השפעת תהליך סינטר הזרקת אבקת טיטניום על הביצועים

אבקת מתכת מרוסנתנַקבּוּבִיהחומרים עשויים מאבקות מתכת או סגסוגת כחומרי גלם והם נוצרים ומוסננים בטמפרטורות גבוהות. הם חומרים נקבוביים עם מבנה קשיח.

תהליך ייצור: סינון - כבישה איזוסטטית - סינטר בטמפרטורה גבוהה ואקום

מאפיינים מבניים: החומר מכיל מספר רב של נקבוביות מחוברות או מחוברות למחצה. מבנה הנקבוביות נוצר על ידי ערימת חלקיקי אבקה רגילים ולא סדירים. ניתן להתאים את גודל ופיזור הנקבוביות ואת גודל הנקבוביות בהתאם לשילוב גודל חלקיקי האבקה ותהליך ההכנה. לענות על צרכי הלקוח בפועל.

יתרונות המוצר: חדירות טובה, גודל נקבוביות ונקבוביות ניתנים לשליטה, צורה יציבה, דיוק סינון גבוה, עמידות בפני שחיקה, תכונות מכניות טובות, מוליכות תרמית טובה, עמידות בחום ופיזור חום, וניתן לשטוף בחזרה ולהשתמש בו מספר פעמים.

מאפיינים פונקציונליים של חומרים נקבוביים סינטרים טיטניום:

1. 1) קוטר נקבוביות אחיד, נקבוביות יציבות ויעילות הפרדה גבוהה.

1. 2) נקבוביות גבוהה, עמידות קטנה לסינון ויעילות חדירה גבוהה.

1. 3) יציבות כימית טובה, עמידות בפני קורוזיה חומצה ואלקלי, ותכונות נוגדות חמצון.

1. 4) המבנה המורפולוגי יציב, לא נופלים חלקיקים ועומד בדרישות של היגיינת מזון ו-GMP פרמצבטי.

1. 5) תכונות מכניות טובות, הפרש לחץ נמוך וקצב זרימה גדול.

1. 6) יש לו יכולת אנטי-מיקרוביאלית חזקה ואינו יוצר אינטראקציה עם מיקרואורגניזמים.

1. 7) ניתן לשחזר אותו באינטרנט, קל לניקוי ובעל חיי שירות ארוכים.

1. 8) תאימות ביולוגית מעולה, ניתן לשימוש נרחב בתעשיות ביולוגיות, מזון, תרופות ורפואה.

1. 9) ביצועים מצוינים של מיגון גלים אלקטרומגנטיים.

1. 10) מאפייני שיכוך טובים ועמידות בפני פגיעות.

סינטרה היא אחד התהליכים החשובים ביותר בתהליך MIM. זה לא רק מסיר את שאריות הקלסר אלא גם מבטל את הנקבוביות בין חלקיקי האבקה, מה שהופך אתמוצר MIMצפוף לחלוטין או צפוף כמעט לחלוטין. הסינטר של טיטניוםסגסוגת דורשת טמפרטורה גבוהה. איכות הסביבה, תהליך הסינטר צריך להיות מוגן בגז ארגון ככל האפשר. זמן הסינטרינג בבדיקה זו מוגדר לשמור על הטמפרטורה קבועה למשך 120 דקות, והטמפרטורה המקסימלית היא 1220℃, 1240℃, 1250℃, 1270℃ ו-1290℃ בהתאמה עבור חלקים מצוירים וחלקים עגולים TC4. חלקי צורה מסוננים.

תהליך סינטר של חלקי מתיחה TC4

תהליך סינטר של חלקים עגולים

מתהליך הסינטר של חלקים מעגליים ניתן לראות באופן גס שכאשר TC4 נמשך 120 דקות, ניתן לקבל ציפוף גבוה יותר ב-1250°C, והצפיפות יורדת מעט ככל שהטמפרטורה עולה. הסיבה לכך היא שגידול דגנים מתרחש בטמפרטורות גבוהות מדי. הפערים בין גבולות התבואה הופכים גם הם לגדולים יותר, מה שגורם גם לכך שעוצמת התפוקה של חלקי מתיחה סטנדרטיים נמוכה מ-1250 מעלות צלזיוס לאחר טמפרטורה גבוהה.

דיאגרמת TC4 מטאלוגרפית ב-1250℃

חלקים עגולים מרוסקים TC4

על מנת להבין את הקשר בין טמפרטורות שונות וזמני החזקה וצפיפות סינטר TC4, בחרנו 1240 מעלות צלזיוס, 1250 מעלות צלזיוס ו-1270 מעלות צלזיוס לביצוע הניסויים כפי שמוצג להלן. אווירת הסינטר הייתה כולה סביבת גז ארגון.

אווירת הסינטר היא ארגון

עיבוד וניתוח נתונים

על פי נתוני הצפיפות של המדגם לאחר סינטרה, לא קשה לראות שהצפיפות המתקבלת על ידי החזקת הטמפרטורה על 1250 מעלות צלזיוס למשך 120-180 דקות גבוהה מזו המתקבלת בתהליכים אחרים. בהתבסס על הקשר בין תהליך הסינטר של החלקים המצוירים ב-TC4 לבין החלקים העגולים של ה-TC4 המוטבעים, אנו גם מסיקים שהצפיפות גבוהה מזו המתקבלת בתהליכים אחרים. הצפיפות וחוזק התפוקה עקביים, כך שהצפיפות והמאפיינים המכניים המתקבלים על ידי החזקת הטמפרטורה על 1250 מעלות צלזיוס למשך 120 דקות ~ 180 דקות הם הגבוהים ביותר; הסיבה לכך היא שטמפרטורה גבוהה מדי וזמן החזקה קצר מדי אינם משפרים את תהליך הסינטר של סגסוגת טיטניום. גבישי סגסוגת טיטניום צפופים בצורה מיטבית. באופן דומה, טמפרטורה נמוכה ושימור חום לטווח ארוך יגרמו לצריכת אנרגיית הנעה של פני האבקה ברציפות עקב קצב הדיפוזיה האיטי של גבולות התבואה. במהלך תהליך התנועה והדיפוזיה של גבולות התבואה, לא ניתן להשיג חפיפה והחלקה טובה של סריג הקריסטל. בדרך זו, יש עדיין פערים מסוימים בפנים שלא ניתן לבטל, מה שהופך את זה לבלתי אפשרי להשיג ציפוף טוב יותר.

לסיכום

תהליך התיעוש של סגסוגת טיטניום MIM הוא מורכב, וישנם גורמים רבים המשפיעים על הצפיפות הסופית והתכונות המכניות של המוצר. בתנאים ניסיוניים אלה, לאחר שיקול מקיף של צפיפות המוצר והתכונות המכניות, השתמשנו בתנור מתכת ואקום גבוה של HP כדי לחטא ברציפות ב-1250 מעלות צלזיוס למשך 120 דקות. זה מאפשר ל-TC4 להיות בעל צפיפות גבוהה יותר ולקבל את חוזק התפוקה המקסימלי, מה שסוללת את הדרך לתיעוש של MIM-TC4.