Titanyum alaşımlı enjeksiyon kalıplamada titanyum alaşımlı bağlayıcı sisteminin araştırma ilerlemesi

Titanyum alaşımlı enjeksiyon kalıplamada titanyum alaşımlı bağlayıcı sisteminin araştırma ilerlemesi

Toz enjeksiyon kalıplama teknolojisinin kısa tanıtımı

Toz enjeksiyon kalıplama teknolojisi, toz metalurjisi teknolojisi temelinde geliştirilmiştir. Plastik enjeksiyon teknolojisi ile birleşerek yüzde 100'e yakın hammadde kullanım oranını gerçekleştirmektedir. Yakın bir net şekillendirme teknolojisidir. Genel çalışma süreci şu şekildedir: ilk olarak, hazırlanan toz ve bağlayıcı, granül bir besleme hazırlamak için karıştırılır ve granüle edilir, daha sonra besleme, bir enjeksiyon kalıplama makinesinde belirli bir şekle sahip yeşil bir ürüne kalıplanır ve ardından ürün ile ürün. yağ alma ve sinterleme ile istenilen performans elde edilir. Titanyum alaşımlı toz enjeksiyon kalıplamanın avantajları şunlardır:

① Küçük 3D karmaşık şekilli parçaların toplu olarak hazırlanmasını gerçekleştirebilir;

② Tek tip bileşim, ince yapı ve mükemmel mekanik özellikler;

③ Gerekli malzemeleri hazırlamak için alaşım elementleri eklemek kolaydır;

④ Malzeme mikro yapısını kontrol etmek kolaydır.

Titanyum alaşımı tozunun enjeksiyon kalıplama işleminde, bağlayıcının tasarımı, titanyum alaşımı tozunun enjeksiyonu tüm enjeksiyon kalıplama işleminde sıvı halde sorunsuz bir şekilde tamamlamasını sağlamaktan sorumlu olan bir çekirdek bağlantıdır ve şeklini koruyabilir. yeşil kütük oluşturulduktan sonra ön sinterleme aşaması. Bununla birlikte, eklenen bağlayıcı aynı zamanda tüm enjeksiyon kalıplama prosesinde en olası kirletici kaynaklarından biri haline gelmiştir. Ek olarak, daha yüksek bağlayıcı içeriği toz yüklemesini azaltacaktır, bu da yalnızca yağ alma, deformasyon, çatlama ve diğer kusurlardan sonra gövdenin şeklinin çökmesine neden olmayacak, aynı zamanda sinterleme büzülmesini artıracak ve ürün boyutu doğruluğunu ciddi şekilde azaltacaktır; Düşük içerikli bağlayıcı, yüksek toz yüklemesi sağlayabilse de, akışkanlığı iyi olan bir yem hazırlamak ve enjeksiyonu sorunsuz tamamlamak zordur. Bağlayıcı içeriği ve toz yükleme arasındaki dengenin sağlanması, bağlayıcı araştırma sürecindeki zorluğu büyük ölçüde artırır. Sinterlenmiş ürünlerin nihai bileşimi bağlayıcı tarafından belirlenmese de, seçimi ve kullanımının sonraki yağ giderme, sinterleme ve diğer işlemleri doğrudan etkileyeceği ve dolayısıyla ürün kalitesini etkileyeceği görülebilir. Bu nedenle, toz enjeksiyon kalıplama titanyum alaşımı teknolojisinin araştırma çalışmasında, bağlayıcı teknolojisine odaklanılır ve temel sorun kavranır. Bu bildiride, titanyum alaşımının toz enjeksiyon kalıplaması için farklı bağlayıcı sistemlerinin araştırma durumu tanıtılmakta ve mevcut problemler için iyileştirme önlemleri önerilmektedir.

Qinhuangdao Zhongzhong, hassas parçalar için toz enjeksiyonlu titanyum alaşımlı ürünler üretmektedir: (a) Alman TiJet Şirketi tarafından hazırlanan mühendislik uygulama parçaları; (b) Alman TiJet şirketi biyomedikal parçaları hazırlar; (c) Ti ❑ 6Al ❑ 7Nb alaşımlı kemik vidaları; (d) CP Ti yapay stapes; (e) Titanyum alaşımlı gözlük çerçevesi; (f) Ti ｜ 6Al ｜ 4V gerçek durum

Çin titanyum alaşımlı gözlük çerçevesi Zhongwei tarafından tasarlanmış ve üretilmiştir.

Bazı araştırma ilerlemesi

Titanyum metali yüksek aktiviteye sahiptir. Sıcaklık 400 dereceye yakın olduğunda, karbonize etmek, nitrürlemek ve oksitlemek kolaydır, titanyum karbür, titanyum nitrür ve titanyum oksit gibi safsızlıklar oluşturur, bu da sinterlemenin göreceli yoğunluğunu azaltır ve malzemelerin mekanik özelliklerini kötüleştirir. Karbon, hidrojen, oksijen ve nitrojen gibi safsızlıklar arasında oksijen içeriğini kontrol etmek genellikle diğer safsızlıklardan daha zordur. Oksijen içeriğinin (kütle oranı) titanyum alaşımlarının mekanik özellikleri üzerindeki etkisi şekilde gösterilmiştir. Oksijen içeriğinin artmasıyla titanyum alaşımlarının gücü artar, ancak plastisite önemli ölçüde bozulur. Bu nedenle, toz enjeksiyon kalıplama titanyum alaşımı için bağlayıcı seçerken aşağıdaki üç noktaya ulaşılmalıdır:

① Ürünlerin boyutsal doğruluğunu iyileştirmek için mümkün olduğunca yüksek toz yüklemesi sağlanacaktır;

② Besleme materyali, enjeksiyon sırasında tüm boşluğun düzgün bir şekilde doldurulmasını sağlamak için yeterli akışkanlığa sahip olmalıdır;

③ Kullanılan bağlayıcı bileşenler, yüksek derecede aktif titanyum malzemelerle reaksiyona girmez ve kalıntı bozunma ve uzaklaştırma olmaz.

Araştırmanın ilk aşamasında, toz titanyum alaşımlı enjeksiyon kalıplamada kullanılan bağlayıcıların çoğu, diğer metallerin bağlayıcı sistemini takip etti. Bilimsel araştırmaların derinleşmesiyle birlikte suda çözünür ve poliasetal bazlı bağlayıcılar gibi yeni bağlayıcılar ortaya çıktı. Halihazırda, toz enjeksiyon kalıplama titanyum alaşımlarında yaygın olarak kullanılan bağlayıcı sistemleri, termoplastik mum bazlı yapıştırıcılar, plastik bazlı yapıştırıcılar ve çevre dostu su bazlı yapıştırıcılardır.

Oksijen içeriğinin titanyum alaşımlarının mekanik özelliklerine etkisi

Sonuç ve beklenti

Toz enjeksiyon kalıplama titanyum alaşımının uygulama pazarının daha da genişlemesi iki zorlukla karşı karşıyadır. İlk olarak, nispeten olgun toz enjeksiyon kalıplama teknolojisine sahip küresel titanyum tozunun maliyeti yüksektir ve ürünlerinin 3C ve otomobil alanlarında büyük ölçekte kullanılması zordur; Diğeri ise titanyum alaşımlı toz enjeksiyon kalıplamaya uygun bağlayıcı sisteminin olmamasıdır. Hidrojene hidrojeni giderilmiş titanyum tozunun ortaya çıkışı, maliyet düşürmenin şafağında başladı. Küresel titanyum tozu ile karşılaştırıldığında, maliyeti yaklaşık yüzde 20'ye düşürülebilir. Bununla birlikte, titanyum alaşımlarının toz enjeksiyon kalıplamasında kullanılan bağlayıcı sistemlerinin çoğu hala diğer metallerden kullanılmaktadır ve titanyum alaşımlı malzemelerin özellikleri tam olarak dikkate alınmamıştır, bu nedenle araştırma ve geliştirme süreci bir zamanlar darboğazdaydı. Çin'de bağımsız olarak geliştirilen titanyum alaşımlı bağlayıcı sistemi, BASF gibi şirketlerin teknik ablukasını kırmış olsa da, sistematik teorik rehberlik eksikliği ve süreç nedeniyle araştırma ve geliştirme hala büyük ölçekli deneme yanılma aşamasındadır. pratiklik hala nispeten yavaştır. Bağlayıcı sistemin araştırma durumuna dayanarak, yazar, aynı endüstrideki araştırmacıların referansı için bu aşamada toz enjeksiyon kalıplama titanyum alaşımının mevcut sorunları hakkında bazı önerilerde bulunur ve toz enjeksiyon kalıplama titanyum alaşımının sanayileşme sürecini ortaklaşa teşvik eder. .

(1) Balmumu bazlı bağlayıcı toz enjeksiyonla kalıplanmış titanyum alaşımlı ürünlerin düşük boyutsal doğruluğu ve zayıf plastisitesi göz önüne alındığında, PW bileşenlerinin PEG ile kısmen değiştirilmesine ilişkin araştırma daha da derinleştirilebilir. PW ile karşılaştırıldığında, PEG daha iyi ıslanabilirliğe ve daha düşük bozunma sıcaklığına sahiptir, bu da beslemenin yükleme kapasitesini artırmaya ve yağdan arındırılmış kütükteki kirlilik içeriğini azaltmaya yardımcı olur, böylece titanyum alaşımlı ürünlerin boyutsal doğruluğunu ve mekanik özelliklerini iyileştirir.

(2) Plastik bazlı bağlayıcının ana bileşeni olan POM'un düşük maliyetli ve oldukça aktif hidrojene hidrojene edilmiş titanyum tozu ile reaksiyona girmesinin kolay olması sorunu göz önüne alındığında, ilk olarak, yem hazırlamak için titanyum alaşımı için özel bir atmosfer karıştırıcı kullanılabilir. oksijeni izole etmek ve POM'un termal oksijen stabilitesini geliştirmek; İkincisi, yeni plastik bazlı bağlayıcı sisteminin araştırılması ve geliştirilmesinde, yemin stabilitesini iyileştirmek için antioksidanların oranını optimize etmeye devam edin.

(3) Su bazlı yapıştırıcı enjekte edilen yeşil cismin yumuşatılmasının kolay olduğu sorunu göz önüne alındığında, ilk olarak, yeşil cismin mukavemeti, düşük oksijen veya hatta oksijensiz iskelet ajanı bileşenleri eklenerek geliştirilebilir; İkinci olarak, su bazlı beslemenin şekillendirilebilirliği ve şekil tutması üzerine PEG moleküler ağırlığı araştırmasını derinleştirmeye devam edebilir ve enjeksiyon parçalarının şekil karmaşıklığına göre PEG moleküler ağırlığını seçebiliriz.