티타늄 소결
티타늄 분말 사출 성형의 효과 소결 공정 성과에 관하여
금속 분말 소결 다공성 금속 또는 합금 분말을 원료로 하여 고온에서 성형 및 소결하여 제조한 재료입니다. 강성 구조를 가진 다공성 재료입니다.
생산 공정 : 스크리닝 - 등방성 가압 - 진공 고온 소결
구조적 특징: 본 소재는 다수의 연결 또는 반연결 기공을 포함하고 있습니다. 기공 구조는 규칙적이고 불규칙적인 분말 입자가 적층되어 형성됩니다. 기공의 크기, 분포 및 기공률은 분말 입자 크기 조합 및 제조 공정에 따라 조절 가능합니다. 고객의 실제 요구를 충족합니다.
제품의 장점: 투과성이 좋고, 기공 크기와 기공 수를 조절할 수 있으며, 형태가 안정적이고, 여과 정확도가 높고, 내마모성이 뛰어나고, 기계적 성질이 좋으며, 열전도도, 내열성, 방열성이 좋으며, 역세척이 가능하여 여러 번 사용할 수 있습니다.
티타늄 소결 다공성 재료의 기능적 특성:
- 1) 균일한 기공직경, 안정된 기공, 높은 분리효율
- 2) 높은 기공률, 작은 여과 저항 및 높은 침투 효율.
- 3) 화학적 안정성이 우수하고, 산, 알칼리 내식성, 항산화성이 뛰어납니다.
- 4) 형태적 구조가 안정적이며, 입자가 탈락되지 않으며, 식품위생 및 제약 GMP 요건을 충족합니다.
- 5) 우수한 기계적 성질, 낮은 압력 차이 및 큰 유량.
- 6) 강력한 항균력을 가지고 있으며 미생물과 상호작용하지 않습니다.
- 7) 온라인으로 재생할 수 있고, 청소하기 쉽고, 수명이 깁니다.
- 8) 생체적합성이 우수하여 생물학, 식품, 제약 및 의료 산업에 널리 사용될 수 있습니다.
- 9) 전자파 차폐 성능이 우수합니다.
- 10) 우수한 감쇠 특성과 충격 저항성.
소결은 가장 중요한 공정 중 하나입니다. MIM 프로세스. 잔류 결합제를 제거할 뿐만 아니라 분말 입자 사이의 기공도 제거하여 MIM 제품 완전히 조밀하거나 거의 완전히 조밀합니다. 티타늄 소결 합금은 고온을 필요로 합니다. 이러한 환경에서는 소결 공정을 최대한 아르곤 가스로 보호해야 합니다. 본 시험에서 소결 시간은 온도를 120분 동안 일정하게 유지하도록 설정되었으며, TC4 인발 부품과 원형 부품의 최대 온도는 각각 1220℃, 1240℃, 1250℃, 1270℃, 1290℃입니다. 형상 부품은 소결됩니다.
TC4 인장부품의 소결공정
원형 부품의 소결 공정
원형 부품의 소결 공정에서, TC4를 120분 동안 소결할 경우 1250°C에서 더 높은 치밀화를 얻을 수 있으며, 온도가 증가함에 따라 밀도가 약간 감소하는 것을 대략적으로 알 수 있습니다. 이는 너무 높은 온도에서 결정립 성장이 발생하기 때문입니다. 또한 결정립계 간극이 커져 표준 인장 부품의 항복 강도가 고온 후 1250°C보다 낮아집니다.
1250℃에서의 TC4 금속조직도
소결 TC4 원형 부품
온도, 유지 시간, 그리고 TC4 소결 밀도 증가 사이의 관계를 파악하기 위해, 아래 그림과 같이 1240°C, 1250°C, 그리고 1270°C를 선택하여 실험을 수행했습니다. 소결 분위기는 모두 아르곤 가스 분위기였습니다.
소결 분위기는 아르곤이다
데이터 처리 및 분석
소결 후 샘플의 밀도 데이터에 따르면 1250°C에서 120~180분 동안 온도를 유지하여 얻은 밀도가 다른 공정에서 얻은 밀도보다 높다는 것을 쉽게 알 수 있습니다. TC4 인발 부품과 소결된 TC4 원형 부품의 소결 공정 간의 관계를 바탕으로 다른 공정에서 얻은 밀도보다 높다는 결론을 내렸습니다. 치밀화와 항복 강도가 일관되므로 1250°C에서 120분~180분 동안 온도를 유지하여 얻은 치밀화와 기계적 특성이 가장 높습니다. 이는 온도가 너무 높고 유지 시간이 너무 짧으면 티타늄 합금 소결 공정이 개선되지 않기 때문입니다. 티타늄 합금 결정은 최적으로 치밀화됩니다. 마찬가지로 저온 및 장기간 열 보존은 결정립계의 확산 속도가 느려 분말 표면 구동 에너지가 지속적으로 소모되게 합니다. 결정립계의 이동 및 확산 과정에서 결정 격자의 양호한 중첩 및 미끄러짐이 달성되지 않습니다. 따라서 내부에 제거되지 않은 틈새가 여전히 존재하여 더 나은 치밀화를 달성할 수 없습니다.
결론적으로
MIM 티타늄 합금의 산업화 공정은 복잡하며, 제품의 최종 밀도와 기계적 성질에 영향을 미치는 여러 요인이 존재합니다. 이러한 실험 조건에서 제품의 밀도와 기계적 성질을 종합적으로 고려한 후, HP 고진공 금속로를 사용하여 1250°C에서 120분 동안 연속 소결을 수행했습니다. 이를 통해 TC4의 밀도를 높이고 최대 항복 강도를 얻을 수 있었으며, 이는 MIM-TC4의 산업화로 이어질 수 있는 토대를 마련했습니다.