チタン焼結
チタン粉末射出成形の効果 焼結プロセス パフォーマンスについて
金属粉末焼結 多孔質 材料は、金属または合金の粉末を原料とし、高温で成形・焼結して作られる、剛性構造を有する多孔質材料です。
製造プロセス：スクリーニング - 静水圧プレス - 真空高温焼結
構造的特徴：本材料は多数の連結または半連結の細孔を有し、規則的および不規則的な粉末粒子が積層することで細孔構造を形成します。粉末粒子サイズの組み合わせと製造プロセスに応じて、細孔のサイズと分布、および気孔率を調整できます。実際の顧客ニーズに対応します。
製品の利点：優れた浸透性、制御可能な気孔サイズと気孔、安定した形状、高い濾過精度、耐摩耗性、優れた機械的性質、優れた熱伝導性、耐熱性、放熱性、逆洗して複数回使用可能。
チタン焼結多孔質材料の機能特性：
- 1) 均一な細孔径、安定した細孔、高い分離効率。
- 2) 多孔性が高く、ろ過抵抗が小さく、浸透効率が高い。
- 3) 化学的安定性、酸・アルカリに対する耐腐食性、抗酸化性に優れています。
- 4) 形態構造が安定しており、粒子が脱落せず、食品衛生および医薬品GMPの要件を満たしています。
- 5) 機械的性質が良好で、圧力差が小さく、流量が大きい。
- 6) 強力な抗菌力があり、微生物と相互作用しません。
- 7) オンラインで再生でき、清掃が簡単で、耐用年数が長いです。
- 8) 生体適合性に優れ、生物学、食品、製薬、医療業界で幅広く使用できます。
- 9) 優れた電磁波シールド性能。
- 10) 減衰特性と耐衝撃性が良好です。
焼結は、 MIMプロセス残留バインダーを除去するだけでなく、粉末粒子間の空隙も除去し、 MIM製品 完全に密集しているか、ほぼ完全に密集している。 チタンの焼結 合金は高温を必要とするため、焼結工程は可能な限りアルゴンガス雰囲気下で行わなければなりません。本試験における焼結時間は、温度一定保持時間120分に設定し、最高温度はTC4の絞り成形品と丸形成形品でそれぞれ1220℃、1240℃、1250℃、1270℃、1290℃です。成形品は焼結されます。
TC4引張部品の焼結プロセス
円形部品の焼結プロセス
円形部品の焼結プロセスから、TC4を120分間継続した場合、1250℃でより高い密度が得られ、温度上昇に伴い密度がわずかに低下することが大まかに分かります。これは、高温で粒成長が進むためです。また、粒界間の隙間も大きくなり、結果として標準引張部品の降伏強度は高温後1250℃を下回ります。
TC4 1250℃における金属組織図
焼結TC4円形部品
異なる温度および保持時間とTC4焼結密度の関係を理解するために、以下に示すように1240℃、1250℃、1270℃の3つの温度で実験を行った。焼結雰囲気はアルゴンガス雰囲気とした。
焼結雰囲気はアルゴン
データ処理と分析
焼結後のサンプルの密度データによると、1250℃で120〜180分間保持することによって得られる密度は、他のプロセスで得られる密度よりも高いことが容易にわかります。 TC4引抜部品と焼結TC4円形部品の焼結プロセスの関係に基づいて、密度が他のプロセスで得られる密度よりも高いことも結論付けています。 緻密化と降伏強度は一貫しているため、1250℃で120分〜180分間温度を保持することによって得られる緻密化と機械的特性は最も高くなります。これは、温度が高すぎて保持時間が短すぎると、チタン合金の焼結プロセスが改善されないためです。 チタン合金結晶は最適に緻密化されます。 同様に、低温および長期の熱処理は、粒界の拡散速度が遅いため、粉末表面の駆動エネルギーが継続的に消費されます。粒界の移動・拡散過程において、結晶格子の良好な重なりと滑りが達成されないため、内部に依然として除去できない隙間が残り、より緻密な構造を得ることができません。
結論は
MIMチタン合金の工業化プロセスは複雑であり、製品の最終的な密度と機械的特性に影響を与える要因は数多くあります。これらの実験条件下では、製品の密度と機械的特性を総合的に考慮した結果、高圧高真空金属炉を用いて1250℃で120分間連続焼結を行いました。これにより、TC4の密度が向上し、最大の降伏強度が得られ、MIM-TC4の工業化への道が開かれました。