Wirkung des Titanpulver-Spritzgusses Sinterprozess auf Leistung

Metallpulver gesintert porös Materialien bestehen aus Metall- oder Legierungspulvern als Rohstoffe und werden bei hohen Temperaturen geformt und gesintert. Es handelt sich um poröse Materialien mit einer starren Struktur.

Produktionsprozess: Sieben - Isostatisches Pressen - Vakuum-Hochtemperatursintern

Strukturelle Merkmale: Das Material enthält eine große Anzahl verbundener oder halbverbundener Poren. Die Porenstruktur entsteht durch die Übereinanderlagerung regelmäßiger und unregelmäßiger Pulverpartikel. Größe und Verteilung der Poren sowie die Porosität können je nach Pulverpartikelgrößenkombination und Herstellungsprozess angepasst werden. Erfüllt die tatsächlichen Kundenbedürfnisse.

Produktvorteile: gute Durchlässigkeit, steuerbare Porengröße und Poren, stabile Form, hohe Filtrationsgenauigkeit, Verschleißfestigkeit, gute mechanische Eigenschaften, gute Wärmeleitfähigkeit, Hitzebeständigkeit und Wärmeableitungseigenschaften und kann rückgespült und mehrfach verwendet werden.

Funktionale Eigenschaften von gesinterten porösen Titanmaterialien:

1. 1) Gleichmäßiger Porendurchmesser, stabile Poren und hohe Trennleistung.

1. 2) Hohe Porosität, geringer Filtrationswiderstand und hohe Penetrationseffizienz.

1. 3) Gute chemische Stabilität, Säure- und Alkalikorrosionsbeständigkeit und Antioxidationseigenschaften.

1. 4) Die morphologische Struktur ist stabil, es fallen keine Partikel ab und sie erfüllt die Anforderungen der Lebensmittelhygiene und der pharmazeutischen GMP.

1. 5) Gute mechanische Eigenschaften, geringer Druckunterschied und große Durchflussrate.

1. 6) Es hat eine starke antimikrobielle Wirkung und interagiert nicht mit Mikroorganismen.

1. 7) Es ist online regenerierbar, leicht zu reinigen und hat eine lange Lebensdauer.

1. 8) Hervorragende Biokompatibilität, kann in der biologischen, Lebensmittel-, Pharma- und Medizinindustrie weit verbreitet eingesetzt werden.

1. 9) Hervorragende Abschirmung elektromagnetischer Wellen.

1. 10) Gute Dämpfungseigenschaften und Schlagfestigkeit.

Das Sintern ist einer der wichtigsten Prozesse in der MIM-Verfahren. Es entfernt nicht nur das restliche Bindemittel, sondern beseitigt auch die Poren zwischen den Pulverpartikeln, wodurch die MIM-Produkt vollständig dicht oder nahezu vollständig verdichtet. Die Sintern von Titan Legierung erfordert eine hohe Temperatur. Der Sinterprozess sollte so weit wie möglich mit Argongas geschützt werden. Die Sinterzeit in diesem Test ist so eingestellt, dass die Temperatur 120 Minuten lang konstant bleibt. Die Höchsttemperatur beträgt 1220 °C, 1240 °C, 1250 °C, 1270 °C bzw. 1290 °C für TC4-Ziehteile und Rundteile. Formteile werden gesintert.

Sinterprozess von TC4-Zugteilen

Sinterprozess von Rundteilen

Aus dem Sinterprozess kreisförmiger Teile lässt sich grob erkennen, dass bei einer TC4-Dauer von 120 Minuten bei 1250 °C eine höhere Verdichtung erreicht werden kann, während die Dichte mit steigender Temperatur leicht abnimmt. Dies liegt daran, dass bei zu hohen Temperaturen Kornwachstum auftritt. Auch die Abstände zwischen den Korngrenzen werden größer, was dazu führt, dass die Streckgrenze von Standard-Zugteilen nach hohen Temperaturen unter 1250 °C liegt.

TC4-metallografisches Diagramm bei 1250 °C

Gesinterte TC4-Rundteile

Um die Beziehung zwischen verschiedenen Temperaturen und Haltezeiten und der TC4-Sinterverdichtung zu verstehen, haben wir 1240 °C, 1250 °C und 1270 °C gewählt, um die unten gezeigten Experimente durchzuführen. Die Sinteratmosphäre bestand ausschließlich aus Argongas.

Die Sinteratmosphäre ist Argon

Datenverarbeitung und -analyse

Anhand der Dichtedaten der Probe nach dem Sintern lässt sich leicht erkennen, dass die durch Halten der Temperatur bei 1250 °C für 120–180 Minuten erreichte Dichte höher ist als die durch andere Verfahren erreichte. Basierend auf der Beziehung zwischen dem Sinterprozess der gezogenen TC4-Teile und der gesinterten runden TC4-Teile kommen wir ebenfalls zu dem Schluss, dass die Dichte höher ist als die durch andere Verfahren erreichte. Die Verdichtung und Streckgrenze sind konsistent, sodass die durch Halten der Temperatur bei 1250 °C für 120–180 Minuten erreichte Verdichtung und die mechanischen Eigenschaften am höchsten sind; das liegt daran, dass eine zu hohe Temperatur und eine zu kurze Haltezeit den Sinterprozess der Titanlegierung nicht verbessern. Titanlegierungskristalle werden optimal verdichtet. Ebenso führen niedrige Temperaturen und langfristige Wärmelagerung dazu, dass aufgrund der langsamen Diffusionsrate der Korngrenzen kontinuierlich Antriebsenergie für die Pulveroberfläche verbraucht wird. Während der Bewegung und Diffusion der Korngrenzen können keine gute Überlappung und kein gutes Gleiten des Kristallgitters erreicht werden. Auf diese Weise verbleiben im Inneren noch gewisse Lücken, die nicht beseitigt werden können, sodass keine bessere Verdichtung erreicht werden kann.

abschließend

Der Industrialisierungsprozess von MIM-Titanlegierungen ist komplex und viele Faktoren beeinflussen die endgültige Verdichtung und die mechanischen Eigenschaften des Produkts. Unter diesen Versuchsbedingungen und nach umfassender Berücksichtigung der Produktdichte und der mechanischen Eigenschaften verwendeten wir einen Hochdruck-Hochvakuum-Metallofen, um 120 Minuten lang bei 1250 °C kontinuierlich zu sintern. Dadurch erreicht TC4 eine höhere Dichte und maximale Streckgrenze und ebnet so den Weg für die Industrialisierung von MIM-TC4.