Wpływ formowania wtryskowego proszku tytanowego Proces spiekania na wydajność

Spiekany proszek metalowy porowaty Materiały te są wytwarzane z proszków metali lub stopów jako surowców, formowanych i spiekanych w wysokich temperaturach. Są to materiały porowate o sztywnej strukturze.

Proces produkcyjny: przesiewanie - prasowanie izostatyczne - spiekanie próżniowe w wysokiej temperaturze

Cechy strukturalne: Materiał zawiera dużą liczbę połączonych lub półpołączonych porów. Struktura porów powstaje poprzez nakładanie na siebie regularnych i nieregularnych cząstek proszku. Wielkość i rozkład porów oraz wielkość porowatości można dostosować do kombinacji wielkości cząstek proszku i procesu przygotowania. Spełnia rzeczywiste potrzeby klienta.

Zalety produktu: dobra przepuszczalność, możliwość kontrolowania wielkości porów, stabilny kształt, wysoka dokładność filtracji, odporność na zużycie, dobre właściwości mechaniczne, dobra przewodność cieplna, odporność na ciepło i właściwości rozpraszania ciepła, możliwość płukania wstecznego i wielokrotnego użytku.

Charakterystyka funkcjonalna materiałów porowatych spiekanych tytanem:

1. 1) Jednolita średnica porów, stabilność porów i wysoka wydajność separacji.

1. 2) Wysoka porowatość, mały opór filtracji i wysoka wydajność penetracji.

1. 3) Dobra stabilność chemiczna, odporność na korozję kwasową i alkaliczną oraz właściwości antyoksydacyjne.

1. 4) Struktura morfologiczna jest stabilna, nie dochodzi do odpadania cząsteczek, a produkt spełnia wymogi higieny żywności i farmaceutycznej GMP.

1. 5) Dobre właściwości mechaniczne, niska różnica ciśnień i duży przepływ.

1. 6) Posiada silne właściwości antybakteryjne i nie wchodzi w interakcje z mikroorganizmami.

1. 7) Można go regenerować online, jest łatwy do czyszczenia i ma długą żywotność.

1. 8) Doskonała biokompatybilność, może być szeroko stosowany w przemyśle biologicznym, spożywczym, farmaceutycznym i medycznym.

1. 9) Doskonałe właściwości ekranujące fale elektromagnetyczne.

1. 10) Dobre właściwości tłumiące i odporność na uderzenia.

Spiekanie jest jednym z najważniejszych procesów w Proces MIM. Nie tylko usuwa resztki spoiwa, ale także eliminuje pory między cząsteczkami proszku, dzięki czemu Produkt MIM całkowicie gęsty lub prawie całkowicie zagęszczony. spiekanie tytanu Stop wymaga wysokiej temperatury. Proces spiekania powinien być w miarę możliwości chroniony argonem. Czas spiekania w tym teście ustawiono tak, aby utrzymać stałą temperaturę przez 120 minut, a maksymalna temperatura wynosi odpowiednio 1220℃, 1240℃, 1250℃, 1270℃ i 1290℃ dla części ciągnionych TC4 i części okrągłych. Części kształtowe są spiekane.

Proces spiekania części rozciąganych TC4

Proces spiekania części okrągłych

Z procesu spiekania części okrągłych można z grubsza wywnioskować, że po 120 minutach TC4 można uzyskać większe zagęszczenie w temperaturze 1250°C, a gęstość nieznacznie spada wraz ze wzrostem temperatury. Dzieje się tak, ponieważ rozrost ziaren następuje w zbyt wysokich temperaturach. Zwiększają się również odstępy między granicami ziaren, co powoduje, że granica plastyczności standardowych części rozciąganych jest niższa niż 1250°C po poddaniu ich działaniu wysokiej temperatury.

Schemat metalograficzny TC4 w temperaturze 1250℃

Spiekane okrągłe części TC4

Aby zrozumieć związek między różnymi temperaturami i czasami wygrzewania a zagęszczaniem spiekania TC4, do przeprowadzenia eksperymentów wybraliśmy temperatury 1240°C, 1250°C i 1270°C, jak pokazano poniżej. Atmosferą spiekania było wyłącznie środowisko argonu.

Atmosfera spiekania to argon

Przetwarzanie i analiza danych

Zgodnie z danymi gęstości próbki po spiekaniu, nietrudno zauważyć, że gęstość uzyskana przez utrzymanie temperatury 1250°C przez 120-180 minut jest wyższa niż gęstość uzyskana w innych procesach. Na podstawie zależności między procesem spiekania ciągnionych części TC4 i spiekanych okrągłych części TC4, wnioskujemy również, że gęstość jest wyższa niż gęstość uzyskana w innych procesach. Zagęszczenie i granica plastyczności są spójne, więc zagęszczenie i właściwości mechaniczne uzyskane przez utrzymanie temperatury 1250°C przez 120 min~180 min są najwyższe; dzieje się tak, ponieważ zbyt wysoka temperatura i zbyt krótki czas wygrzewania nie poprawiają procesu spiekania stopu tytanu. Kryształy stopu tytanu są optymalnie zagęszczone. Podobnie, niska temperatura i długotrwałe podtrzymywanie ciepła spowodują, że energia napędzająca powierzchnię proszku będzie stale zużywana ze względu na powolną szybkość dyfuzji granic ziaren. Podczas ruchu i procesu dyfuzji granic ziaren nie można osiągnąć dobrego nakładania się i poślizgu sieci krystalicznej. W ten sposób wewnątrz pozostają pewne szczeliny, których nie da się wyeliminować, przez co nie jest możliwe osiągnięcie lepszego zagęszczenia.

Podsumowując

Proces industrializacji stopu tytanu MIM jest złożony i wiele czynników wpływa na końcowe zagęszczenie oraz właściwości mechaniczne produktu. W tych warunkach eksperymentalnych, po kompleksowym uwzględnieniu gęstości i właściwości mechanicznych produktu, zastosowaliśmy piec wysokopróżniowy HP do ciągłego spiekania w temperaturze 1250°C przez 120 minut. Pozwala to na uzyskanie wyższej gęstości stopu TC4 i uzyskanie maksymalnej granicy plastyczności, torując drogę do industrializacji stopu MIM-TC4.