Penerapan Serbuk Paduan Titanium di Bidang MIM Cetakan Injeksi Logam

Penerapan Serbuk Paduan Titanium di Bidang MIM Cetakan Injeksi Logam

1: Zhongwei dan Central South University Studi tentang Titanium Injection Moulding

Titanium dan paduan titanium memiliki keunggulan kepadatan rendah, kekuatan spesifik tinggi, nonmagnetisme, ketahanan korosi dan biokompatibilitas yang baik. Mereka adalah bahan struktural logam berkualitas tinggi dan bahan fungsional. Mereka telah banyak digunakan di ruang angkasa, otomotif, pembangkit listrik, biomedis dan bidang lainnya, dan dikenal sebagai "logam ketiga" dan "logam strategis" dalam pengembangan setelah baja dan aluminium. Namun, titik leleh dan kekerasan titanium dan paduan titanium tinggi, dan sifat pemrosesan, pembentukan, dan pemotongannya buruk. Oleh karena itu, peralatan yang menggunakan metode pemrosesan tradisional mahal, tidak efisien, mahal, dan limbah materialnya besar, yang sangat membatasi ruang lingkup aplikasinya. Cetakan injeksi logam (mim) adalah proses pembentukan jaring dekat yang dibentuk dengan menggabungkan teknologi metalurgi serbuk dengan teknologi cetakan injeksi plastik. ini memiliki keuntungan dari tingkat pemanfaatan bahan baku yang tinggi, penyesuaian komposisi yang fleksibel dan biaya produksi batch yang rendah. itu dapat menghasilkan bagian berdimensi tinggi dan presisi tinggi, dan merupakan metode yang ideal untuk menyiapkan titanium dan paduan titanium. Paduan ti-6a1-4v yang paling umum dalam paduan titanium termasuk paduan martensit dua fase plus. Ini mengandung 6 persen elemen Stabil aluminium Kekuatan fase ditingkatkan. Sebagai Vanadium stabilizer, dikurangi plus Dan suhu transisi. Paduan Ti-6a1-4v pertama kali dikembangkan oleh Amerika Serikat pada tahun 1954. Ini banyak digunakan dalam industri dirgantara dan merupakan pilar utama paduan titanium Amerika. Kemudian, paduan ti-6a1-4v secara bertahap berkembang menjadi paduan titanium internasional. dalam produksi dan penerapan paduan titanium di Cina, paduan ti-6a1-4v juga memainkan peran utama, yang diberi nama tc4.

Teknologi Titanium Metal Injection Moulding ke metode manufaktur lainnya:

Proses mim paduan titanium tc4 terutama mencakup persiapan bubuk, pencampuran, pencetakan injeksi, degreasing, sintering, dan pasca perawatan yang diperlukan. Qinhuangdao Zhongwei Precision Parts Co., Ltd. belajar dengan Central South University pada tahun 2004 dan menemukan bahwa sifat bagian cetakan injeksi paduan titanium tc4 terutama dipengaruhi oleh kepadatan relatif, kandungan karbon dan oksigen serta struktur mikro. Sintering, sebagai proses terakhir dalam cetakan injeksi logam, sangat penting untuk kinerja akhir produk. Parameter proses sintering (seperti suhu, waktu, atmosfer, laju kenaikan dan penurunan suhu, dll.) secara langsung mempengaruhi kinerja dan akurasi dimensi produk dan mewujudkan produksi kuantitatif produk.

2: Penerapan cetakan injeksi titanium di berbagai bidang

1: Penerapan cetakan injeksi titanium di jam tangan

Jam tangan umumnya terbuat dari berbagai logam mulia dan baja halus. Logam mulia umumnya digunakan untuk jam tangan canggih dari merek kelas atas, seperti emas, platinum, emas lotre, dll; Baja yang dimurnikan terutama adalah baja 316L dan baja 904L yang dipatenkan Rolex.

Namun, dengan kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi, semakin banyak bahan berteknologi tinggi telah diterapkan untuk pembuatan jam tangan, termasuk keramik berdensitas tinggi, serat karbon, safir, dan logam titanium. Hari ini, saya akan berbicara tentang penerapan titanium pada jam tangan.

Karena kenaikan harga jam tangan baja secara keseluruhan, orang sangat ingin mencari jenis bahan baru untuk menggantikan bahan baja halus. Banyak paduan tidak sekeras dan plastis seperti baja halus, atau biayanya terlalu tinggi. Setelah menghilangkan sejumlah paduan, pembuat jam mulai fokus pada bahan penerbangan khusus "logam titanium".

Apa itu titanium? Titanium adalah unsur logam yang ditemukan di kerak bumi. Ini adalah logam mengkilap dan mengkilap atau abu-abu perak atau bubuk abu-abu gelap. Senyawanya dapat ditemukan di hampir semua batuan beku dan deposit placer titanium. Bahan bakunya melimpah, sehingga harganya jauh lebih murah dibandingkan logam mulia yang banyak digunakan di bidang kedirgantaraan, medis, dan industri.

Banyak karakteristik titanium membuatnya sangat berharga dalam industri dan perdagangan:

1. Kekerasan: kekerasan titanium 30 persen lebih tinggi dari baja;

2. Tekstur ringan: titanium memiliki berat 47,90 skala atom, hampir 50 persen lebih ringan dari baja;

3. Ketahanan korosi: ketika titanium terkena udara, permukaannya akan membentuk film oksida yang rapat dan kuat, yang dapat menahan korosi logam lain oleh zat yang berbeda. Ini sangat efektif untuk erosi air asin.

Titanium sebagai material jam tangan memiliki keunggulan yang sangat baik, seperti:

1. Jam tangan paduan titanium nyaman dipakai karena sangat ringan;

2. Titanium anti alergi, tidak mengandung nikel, dan sangat nyaman dipakai bahkan saat kulit berkeringat;

3. Karena titanium lebih keras dari baja, jam tangan titanium lebih tahan lama;

4. Ketahanan korosi membuat titanium sangat cocok untuk jam tangan menyelam;

Omega Haima telah meluncurkan berbagai jam tangan selam titanium, dan pencapaian ganda dalam ketahanan air dan ketahanan korosi juga membuktikan bahwa penerapan titanium pada jam tangan tahan air adalah sukses besar.

Dengan penelitian lebih lanjut tentang logam titanium, semakin banyak merek jam tangan yang dapat meluncurkan jam tangan yang terbuat dari logam titanium di masa depan. Tidak jelas apakah mereka dapat menggantikan baja sebagai bahan pilihan pertama jam tangan.

2: Penerapan cetakan injeksi logam titanium pada aksesoris presisi pistol

Pemicu pistol titanium: komponen titanium cetakan injeksi logam saat ini digunakan dalam aplikasi berkinerja tinggi, seperti pemicu pembuatan senjata (dalam hal kinerja kelelahan dan ringan), di mana titanium memberikan kinerja yang sangat baik. Karena mahalnya bahan, penggunaannya masih terbatas. Ketika harga bubuk titanium turun, pasar komponen pertahanan MIM diperkirakan akan tumbuh pesat.

Rotor "Keselamatan dan Bersenjata": Rotor militer "keselamatan dan bersenjata" digunakan untuk alat peledak yang digunakan oleh Departemen Pertahanan AS. Komponen baja tahan karat 316L terbuat dari cetakan injeksi logam, dengan kepadatan 7,6 g/cm3. Ini memiliki kekuatan tarik tertinggi 75.000 psi, kekuatan luluh 25000 psi, perpanjangan 50 persen, dan kekerasan 67 HRB.

Bagian keselamatan pegangan sapuan atas pistol: Colt, AS

Bagian pengaman pistol yang digunakan pada pistol kaliber 45 yang diproduksi oleh Manufacturing Company, LLC. memiliki berbagai fungsi, seperti mencegah penembakan pelatuk, melindungi palu agar tidak melukai tangan penembak saat pistol diayunkan, dan berinteraksi dengan telapak tangan penembak untuk kenyamanan. Bagian kompleks ini terbuat dari baja tahan karat MIM17-4PH dengan kepadatan 7,6gcm3

Itu dibuat dengan casting investasi tradisional dan memegang bagian keselamatan, yang akan membutuhkan banyak pemrosesan sekunder. Selain meningkatkan produktivitas dan memproduksi suku cadang yang lebih seragam, proses pencetakan injeksi logam juga menghemat biaya dan mempersingkat waktu pengiriman pelanggan. Colt telah membuktikan ini dengan 10.000 siklus untuk memenuhi syarat bagian tersebut.

3: Braket ortodontik

Braket ortodontik cetakan injeksi logam paduan titanium diproduksi oleh Qinhuangdao Zhongwei Precision Machinery Co., Ltd

Teknologi suku cadang MIM pertama kali digunakan dalam perawatan medis untuk membuat beberapa peralatan ortopedi gigi. Produk presisi ini berukuran sangat kecil, dan memiliki biokompatibilitas dan ketahanan korosi yang baik. Bahan utama yang digunakan adalah stainless steel 316L. Sekarang banyak perusahaan yang pindah ke bidang paduan titanium. Paduan titanium memiliki keunggulan kepadatan yang baik, bobot yang lebih ringan, dan kompatibilitas biologis yang lebih baik. Braket ortodontik masih menjadi produk utama dalam industri MIM.

Forestadent Company of Germany telah memproduksi braket ortodontik dua arah dengan teknologi MIM. Kekuatan retensi mekanis dapat ditingkatkan sebesar 30 persen. Pemolesan dengan MIM setelah pembentukan satu kali dapat sangat mengurangi gesekan antara braket dan kawat lengkung. Produk ini telah dikonfirmasi oleh BjornLudwig memiliki peran positif dalam bedah ortodontik.

4: Bagian implan lutut

Bagian implan lutut cetakan injeksi logam paduan titanium diproduksi oleh Qinhuangdao Zhongwei Precision Machinery Co., Ltd

Kemajuan teknologi suku cadang MIM di bidang implantasi manusia relatif lambat, terutama karena sertifikasi dan penerimaan produk membutuhkan waktu yang lama.

Saat ini, teknologi MIM dapat digunakan untuk memproduksi suku cadang yang menggantikan sebagian tulang dan sendi, dan bahan logam yang digunakan terutama paduan Ti.

Dalam hal biokompatibilitas, titanium berpori dengan 60 persen porositas dibuat dengan teknologi MIM, dan mikrosfer pelepasan berkelanjutan gelatin disiapkan dengan metode pengikatan silang polimerisasi kondensasi yang ditingkatkan dan dilapisi pada permukaan titanium berpori.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa mikrosfer lepas lambat gelatin yang dilapisi titanium berpori tidak memiliki sitotoksisitas dan dapat digunakan sebagai bahan yang baik untuk implan medis.

Qinhuangdao Zhongwei Precision Machinery Co., Ltd. telah berhasil menggunakan Ti-6Al-4V untuk memproduksi bagian sampel lutut untuk implan manusia. Implan terutama menanggung tekanan setelah memasuki tubuh manusia, dan memiliki biokompatibilitas yang baik. Setelah pembentukan MIM, hot isostatic pressing dilakukan, diikuti dengan shot peening, polishing dan anodizing untuk mendapatkan kinerja permukaan yang lebih baik, mengurangi gesekan dengan tubuh manusia, dan meningkatkan kompatibilitas dan masa pakai.

5: Jahit jangkar sekrup

Cetakan injeksi mikro logam, MIM) adalah teknologi pembentukan yang dikembangkan oleh IFAM Research Institute di Jerman, yang secara organik menerapkan teknologi MIM pada persiapan bagian dengan dimensi hingga tingkat mikrometer.

Secara umum MIM dapat digunakan untuk menghasilkan dua jenis produk:

Bagian dengan ukuran mikrometer dan massa beberapa miligram;

Ukuran tampilan bagiannya mirip dengan ukuran bagian cetakan injeksi tradisional, tetapi ukuran struktur lokal hingga tingkat mikrometer.

Dalam beberapa tahun terakhir, cetakan injeksi mikro telah menjadi pusat penelitian di bidang cetakan injeksi. Dengan perkembangan mesin modern menuju miniaturisasi, penerapan cetakan injeksi mikro akan semakin luas.

Saat ini, Qinhuangdao Zhongwei Precision Machinery Co., Ltd. dan Pusat Penelitian Universitas Pusat Selatan memiliki Teknologi MIM telah berhasil diterapkan pada produksi bagian mikro perangkat medis, seperti spektrometer, pelat titrasi, dll. Ukuran struktur produk telah mencapai tingkat mikron, dan ketebalan dinding minimum adalah 50 m.

Qinhuangdao Zhongwei Precision Machinery Co., Ltd Jangkar jahitan yang diproduksi oleh teknologi MIM untuk operasi bedah hanya seukuran kepala korek api.

6: Kepala golf

Untuk detailnya, klik situs web perusahaan:https://www.zw-metalware.com/injection-molded-parts/titanium-alloy-golf-head-metal-injection.html

7: Tabung akustik alat bantu dengar

Teknologi MIM juga dapat digunakan untuk memproduksi suku cadang berbagai alat kesehatan.

Qinhuangdao Zhongwei Precision Machinery Co., Ltd. menggunakan teknologi MIM untuk menghasilkan tabung suara alat bantu dengar untuk perusahaan Jerman, yang memiliki efek meningkatkan laju suara dan meningkatkan pendengaran.

Tabung suara alat bantu dengar jenis ini dengan bentuk yang kompleks dapat diperoleh dengan sintering setelah pembentukan MIM. Untuk membuat permukaan tabung suara menjadi halus, hanya perlu melalui proses peledakan pasir manik-manik kaca nanti.

Kepadatan tabung akustik lebih besar dari 7,65 g/cm3, kekuatan tarik maksimum dapat mencapai 480 MPa, kekuatan luluh 150 MPa, perpanjangan 45 persen, dan kekerasan permukaan maksimum 100 HRB. Teknologi MIM dapat menekan biaya hingga 20 persen dibandingkan dengan proses produksi tradisional sebelumnya.

Teknologi MIM juga dapat digunakan untuk menghasilkan banyak produk dalam perawatan medis, termasuk stent terapi intervensi, pelindung radiasi dari jarum suntik paduan tungsten high-density, manipulator bedah mikro, bagian endoskopi pompa mikro, inhaler obat, dll.

8: Alat bedah

Alat bedah diharuskan memiliki kekuatan tinggi, polusi darah rendah dan mampu mencapai prosedur desinfeksi yang agresif. Fleksibilitas desain teknologi MIM dapat memenuhi aplikasi sebagian besar alat bedah. Pada saat yang sama, ia juga memiliki keunggulan teknologi. Itu dapat memproduksi berbagai produk logam dengan biaya rendah. Secara bertahap menggantikan teknologi produksi tradisional sebagai metode manufaktur utama.

Qinhuangdao Zhongwei Precision Machinery Co, Ltd telah mengembangkan cakar paduan titanium menggunakan teknologi MIM. Ini diproduksi oleh proses pencetakan injeksi paduan titanium, dengan kepadatan lebih dari 8.5g/cm3. Ini dapat digunakan untuk menangkap benda-benda di tubuh manusia selama operasi, dan memiliki fungsi pinset. Desainnya cukup kompleks dan membutuhkan akurasi produksi yang tinggi.

Sintering setelah pembentukan dengan teknologi MIM dapat mencapai tingkat toleransi yang tinggi, dan tidak memerlukan sejumlah besar proses perawatan selanjutnya untuk menghindari kerusakan bentuk linier dan geometris cakar.

Sulit untuk memproduksi jenis cakar stainless steel dengan bentuk yang kompleks dengan casting atau mesin, yang membutuhkan siklus produksi yang panjang dan biaya tinggi. Menggunakan teknologi MIM untuk memproduksinya dapat menghemat 60 persen biaya.

Alat bedah sekali pakai perlu mengembangkan proses yang dapat diproduksi massal dengan biaya rendah. Zhongwei Precision Machinery Co., Ltd. menggunakan teknologi MIM untuk menghasilkan rakitan poros, yang digunakan dalam jenis baru instrumen bedah sekali pakai. Biayanya hanya 1/4 hingga 1/5 dari peralatan mesin CNC Swiss, densitasnya adalah 7,5 g/cm3, kekuatan tarik pamungkasnya adalah 1190MPa, kekuatan luluhnya adalah 1090MPa, perpanjangannya adalah 6,0 persen , dan kekerasan maksimum adalah 33 HRC.

Proses pembuatan produk ini adalah sebagai berikut: pertama, dua bagian poros sepanjang 178mm dibentuk oleh teknologi MIM, kemudian dua bagian dilas dengan laser, dan kemudian dilakukan pemesinan dan perlakuan panas berikutnya. Untuk memenuhi persyaratan toleransi yang baik, shot peening dan pasivasi juga diperlukan.

Penutup

Cetakan injeksi logam (Co MIM), berasal dari tahun 1990-an, adalah teknologi cetakan injeksi bubuk tipe sandwich.

Proses ini untuk secara bersamaan atau dalam batch menyuntikkan dua bahan dengan karakteristik yang berbeda ke dalam cetakan untuk cetakan injeksi komposit. Itu dapat menggabungkan bahan logam dan bahan dengan sifat yang sama sekali berbeda di bagian yang sama.

Struktur inti/kulit dengan fungsionalitas dan bentuk kompleks dapat diperoleh dengan metode ini, dan proses selanjutnya seperti pelapisan, perlakuan panas, dan perakitan produk tidak diperlukan. Akhirnya, sebuah proses dapat direalisasikan untuk menyiapkan bahan gradien fungsional, yang sangat mengurangi proses dan mengurangi biaya.

Teknologi Co MIM memberikan ide baru untuk pengembangan dan desain bagian fungsional. Zhongwei Precision telah mengusulkan struktur implan biologis baru menggunakan teknologi Co MIM, yang banyak digunakan dalam struktur tulang kortikal padat dan struktur tulang cancellous dengan pori-pori luar dan pori-pori dalam.

Struktur ini kondusif untuk transmisi tegangan antarmuka antara tulang implan dan struktur tulang sekitarnya. Rasio volume porositas struktur berpori luar adalah 5 persen ~ 60 persen , dan pori terbesar adalah 400 m.

Di masa depan, dengan perkembangan ekonomi nasional dan peningkatan standar hidup masyarakat, tren penuaan penduduk akan semakin menonjol, dan penyakit dan cedera akibat kecelakaan akan meningkat dari tahun ke tahun. Sebagai cabang penting dari bahan regenerasi dan perbaikan jaringan dan organ manusia, bahan paduan titanium biomedis memiliki prospek pasar yang besar dan pengembangan industri.

Di atas adalah tentang penerapan bubuk paduan titanium di bidang MIM cetakan injeksi logam

Kami berharap kami dapat membantu Anda dengan memperkenalkan tips ini. Jika Anda memiliki pertanyaan lain, silakan datang untuk berkonsultasi dengan tim teknologi presisi kami!