اثر قالب گیری تزریقی پودر تیتانیوم فرآیند پخت روی عملکرد

پودر فلزی متخلخل متخلخل موادی که از پودرهای فلزی یا آلیاژی به عنوان مواد اولیه ساخته شده و در دماهای بالا شکل داده و تف جوشی می‌شوند. آن‌ها موادی متخلخل با ساختار سفت و سخت هستند.

فرآیند تولید: غربالگری - پرس ایزواستاتیک - تف جوشی در دمای بالا در خلاء

ویژگی‌های ساختاری: این ماده حاوی تعداد زیادی منافذ متصل یا نیمه متصل است. ساختار منافذ با روی هم قرار گرفتن ذرات پودر منظم و نامنظم تشکیل می‌شود. اندازه و توزیع منافذ و اندازه تخلخل را می‌توان با توجه به ترکیب اندازه ذرات پودر و فرآیند آماده‌سازی تنظیم کرد. نیازهای واقعی مشتری را برآورده می‌کند.

مزایای محصول: نفوذپذیری خوب، اندازه منافذ و خلل و فرج قابل کنترل، شکل پایدار، دقت بالای فیلتراسیون، مقاومت در برابر سایش، خواص مکانیکی خوب، رسانایی حرارتی خوب، مقاومت در برابر حرارت و خواص اتلاف حرارت، و قابلیت شستشوی معکوس و استفاده چندین باره.

ویژگی‌های عملکردی مواد متخلخل متخلخل تیتانیومی:

1. ۱) قطر منافذ یکنواخت، منافذ پایدار و راندمان جداسازی بالا.

1. 2) تخلخل بالا، مقاومت فیلتراسیون کم و راندمان نفوذ بالا.

1. ۳) پایداری شیمیایی خوب، مقاومت در برابر خوردگی اسیدی و قلیایی و خواص ضد اکسیداسیون.

1. ۴) ساختار مورفولوژیکی پایدار است، هیچ ذره‌ای نمی‌ریزد و الزامات بهداشت مواد غذایی و GMP دارویی را برآورده می‌کند.

1. ۵) خواص مکانیکی خوب، اختلاف فشار کم و سرعت جریان زیاد.

1. ۶) توانایی ضد میکروبی قوی دارد و با میکروارگانیسم‌ها تداخل ندارد.

1. ۷) می‌توان آن را به صورت آنلاین بازسازی کرد، به راحتی تمیز می‌شود و عمر طولانی دارد.

1. 8) زیست سازگاری عالی، می‌تواند به طور گسترده در صنایع بیولوژیکی، غذایی، دارویی و پزشکی مورد استفاده قرار گیرد.

1. 9) عملکرد عالی در محافظت از امواج الکترومغناطیسی.

1. ۱۰) ویژگی‌های میرایی خوب و مقاومت در برابر ضربه.

زینترینگ یکی از مهمترین فرآیندها در ... فرآیند MIMاین نه تنها چسب باقیمانده را از بین می‌برد، بلکه منافذ بین ذرات پودر را نیز از بین می‌برد و باعث می‌شود محصول MIM کاملاً متراکم یا تقریباً کاملاً متراکم. پخت تیتانیوم آلیاژ به دمای بالایی نیاز دارد. محیط، فرآیند تفجوشی باید تا حد امکان با گاز آرگون محافظت شود. زمان تفجوشی در این آزمایش به گونه‌ای تنظیم شده است که دما به مدت ۱۲۰ دقیقه ثابت بماند و حداکثر دما برای قطعات کشیده شده TC4 و قطعات گرد به ترتیب ۱۲۲۰، ۱۲۴۰، ۱۲۵۰، ۱۲۷۰ و ۱۲۹۰ درجه سانتیگراد است. قطعات شکل‌دار تفجوشی می‌شوند.

فرآیند زینترینگ قطعات کششی TC4

فرآیند تف جوشی قطعات دایره‌ای

از فرآیند تف‌جوشی قطعات دایره‌ای، می‌توان تقریباً مشاهده کرد که وقتی TC4 به مدت ۱۲۰ دقیقه ادامه می‌یابد، می‌توان در دمای ۱۲۵۰ درجه سانتیگراد به تراکم بالاتری دست یافت و با افزایش دما، تراکم کمی کاهش می‌یابد. دلیل این امر این است که رشد دانه در دماهای بسیار بالا رخ می‌دهد. شکاف بین مرزدانه‌ها نیز بزرگتر می‌شود که منجر به کاهش استحکام تسلیم قطعات کششی استاندارد پس از دمای بالا نسبت به ۱۲۵۰ درجه سانتیگراد می‌شود.

نمودار متالوگرافی TC4 در دمای ۱۲۵۰ درجه سانتیگراد

قطعات گرد TC4 متخلخل

به منظور درک رابطه بین دماها و زمان‌های نگهداری مختلف و تراکم تفجوشی TC4، ما دماهای 1240 درجه سانتی‌گراد، 1250 درجه سانتی‌گراد و 1270 درجه سانتی‌گراد را برای انجام آزمایش‌ها مطابق شکل زیر انتخاب کردیم. اتمسفر تفجوشی، تماماً محیط گاز آرگون بود.

اتمسفر زینترینگ آرگون است

پردازش و تحلیل داده‌ها

با توجه به داده‌های چگالی نمونه پس از تفجوشی، مشاهده این موضوع که چگالی به‌دست‌آمده با نگه‌داشتن دما در دمای ۱۲۵۰ درجه سانتی‌گراد به مدت ۱۲۰ تا ۱۸۰ دقیقه بیشتر از چگالی به‌دست‌آمده توسط سایر فرآیندها است، دشوار نیست. بر اساس رابطه بین فرآیند تفجوشی قطعات کشیده‌شده با TC4 و قطعات گرد تفجوشی‌شده با TC4، همچنین نتیجه می‌گیریم که چگالی بیشتر از چگالی به‌دست‌آمده توسط سایر فرآیندها است. تراکم و استحکام تسلیم ثابت هستند، بنابراین تراکم و خواص مکانیکی به‌دست‌آمده با نگه‌داشتن دما در دمای ۱۲۵۰ درجه سانتی‌گراد به مدت ۱۲۰ تا ۱۸۰ دقیقه بالاترین مقدار را دارند. این به این دلیل است که دمای خیلی بالا و زمان نگهداری خیلی کوتاه، فرآیند تفجوشی آلیاژ تیتانیوم را بهبود نمی‌بخشد. کریستال‌های آلیاژ تیتانیوم به طور بهینه متراکم می‌شوند. به طور مشابه، دمای پایین و حفظ حرارت طولانی‌مدت باعث می‌شود که انرژی محرک سطح پودر به دلیل سرعت انتشار آهسته مرزهای دانه، به‌طور مداوم مصرف شود. در طول فرآیند حرکت و انتشار مرزهای دانه، همپوشانی و لغزش خوب شبکه کریستالی قابل دستیابی نیست. به این ترتیب، هنوز شکاف‌های خاصی در داخل وجود دارد که نمی‌توان آنها را از بین برد و دستیابی به تراکم بهتر را غیرممکن می‌سازد.

در نتیجه

فرآیند صنعتی‌سازی آلیاژ تیتانیوم MIM پیچیده است و عوامل زیادی وجود دارند که بر تراکم نهایی و خواص مکانیکی محصول تأثیر می‌گذارند. تحت این شرایط آزمایشگاهی، پس از بررسی جامع چگالی محصول و خواص مکانیکی، ما از یک کوره فلزی با خلاء بالا HP برای پخت مداوم در دمای 1250 درجه سانتیگراد به مدت 120 دقیقه استفاده کردیم. این امر به TC4 اجازه می‌دهد تا چگالی بالاتری داشته باشد و حداکثر استحکام تسلیم را به دست آورد و راه را برای صنعتی‌سازی MIM-TC4 هموار کند.