تحقیق در مورد چسب قالب گیری تزریقی فلز آلیاژ تیتانیوم

تیتانیوم و آلیاژهای تیتانیوم دارای ویژگی‌های وزن مخصوص کم، استحکام ویژه بالا، زیست سازگاری عالی و مقاومت در برابر خوردگی خوب هستند و پتانسیل کاربرد زیادی در زمینه‌های هوافضا، زیست‌پزشکی، شیمیایی، کشتی‌سازی، خودرو و سایر زمینه‌ها دارند. فناوری قالب گیری تزریق پودر آلیاژ تیتانیوم (PIM) میزان استفاده از مواد را بهبود بخشیده است، تهیه انبوه و کم هزینه محصولات تیتانیوم کوچک و متوسط ​​با اشکال پیچیده را درک کرده است و به طور قابل توجهی تولید و کاربرد تیتانیوم و آلیاژ تیتانیوم را ارتقا داده است. محصولات در حال حاضر، گزارش‌های بسیار محدودی در مورد سیستم بایندر آلیاژ تیتانیوم برای قالب‌گیری تزریقی پودر وجود دارد، و توسعه سیستم چسباننده جدید آلیاژ تیتانیوم برای قالب‌گیری تزریقی پودر متوقف شده است. در این مقاله، وضعیت تحقیق سیستم‌های مختلف بایندر برای قالب‌گیری تزریقی پودر آلیاژ تیتانیوم تحلیل و خلاصه می‌شود.

1، معرفی مختصر فناوری قالب گیری تزریق پودر

فناوری قالب گیری تزریقی پودر بر اساس فناوری متالورژی پودر توسعه یافته است. در ترکیب با فناوری تزریق پلاستیک، میزان استفاده از مواد خام را نزدیک به 100 درصد متوجه می شود. این یک فناوری شکل دهی شبکه نزدیک است. فرآیند کلی عملیات به شرح زیر است: ابتدا پودر و بایندر آماده شده را مخلوط و دانه بندی می کنند تا خوراک دانه ای تهیه شود و سپس خوراک به شکل خاصی از سبز محصول بر روی دستگاه قالب گیری تزریقی قالب گیری می شود. پس از چربی زدایی و تف جوشی محصول با خواص مورد نیاز به دست می آید. مزایای قالب گیری تزریقی پودر آلیاژ تیتانیوم عبارتند از:

① می تواند آماده سازی دسته ای قطعات کوچک شکل پیچیده 3 بعدی را درک کند.

② ترکیب یکنواخت، ساختار خوب و خواص مکانیکی عالی؛

③ اضافه کردن عناصر مصنوعی برای تهیه تمام مواد خام آسان است:

④ کنترل ریزساختار مواد آسان است.

در فرآیند قالب گیری تزریقی پودر آلیاژ تیتانیوم، طراحی بایندر یک پیوند هسته ای است که نقش مهمی را در ایجاد امکان تزریق صاف پودر آلیاژ تیتانیوم در حالت سیال در طول کل فرآیند قالب گیری تزریقی ایفا می کند و می تواند شکل را تا زمانی که مرحله پیش پخت پس از تشکیل بیلت سبز. با این حال، بایندر اضافه شده نیز به یکی از منابع احتمالی آلاینده های Z در کل فرآیند قالب گیری تزریقی تبدیل شده است. علاوه بر این، محتوای بالاتر بایندر بار پودر را کاهش می دهد، که نه تنها منجر به فرورفتگی میدان شکل بدن سبز پس از جداسازی، تغییر شکل، ترک خوردگی و سایر عیوب می شود، بلکه انقباض پخت را افزایش می دهد و به طور جدی دقت اندازه محصول را کاهش می دهد. ; اگرچه بایندر با محتوای کم می تواند بارگذاری پودر بالا را تضمین کند، تهیه خوراک با سیالیت خوب و تکمیل تزریق به آرامی دشوار است. اطمینان از تعادل بین محتوای بایندر و بارگیری پودر، دشواری در فرآیند تحقیق بایندر را بسیار افزایش می دهد. بنابراین می توان آن را دید. اگرچه بایندر ترکیب Z نهایی محصولات زینتر شده را تعیین نمی کند، انتخاب و استفاده از آن مستقیماً بر چربی زدایی، پخت و سایر فرآیندهای بعدی تأثیر می گذارد و بنابراین بر کیفیت محصول تأثیر می گذارد. بنابراین، در کار تحقیقاتی فناوری آلیاژ تیتانیوم قالب گیری تزریق پودر، تمرکز بر فناوری بایندر نیز کلید مشکل است. در این مقاله، وضعیت تحقیقاتی سیستم‌های مختلف بایندر برای قالب‌گیری تزریقی پودر آلیاژ تیتانیوم معرفی شده و اقدامات بهبودی برای مشکلات موجود پیشنهاد می‌شود.

برخی از آنها محصولات قالب گیری تزریقی فلز پودر آلیاژ تیتانیوم تولید شده توسط zhongweiprecision هستند

(الف) قطعات کاربردی مهندسی تهیه شده توسط آلمانی TJet: (ب) قطعات زیست پزشکی تهیه شده توسط آلمانی TJet: (ج) T{0}}A-7پیچ های استخوانی آلیاژ Nb: (د) رکاب مصنوعی CP Ti: ( ه) قاب عینک آلیاژ تیتانیوم؛ (و) کیف ساعت Ti-6AI-4V

2، برخی از پیشرفت های تحقیقاتی

فلز تیتانیوم فعالیت بالایی دارد و در دمای نزدیک به 400 درجه سانتیگراد مستعد کربن شدن، آمونیه شدن و اکسیداسیون است. ناخالصی هایی مانند کاربید تیتانیوم، آمونیات تیتانیوم و اکسید تیتانیوم تولید می شود که باعث کاهش چگالی نسبی تف جوشی و بدتر شدن خواص مکانیکی مواد می شود. در میان ناخالصی هایی مانند کربن، هیدروژن، اکسیژن و نیتروژن، معمولاً کنترل محتوای اکسیژن دشوارتر از سایر ناخالصی ها است. تأثیر محتوای اکسیژن (کسر جرمی) بر خواص مکانیکی آلیاژ تیتانیوم در شکل نشان داده شده است. با افزایش محتوای اکسیژن، استحکام آلیاژ تیتانیوم افزایش می یابد، اما انعطاف پذیری به طور قابل توجهی بدتر می شود. بنابراین، هنگام انتخاب بایندر برای قالب گیری تزریق پودر آلیاژ تیتانیوم باید سه نکته زیر را رعایت کرد:

0 سعی کنید از بارگیری پودر بالا برای بهبود دقت ابعادی محصولات اطمینان حاصل کنید.

② مواد تغذیه باید دارای سیالیت کافی باشد تا اطمینان حاصل شود که کل حفره می تواند به آرامی در طول تزریق پر شود.

③ اجزای چسب استفاده شده با مواد تیتانیوم بسیار فعال واکنش نمی دهند و تجزیه و حذف باقیمانده وجود ندارد.

در مرحله اولیه تحقیق، بیشتر بایندرهای مورد استفاده در قالب گیری تزریقی آلیاژ تیتانیوم پودری از سیستم چسباندن سایر فلزات پیروی می کردند. با تعمیق تحقیقات علمی، بایندرهای جدیدی مانند بایندرهای محلول در آب و پایه پلی استال ظاهر شدند. در حال حاضر، سیستم‌های چسبنده که به طور گسترده در قالب‌گیری تزریق پودر استفاده می‌شود، چسب‌های مبتنی بر موم ترموپلاستیک، چسب‌های مبتنی بر پلاستیک و چسب‌های مبتنی بر آب سازگار با محیط‌زیست هستند.

تأثیر محتوای اکسیژن بر خواص مکانیکی آلیاژهای تیتانیوم

3، نتیجه گیری و چشم انداز

گسترش بیشتر بازار کاربرد آلیاژ تیتانیوم قالب گیری تزریقی فلز با دو چالش مواجه است. اولاً، پودر تیتانیوم کروی با فناوری قالب گیری تزریق پودر نسبتاً بالغ هزینه بالایی دارد و استفاده از محصولات آن در زمینه های 3C و خودرو در مقیاس بزرگ دشوار است. مورد دیگر عدم وجود سیستم بایندر مناسب برای قالب گیری تزریقی پودر آلیاژ تیتانیوم است. ظهور پودر تیتانیوم هیدروژنه هیدروژنه باعث کاهش هزینه شد. در مقایسه با پودر تیتانیوم کروی، هزینه آن را می توان تا حدود 20 درصد کاهش داد. با این حال، اکثر سیستم های چسب مورد استفاده در قالب گیری تزریق پودر آلیاژهای تیتانیوم هنوز از فلزات دیگر استفاده می شوند و ویژگی های مواد آلیاژ تیتانیوم به طور کامل در نظر گرفته نشده است، بنابراین فرآیند تحقیق و توسعه زمانی در تنگنا قرار داشت. اگرچه سیستم بایندر آلیاژ تیتانیوم به طور مستقل در چین توسعه یافته است، محاصره فنی شرکت هایی مانند BASF را شکسته است، تحقیق و توسعه آن هنوز در مرحله آزمون و خطا در مقیاس بزرگ است به دلیل فقدان راهنمایی های نظری سیستماتیک و فرآیند عملی بودن هنوز نسبتا کند است. بر اساس وضعیت تحقیقاتی سیستم بایندر، نویسنده پیشنهاداتی را در مورد مشکلات موجود در قالب گیری تزریق پودر آلیاژ تیتانیوم در این مرحله برای مرجع محققین همان صنعت ارائه می دهد و به طور مشترک فرآیند صنعتی سازی آلیاژ تیتانیوم قالب گیری تزریقی پودر را ترویج می کند. .

(1) با توجه به دقت ابعادی پایین و انعطاف پذیری ضعیف محصولات آلیاژ تیتانیوم قالب‌گیری شده با پودر بایندر مبتنی بر موم، تحقیق در مورد جایگزینی جزئی اجزای PW توسط PEG می‌تواند عمیق‌تر شود. در مقایسه با PW، PEG دارای تخلخل بهتر و دمای تجزیه کمتر است، که برای افزایش ظرفیت بارگیری خوراک و کاهش محتوای ناخالصی در بیلت بدون چربی مفید است، بنابراین دقت ابعادی و خواص مکانیکی محصولات آلیاژ تیتانیوم را بهبود می بخشد.

(2) با توجه به این مشکل که POM، جزء اصلی بایندر مبتنی بر پلاستیک، به راحتی با پودر تیتانیوم هیدروژنه هیدروژنه کم‌هزینه و بسیار فعال واکنش نشان می‌دهد، ابتدا می‌توان از یک مخلوط کن اتمسفر ویژه برای آلیاژ تیتانیوم برای تهیه خوراک استفاده کرد. برای جداسازی اکسیژن و بهبود پایداری اکسیژن حرارتی POM؛ دوم، در تحقیق و توسعه سیستم بایندر جدید مبتنی بر پلاستیک. به بهینه سازی نسبت آنتی اکسیدان ها برای بهبود پایداری خوراک ادامه دهید

(3) به منظور حل این مشکل که بدن سبز هنگام تزریق بایندر مبتنی بر آب به راحتی نرم می شود، ابتدا می توان اجزای عامل اسکلت کم اکسیژن یا حتی بدون اکسیژن را اضافه کرد. افزایش قدرت تزریق سبز؛ دوم، ما می‌توانیم به تحقیق درباره وزن مولکولی PEG روی شکل‌پذیری و حفظ شکل خوراک مبتنی بر آب ادامه دهیم و وزن مولکولی PEG را با توجه به پیچیدگی شکل قطعات تزریق انتخاب کنیم.