การเผาผนึกไททาเนียม
ผลของการฉีดขึ้นรูปผงไททาเนียม กระบวนการเผาผนึก เกี่ยวกับประสิทธิภาพการทำงาน
ผงโลหะเผา มีรูพรุน วัสดุเหล่านี้ทำจากผงโลหะหรือโลหะผสมเป็นวัตถุดิบ และขึ้นรูปและเผาที่อุณหภูมิสูง เป็นวัสดุที่มีรูพรุนและมีโครงสร้างแข็ง
กระบวนการผลิต: การคัดกรอง - การอัดไอโซสแตติก - การเผาผนึกด้วยอุณหภูมิสูงแบบสุญญากาศ
ลักษณะโครงสร้าง: วัสดุนี้มีรูพรุนที่เชื่อมต่อกันหรือกึ่งเชื่อมต่อกันจำนวนมาก โครงสร้างรูพรุนเกิดจากการเรียงซ้อนของอนุภาคผงทั้งแบบปกติและแบบไม่สม่ำเสมอ ขนาดและการกระจายตัวของรูพรุน รวมถึงขนาดของรูพรุนสามารถปรับเปลี่ยนได้ตามการผสมและขั้นตอนการเตรียมอนุภาคผง ตอบสนองความต้องการที่แท้จริงของลูกค้า
ข้อดีของผลิตภัณฑ์: มีการซึมผ่านที่ดี ขนาดรูพรุนและรูพรุนที่ควบคุมได้ รูปร่างคงที่ ความแม่นยำในการกรองสูง ทนทานต่อการสึกหรอ คุณสมบัติทางกลที่ดี การนำความร้อนที่ดี ทนความร้อน และคุณสมบัติในการกระจายความร้อน และสามารถล้างย้อนกลับและใช้งานได้หลายครั้ง
ลักษณะการทำงานของวัสดุพรุนที่เผาด้วยไททาเนียม:
- 1) มีเส้นผ่านศูนย์กลางรูพรุนสม่ำเสมอ รูพรุนมีเสถียรภาพ และประสิทธิภาพการแยกสูง
- 2) มีรูพรุนสูง ความต้านทานการกรองต่ำ และประสิทธิภาพการแทรกซึมสูง
- 3) มีเสถียรภาพทางเคมีที่ดี ทนต่อการกัดกร่อนของกรดและด่าง และมีคุณสมบัติป้องกันการเกิดออกซิเดชัน
- 4) โครงสร้างทางสัณฐานวิทยามีเสถียรภาพ ไม่มีอนุภาคหลุดออก และเป็นไปตามข้อกำหนดด้านสุขอนามัยอาหารและ GMP ของยา
- 5) คุณสมบัติเชิงกลที่ดี ความแตกต่างของแรงดันต่ำ และอัตราการไหลขนาดใหญ่
- 6) มีคุณสมบัติต้านจุลินทรีย์ที่แข็งแกร่งและไม่ทำปฏิกิริยากับจุลินทรีย์
- 7) สามารถสร้างใหม่แบบออนไลน์ได้ ทำความสะอาดง่าย และมีอายุการใช้งานยาวนาน
- 8) มีความเข้ากันได้ทางชีวภาพดีเยี่ยม สามารถใช้ได้อย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมชีวภาพ อาหาร ยา และการแพทย์
- 9) ประสิทธิภาพการป้องกันคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ยอดเยี่ยม
- 10) คุณสมบัติการหน่วงและทนต่อแรงกระแทกที่ดี
การเผาผนึกเป็นหนึ่งในกระบวนการที่สำคัญที่สุดใน กระบวนการ MIMไม่เพียงแต่ขจัดสารยึดเกาะที่ตกค้าง แต่ยังขจัดรูพรุนระหว่างอนุภาคผงอีกด้วย ทำให้ ผลิตภัณฑ์ MIM หนาแน่นเต็มที่หรือเกือบจะหนาแน่นเต็มที่ การเผาผนึกของไททาเนียม โลหะผสมต้องการอุณหภูมิสูง ในสภาพแวดล้อมที่เหมาะสม กระบวนการเผาผนึกควรได้รับการปกป้องด้วยก๊าซอาร์กอนให้มากที่สุด เวลาในการเผาผนึกในการทดสอบนี้ถูกกำหนดให้รักษาอุณหภูมิให้คงที่เป็นเวลา 120 นาที และอุณหภูมิสูงสุดสำหรับชิ้นส่วนที่ดึงด้วย TC4 และชิ้นส่วนกลมคือ 1220°C, 1240°C, 1250°C, 1270°C และ 1290°C ตามลำดับ ชิ้นส่วนที่มีรูปร่างจะถูกเผาผนึก
กระบวนการเผาผนึกชิ้นส่วนแรงดึง TC4
กระบวนการเผาชิ้นส่วนวงกลม
จากกระบวนการเผาผนึกชิ้นส่วนทรงกลม จะเห็นได้คร่าวๆ ว่าเมื่อ TC4 อยู่นาน 120 นาที ความหนาแน่นจะเพิ่มขึ้นที่อุณหภูมิ 1250°C และความหนาแน่นจะลดลงเล็กน้อยเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น เนื่องจากการเติบโตของเกรนเกิดขึ้นที่อุณหภูมิสูงเกินไป ช่องว่างระหว่างขอบเกรนก็จะกว้างขึ้น ส่งผลให้ความแข็งแรงครากของชิ้นส่วนแรงดึงมาตรฐานต่ำกว่า 1250°C หลังจากอุณหภูมิสูง
แผนภาพโลหะวิทยา TC4 ที่ 1250℃
ชิ้นส่วนกลม TC4 เผา
เพื่อทำความเข้าใจความสัมพันธ์ระหว่างอุณหภูมิและเวลาการคงสภาพที่แตกต่างกันกับการเพิ่มความหนาแน่นของการเผา TC4 เราจึงเลือกอุณหภูมิ 1240°C, 1250°C และ 1270°C เพื่อทำการทดลองดังแสดงด้านล่าง บรรยากาศในการเผาเป็นสภาพแวดล้อมของก๊าซอาร์กอนทั้งหมด
บรรยากาศการเผาคืออาร์กอน
การประมวลผลและวิเคราะห์ข้อมูล
จากข้อมูลความหนาแน่นของตัวอย่างหลังจากการเผา พบว่าความหนาแน่นที่ได้จากการรักษาอุณหภูมิที่ 1250°C เป็นเวลา 120-180 นาทีนั้นสูงกว่าความหนาแน่นที่ได้จากกระบวนการอื่นๆ จากความสัมพันธ์ระหว่างกระบวนการเผาของชิ้นส่วนที่ดึงด้วย TC4 และชิ้นส่วนกลม TC4 ที่เผาแล้ว เราจึงสรุปได้ว่าความหนาแน่นสูงกว่าที่ได้จากกระบวนการอื่นๆ ความหนาแน่นและความแข็งแรงครากมีค่าคงที่ ดังนั้นความหนาแน่นและสมบัติเชิงกลที่ได้จากการรักษาอุณหภูมิที่ 1250°C เป็นเวลา 120-180 นาทีจึงสูงที่สุด เนื่องจากอุณหภูมิสูงเกินไปและระยะเวลาการคงสภาพที่สั้นเกินไปจะไม่ช่วยปรับปรุงกระบวนการเผาโลหะผสมไทเทเนียม ผลึกโลหะผสมไทเทเนียมมีความหนาแน่นที่เหมาะสมที่สุด ในทำนองเดียวกัน อุณหภูมิต่ำและการเก็บรักษาความร้อนในระยะยาวจะทำให้พลังงานขับเคลื่อนพื้นผิวผงถูกใช้อย่างต่อเนื่องเนื่องจากอัตราการแพร่กระจายของขอบเกรนที่ช้า ในระหว่างกระบวนการเคลื่อนที่และการแพร่กระจายของขอบเกรน ไม่สามารถบรรลุการเหลื่อมซ้อนและการเลื่อนตัวของโครงตาข่ายผลึกที่ดีได้ ด้วยวิธีนี้ยังคงมีช่องว่างบางส่วนภายในที่ไม่สามารถกำจัดออกได้ ทำให้ไม่สามารถทำให้มีความหนาแน่นที่ดีขึ้นได้
สรุปแล้ว
กระบวนการอุตสาหกรรมของโลหะผสมไทเทเนียม MIM มีความซับซ้อน และมีหลายปัจจัยที่ส่งผลต่อความหนาแน่นขั้นสุดท้ายและคุณสมบัติเชิงกลของผลิตภัณฑ์ ภายใต้เงื่อนไขการทดลองเหล่านี้ หลังจากพิจารณาความหนาแน่นและคุณสมบัติเชิงกลของผลิตภัณฑ์อย่างครอบคลุมแล้ว เราใช้เตาเผาโลหะสุญญากาศกำลังสูง HP เผาอย่างต่อเนื่องที่อุณหภูมิ 1,250°C เป็นเวลา 120 นาที วิธีนี้ช่วยให้ TC4 มีความหนาแน่นสูงขึ้นและได้ค่าความแข็งแรงครากสูงสุด ซึ่งนำไปสู่การพัฒนาอุตสาหกรรม MIM-TC4