Penelitian tentang perekat cetakan injeksi logam paduan Titanium

Titanium dan paduan titanium memiliki karakteristik gravitasi spesifik yang rendah, kekuatan spesifik yang tinggi, biokompatibilitas yang sangat baik dan ketahanan korosi yang baik, dan memiliki potensi aplikasi yang besar di bidang kedirgantaraan, biomedis, kimia, pembuatan kapal, mobil, dan bidang lainnya. Teknologi cetakan injeksi bubuk paduan titanium (PIM) telah meningkatkan tingkat pemanfaatan bahan, mewujudkan persiapan massal dan murah dari produk titanium berukuran kecil dan menengah dengan bentuk yang kompleks, dan secara signifikan mempromosikan produksi dan penerapan titanium dan paduan titanium produk. Saat ini, ada laporan yang sangat terbatas tentang sistem pengikat paduan titanium untuk cetakan injeksi bubuk, dan pengembangan sistem pengikat baru dari paduan titanium untuk cetakan injeksi bubuk terhenti. Dalam makalah ini, status penelitian sistem pengikat yang berbeda untuk cetakan injeksi bubuk paduan titanium dianalisis dan diringkas.

1, Pengenalan singkat teknologi cetakan injeksi bubuk

Teknologi cetakan injeksi bubuk dikembangkan berdasarkan teknologi metalurgi serbuk. Dikombinasikan dengan teknologi injeksi plastik, ia menyadari tingkat pemanfaatan bahan baku hampir 100 persen. Ini adalah teknologi pembentukan jaringan dekat. Proses operasi umum adalah sebagai berikut: pertama, bubuk dan pengikat yang disiapkan dicampur dan digranulasi untuk menyiapkan umpan granular, dan kemudian umpan dicetak menjadi bentuk produk hijau tertentu pada mesin cetak injeksi. Setelah degreasing dan sintering, produk dengan sifat yang diperlukan diperoleh. Keuntungan dari cetakan injeksi bubuk paduan titanium adalah:

Dapat mewujudkan persiapan batch bagian-bagian bentuk kompleks 3D kecil;

Komposisi seragam, struktur halus dan sifat mekanik yang sangat baik;

Mudah untuk menambahkan elemen sintetis untuk menyiapkan semua bahan baku:

Mudah untuk mengontrol struktur mikro material.

Dalam proses pencetakan injeksi bubuk paduan titanium, desain pengikat adalah tautan inti, yang memainkan peran penting dalam memungkinkan bubuk paduan titanium disuntikkan dengan lancar dalam keadaan cair selama seluruh proses pencetakan injeksi, dan dapat mempertahankan bentuknya hingga tahap pra sintering setelah billet hijau terbentuk. Namun, pengikat yang ditambahkan juga menjadi salah satu kemungkinan sumber polutan Z di seluruh proses pencetakan injeksi. Selain itu, kandungan pengikat yang lebih tinggi akan mengurangi muatan bubuk, yang tidak hanya akan menyebabkan depresi bidang bentuk tubuh hijau setelah pengupasan, deformasi, retak dan cacat lainnya, tetapi juga meningkatkan penyusutan sintering, yang secara serius mengurangi akurasi ukuran produk. ; Meskipun pengikat dengan kandungan rendah dapat memastikan pemuatan bubuk yang tinggi, sulit untuk menyiapkan umpan dengan fluiditas yang baik dan menyelesaikan injeksi dengan lancar. Memastikan keseimbangan antara kandungan pengikat dan pemuatan bubuk sangat meningkatkan kesulitan dalam proses penelitian pengikat. demikian dapat dilihat. Meskipun pengikat tidak menentukan komposisi Z akhir dari produk sinter, pemilihan dan penggunaannya akan secara langsung mempengaruhi proses degreasing, sintering dan proses lainnya, sehingga mempengaruhi kualitas produk. Oleh karena itu, dalam pekerjaan penelitian teknologi paduan titanium cetakan injeksi bubuk, fokus pada teknologi pengikat juga merupakan kunci masalahnya. Dalam makalah ini, status penelitian sistem pengikat yang berbeda untuk cetakan injeksi bubuk paduan titanium diperkenalkan, dan langkah-langkah perbaikan untuk masalah yang ada diusulkan.

Beberapa dari mereka adalah produk cetakan injeksi logam bubuk paduan titanium yang diproduksi dengan presisi zhongwei

(a) Bagian aplikasi teknik disiapkan oleh TJet Jerman: (b) Bagian biomedis disiapkan oleh TJet Jerman: (c) T-6A-7Sekrup tulang paduan T-7Nb: (d) stapes buatan CP Ti: ( e) bingkai kacamata paduan titanium; (f) Ti-6AI-4kotak arloji V

2, Beberapa kemajuan penelitian

Logam titanium memiliki aktivitas tinggi, dan rentan terhadap karbonisasi, amoniasi, dan oksidasi ketika suhu mendekati 400C. Kotoran seperti titanium karbida, titanium amoniak dan titanium oksida dihasilkan, yang mengurangi kepadatan relatif sintering dan memperburuk sifat mekanik bahan. Di antara pengotor seperti karbon, hidrogen, oksigen dan nitrogen, biasanya lebih sulit untuk mengontrol kandungan oksigen daripada pengotor lainnya. Pengaruh kandungan oksigen (fraksi massa) pada sifat mekanik paduan titanium ditunjukkan pada gambar. Dengan meningkatnya kandungan oksigen, kekuatan paduan titanium meningkat, tetapi plastisitasnya menurun secara signifikan. Oleh karena itu, tiga poin berikut harus dicapai ketika memilih pengikat untuk paduan titanium cetakan injeksi bubuk:

0 Cobalah untuk memastikan pemuatan bubuk yang tinggi untuk meningkatkan akurasi dimensi produk;

Bahan pengisi harus memiliki fluiditas yang cukup untuk memastikan bahwa seluruh rongga dapat diisi dengan lancar selama injeksi;

Komponen pengikat yang digunakan tidak bereaksi dengan bahan titanium yang sangat aktif, dan tidak ada sisa dekomposisi dan penghilangan.

Pada tahap awal penelitian, sebagian besar pengikat yang digunakan dalam cetakan injeksi paduan titanium bubuk mengikuti sistem pengikat logam lain. Dengan pendalaman penelitian ilmiah, pengikat baru seperti pengikat berbasis poliasetal dan larut dalam air muncul. Saat ini, sistem pengikat yang banyak digunakan dalam paduan titanium cetakan injeksi bubuk adalah perekat berbasis lilin termoplastik, perekat berbasis plastik, dan perekat berbasis air yang ramah lingkungan.

Pengaruh kandungan oksigen pada sifat mekanik paduan titanium

3, Kesimpulan dan prospek

Perluasan lebih lanjut dari pasar aplikasi paduan titanium cetakan injeksi logam menghadapi dua tantangan. Pertama, bubuk titanium bulat dengan teknologi cetakan injeksi bubuk yang relatif matang memiliki biaya tinggi, dan produknya sulit digunakan di bidang 3C dan mobil dalam skala besar; Yang lainnya adalah kurangnya sistem pengikat yang cocok untuk cetakan injeksi bubuk paduan titanium. Munculnya bubuk titanium terhidrogenasi terhidrogenasi mengantarkan awal pengurangan biaya. Dibandingkan dengan bubuk titanium bulat, biayanya dapat dikurangi hingga sekitar 20 persen. Namun, sebagian besar sistem pengikat yang digunakan dalam paduan titanium cetakan injeksi bubuk masih digunakan dari logam lain, dan karakteristik bahan paduan titanium belum sepenuhnya dipertimbangkan, sehingga proses penelitian dan pengembangan pernah mengalami hambatan. Meskipun sistem pengikat paduan titanium yang dikembangkan secara independen di Cina telah memecahkan blokade teknis perusahaan seperti BASF, penelitian dan pengembangannya masih dalam tahap uji coba skala besar karena kurangnya panduan teoretis yang sistematis, dan proses kepraktisan masih tergolong lambat. Berdasarkan status penelitian sistem pengikat, penulis mengajukan beberapa saran tentang masalah yang ada pada paduan titanium cetakan injeksi bubuk pada tahap ini untuk referensi peneliti di industri yang sama, dan bersama-sama mempromosikan proses industrialisasi paduan titanium cetakan injeksi bubuk .

(1) Mengingat akurasi dimensi yang rendah dan plastisitas yang buruk dari produk paduan titanium cetakan injeksi bubuk pengikat berbasis lilin, penelitian tentang penggantian sebagian komponen PW oleh PEG dapat lebih diperdalam. Dibandingkan dengan PW, PEG memiliki porositas yang lebih baik dan suhu dekomposisi yang lebih rendah, yang sangat membantu untuk meningkatkan kapasitas pemuatan umpan dan mengurangi kandungan pengotor dalam billet yang mengalami degreased, sehingga meningkatkan akurasi dimensi dan sifat mekanik produk paduan titanium.

(2) Mengingat masalah bahwa POM, komponen utama pengikat berbasis plastik, mudah bereaksi dengan bubuk titanium terhidrogenasi terhidrogenasi berbiaya rendah dan sangat aktif, pertama, mixer atmosfer khusus untuk paduan titanium dapat digunakan untuk menyiapkan pakan. untuk mengisolasi oksigen dan meningkatkan stabilitas oksigen termal POM; Kedua, dalam penelitian dan pengembangan sistem pengikat berbasis plastik baru. Terus optimalkan rasio antioksidan untuk meningkatkan stabilitas pakan

(3) Untuk mengatasi masalah bahwa tubuh hijau mudah melunak ketika pengikat berbasis air disuntikkan, pertama, komponen agen kerangka bebas oksigen atau bahkan oksigen rendah dapat ditambahkan. Meningkatkan kekuatan injeksi hijau; Kedua, kami dapat terus memperdalam penelitian berat molekul PEG pada kemampuan bentuk dan retensi bentuk pakan berbasis air, dan memilih berat molekul PEG sesuai dengan kompleksitas bentuk bagian injeksi.