle sahip bu tür işitme cihazı ses tüpü, MIM oluşturulduktan sonra sinterlenerek elde edilebilir. Ses tüpünün yüzeyini pürüzsüz hale getirmek için daha sonra cam boncuk kumlama işleminden geçmek yeterlidir.

Akustik tüpün yoğunluğu 7.65 g/cm3'ten fazladır, maksimum çekme dayanımı 480 MPa'ya, akma dayanımı 150 MPa'ya, uzama yüzde 45'e ve maksimum yüzey sertliği 100 HRB'ye ulaşabilir. MIM teknolojisi, daha önceki geleneksel üretim sürecine kıyasla maliyeti yüzde 20 azaltabilir.

MIM teknolojisi ayrıca girişimsel terapi stentleri, tungsten yüksek yoğunluklu alaşım şırıngaların radyasyon kalkanı, mikrocerrahi manipülatörler, mikro pompa endoskop parçaları, ilaç inhalerleri vb. dahil olmak üzere tıbbi tedavide birçok ürün üretmek için kullanılabilir.

8: Cerrahi aletler

Cerrahi aletlerin yüksek mukavemetli, düşük kan kirliliğine sahip olması ve agresif dezenfeksiyon işlemlerini gerçekleştirebilmesi gerekir. MIM teknolojisinin tasarım esnekliği, çoğu cerrahi aletin uygulamasını karşılayabilir. Aynı zamanda teknolojinin avantajlarına da sahiptir. Çeşitli metal ürünleri düşük maliyetle üretebilir. Yavaş yavaş ana üretim yöntemi olarak geleneksel üretim teknolojisinin yerini alıyor.

Qinhuangdao Zhongwei Precision Machinery Co., Ltd., MIM teknolojisini kullanarak bir titanyum alaşımlı pençe geliştirdi. Yoğunluğu 8.5g/cm3'ten fazla olan titanyum alaşımlı enjeksiyon kalıplama işlemi ile üretilir. Ameliyat sırasında insan vücudundaki nesneleri kavramak için kullanılabilir ve cımbız işlevine sahiptir. Tasarımı oldukça karmaşıktır ve yüksek üretim doğruluğu gerektirir.

MIM teknolojisi ile şekillendirildikten sonra sinterleme, yüksek bir tolerans seviyesine ulaşabilir ve tırnağın doğrusal ve geometrik şekline zarar vermemek için çok sayıda müteakip işleme süreci gerektirmez.

Uzun bir üretim döngüsü ve yüksek maliyet gerektiren karmaşık şekilli bu tür paslanmaz çelik pençeyi döküm veya talaşlı imalat yoluyla üretmek zordur. Bunu üretmek için MIM teknolojisini kullanmak, maliyetin yüzde 60'ını azaltabilir.

Tek kullanımlık cerrahi aletlerin düşük maliyetle seri üretilebilecek bir süreç geliştirmesi gerekiyor. Zhongwei Precision Machinery Co., Ltd., yeni tip tek kullanımlık cerrahi aletlerde kullanılan bir şaft tertibatı üretmek için MIM teknolojisini kullanır. Maliyet, bir İsviçre CNC takım tezgahının maliyetinin sadece 1/4 ila 1/5'i kadardır, yoğunluk 7,5 g/cm3'tür, nihai gerilme mukavemeti 1190MPa'dır, akma mukavemeti 1090MPa'dır, uzama Yüzde 6.0 ve maksimum sertlik 33 HRC'dir.

Bu ürünün üretim süreci şu şekildedir: önce MIM teknolojisi ile 178mm uzunluğunda iki adet şaft parçası oluşturulmakta, ardından iki parça lazer kaynaklı olmakta ve ardından talaşlı imalat ve ısıl işlem gerçekleştirilmektedir. İyi tolerans gereksinimlerini karşılamak için bilyalı dövme ve pasivasyon da gereklidir.

son sözler

1990'larda ortaya çıkan metal enjeksiyon kalıplama (Co MIM), bir sandviç tipi toz enjeksiyon kalıplama teknolojisidir.

Bu işlem, kompozit enjeksiyon kalıplama için aynı anda veya gruplar halinde farklı özelliklere sahip iki malzemeyi bir kalıba enjekte etmektir. Metal malzemeleri ve tamamen farklı özelliklere sahip bir malzemeyi aynı parçada birleştirebilir.

Bu yöntemle işlevsellik ve karmaşık şekle sahip çekirdek/kabuk yapısı elde edilebilir ve daha sonraki kaplama, ısıl işlem ve ürünlerin montajı gibi işlemlere gerek kalmaz. Son olarak, işlemi büyük ölçüde azaltan ve maliyeti azaltan işlevsel olarak gradyan malzemeleri hazırlamak için bir işlem gerçekleştirilebilir.

Co MIM teknolojisi, fonksiyonel parçaların geliştirilmesi ve tasarımı için yeni bir fikir sağlar. Zhongwei Precision, yoğun kortikal kemik yapılarında ve dış gözenekli ve iç gözenekli süngerimsi kemik yapılarında yaygın olarak kullanılan Co MIM teknolojisini kullanan yeni bir biyolojik implant yapısı önerdi.

Bu yapı, implant kemiği ile çevreleyen kemik yapısı arasındaki arayüz stres iletimine elverişlidir. Dış gözenekli yapının gözenekli hacim oranı yüzde 5 ~ yüzde 60'tır ve en büyük gözenek 400 μm'dir.

Gelecekte, ülke ekonomisinin gelişmesi ve insanların yaşam standartlarının iyileştirilmesi ile nüfusun yaşlanma eğilimi giderek daha fazla öne çıkacak, hastalıklar ve kaza sonucu yaralanmalar yıldan yıla artacaktır. İnsan doku ve organ rejenerasyon ve onarım malzemelerinin önemli bir dalı olarak biyomedikal titanyum alaşımlı malzemelerin büyük bir pazar beklentisi ve endüstri gelişimi vardır.

Yukarıdakiler, MIM metal enjeksiyon kalıplama alanında titanyum alaşımlı tozun uygulanması ile ilgilidir.

Bu ipuçlarını tanıtarak size yardımcı olabileceğimizi umuyoruz. Başka sorularınız varsa, lütfen hassas teknoloji ekibimize danışmaya gelin!