AlMg1SiCu أجزاء حقن مسحوق المعادن مصبوب

وصف المنتج

بيانات البحث والتطوير

يتضمن قولبة حقن المعادن خلط مسحوق المعدن مع مادة رابطة لتشكيل مادة أولية. ثم يتم تشكيل هذا الخليط بالحقن باستخدام معدات تشكيل بالحقن مماثلة لتلك المستخدمة في صناعة البلاستيك. هذا يشكل "الجسم الأخضر". الجسم الأخضر لديه صلابة وقوة كافية ليتمكن من التعامل معه. ثم تتم معالجة الجسم الأخضر بشكل أكبر لإزالة الرابط وتلبيد جزيئات مسحوق المعدن لتشكيل المادة النهائية. تشتمل المجلدات عادةً على أكثر من مركب لدن بالحرارة ، ومواد بلاستيكية ، ومواد عضوية أخرى. من الناحية المثالية ، يكون الموثق منصهرًا أو سائلًا عند درجات حرارة القولبة بالحقن ولكنه يتصلب في القالب بينما يبرد الجسم الأخضر. يمكن تحويل المواد الخام إلى جزيئات صلبة ، على سبيل المثال عن طريق التحبيب. يمكن تخزين هذه الكريات وتغذيتها في آلة التشكيل بالحقن في وقت لاحق. تشتمل معدات القولبة بالحقن النموذجية على برغي مسخن أو بثق مع فوهة يتم من خلالها بثق الخليط إلى تجويف القالب. يتم تسخين الطارد للتأكد من أن المادة الرابطة في شكل سائل ، وعادة ما يتم التحكم في درجة حرارة الفوهة بعناية لضمان ظروف ثابتة. بشكل مناسب ، يتم التحكم أيضًا في درجة حرارة القالب بحيث تكون درجة الحرارة منخفضة بدرجة كافية لضمان أن الجسم الأخضر صلب عند إزالته من القالب. الجسم الأخضر أكبر من المادة النهائية لأن المادة اللاصقة قد تشغل جزءًا كبيرًا من الجسم الأخضر. تشمل المعالجة الإضافية للجسم الأخضر إزالة الموثق والتلبيد. يمكن إزالة الموثق بالكامل قبل التكلس. بدلاً من ذلك ، يمكن إزالة المادة الرابطة جزئيًا قبل خطوة التلبيد ، مع تحقيق الإزالة الكاملة للمادة الرابطة أثناء خطوة التلبيد. يمكن إزالة المادة الرابطة عن طريق إذابة المادة الرابطة بمذيب أو عن طريق تسخين الجسم الأخضر لإذابة المادة الرابطة و / أو تحللها و / أو تبخيرها. يمكن أيضًا استخدام إزالة المذيبات والإزالة الحرارية معًا. تتضمن خطوة التلبيد تسخين الجسم الأخضر لربط جزيئات المعدن الفردية معًا. التلبيد في إنتاج الأجزاء المقولبة بالحقن بالمسحوق المعدني AlMg1SiCu يشبه بشكل عام تلك المستخدمة في إنتاج الأجزاء المعدنية للمسحوق التقليدي. يستخدم الغلاف الجوي غير المؤكسد بشكل عام أثناء خطوة التلبيد لتجنب أكسدة المعدن. أثناء التلبيد في صب حقن المعادن ، يتكثف وينكمش الجسم المسامي المتبقي بعد إزالة المادة الرابطة. عادة ما يتم التحكم في درجة حرارة التلبيد وملف درجة الحرارة بإحكام للحفاظ على شكل المادة ومنع تشوه المادة أثناء التلبيد. وبهذه الطريقة ، يمكن استرداد مقالة الشكل الصافي من خطوة التلبيد. يعتبر قولبة الحقن المعدنية مناسبة لإنتاج سلع من أي معدن تقريبًا يمكن تحضيرها في شكل مسحوق مناسب. ومع ذلك ، من الصعب استخدام الألومنيوم في قولبة حقن المعادن لأن طبقة أكسيد الألومنيوم الملتصقة الموجودة دائمًا على سطح جسيمات الألومنيوم أو سبائك الألومنيوم تمنع التلبيد. تصف براءة الاختراع الأمريكية رقم 6761852 ، المخصصة لشركة Advanced Materials Technologies Pte Ltd ، عملية تشكيل المعادن بالحقن لتشكيل أجزاء من الألومنيوم وسبائكه. في هذه الطريقة ، يتم خلط مساحيق الألمنيوم أو سبائك الألومنيوم مع مساحيق تحتوي على مواد يقال أنها تشكل مواد سهلة الانصهار مع الألومينا ، مثل كربيد السيليكون أو فلوريد المعدن. ثم يتم خلط هذا المسحوق الهجين مع مادة رابطة ، ويتم تشكيله بالحقن ، وإزالة الرابط ، وتلبيده. في طريقة US6،761،852 ، يقال أن كربيد السيليكون أو فلوريد المعدن يشكلان خليط سهل الانصهار مع الألومينا الذي من المفترض أن يذيب الألومينا لتحقيق التلامس الحميم بين أسطح الألمنيوم أثناء التلبيد. لا يقدم مقدمو الطلبات أن حالة التقنية الصناعية السابقة التي تمت مناقشتها في هذه المواصفات تشكل جزءًا من المعرفة العامة العامة في أستراليا أو أي دولة أخرى. خلال هذه المواصفات ، ما لم ينص السياق على خلاف ذلك ، يجب النظر إلى المصطلح "يشتمل" وما يقابلها من معنى مفتوح.

ملخص الاختراع والهدف من الاختراع الحالي هو توفير طريقة قولبة بالحقن المعدني تجعل من الممكن إنتاج سلع من الألومنيوم وسبائك الألومنيوم ومركبات مصفوفة الألومنيوم. في جانب أول ، يوفر الاختراع الحالي طريقة لتشكيل مادة عن طريق تشكيل معدن بالحقن من الألومنيوم أو سبيكة الألومنيوم ، وتشتمل الطريقة المذكورة على خطوة * تشكيل مادة تشتمل على مسحوق ألومنيوم أو مسحوق سبيكة ألومنيوم أو كليهما وجزيئات خزفية اختياريًا ، خليط من مادة رابطة ومساعد تلبيد بما في ذلك معدن منخفض نقطة الانصهار ؛ صب الخليط بالحقن إزالة الموثق والتلبيد حيث يتم إجراء التلبيد في جو يحتوي على النيتروجين وفي وجود ماص للأكسجين. يمكن أن يشتمل جهاز جمع الأكسجين على أي معدن له تقارب أعلى للأكسجين من الألمنيوم. تتضمن بعض الأمثلة على المعادن المناسبة للاستخدام كممتصات للأكسجين الفلزات القلوية والمعادن الأرضية القلوية والمعادن الأرضية النادرة. إذا تم استخدام أكثر من معدن أرضي نادر كممتص للأكسجين ، فمن المفضل استخدام معدن أرضي نادر من مجموعة اللانثانيدات. المغنيسيوم هو المعدن المفضل للاستخدام كممتص للأكسجين لأنه يحتوي على ضغط بخار مرتفع ، ومتوفر بسهولة ، وغير مكلف نسبيًا. في بعض النماذج ، يمكن وضع ممتص كتلة أكسجين حول المادة التي يتم تلبيدها أثناء عملية التلبيد. في نماذج أخرى ، يمكن وضع ماص الأكسجين المسحوق حول أو فوق المادة التي يتم تلبيدها أثناء التلبيد. كخيار إضافي ، يمكن خلط ممتص الأكسجين مع سبائك الألومنيوم أو مسحوق الألمنيوم ، أو مع تغذية الخليط إلى معدات التشكيل بالحقن. في نموذج آخر ، يوجد ممتص الأكسجين كمكون من سبيكة مضافة إلى الخليط ، مثل مسحوق سبيكة مضاف إلى الخليط. على سبيل المثال ، يمكن إضافة أو دمج مساحيق السبائك المحتوية على الألومنيوم والمغنيسيوم (وربما مكونات أخرى) إلى الخليط. من أمثلة بعض السبائك التي يمكن دمجها في الخليط {{0}}. 9 أوزان. /. وزن Mg و Al -2. /. النحاس -9. 3 بالوزن /. ملغ -5. 4 وزن ن /. سي. دون الرغبة في التقيد بالنظرية ، يفترض المخترعون أن جامع الأكسجين يزيل أي أكسجين قد يكون موجودًا في الغلاف الجوي المحيط بالجزء أثناء التلبيد. يمكن أيضًا استخدام ماصات الأكسجين لتقليل الألومينا المحيطة بجزيئات الألومنيوم أو سبائك الألومنيوم. يساعد هذا في تكسير طبقة الألومينا المحيطة بالجسيمات ، مما يؤدي إلى تعريض المعدن الجديد وتلبيد جزيئات الألمنيوم أو سبائك الألومنيوم. كما ذكرنا سابقًا ، يعتبر المغنيسيوم ممتصًا مناسبًا للأكسجين. بالإضافة إلى كونه رخيصًا نسبيًا ، يحتوي المغنيسيوم أيضًا على ضغط بخار مرتفع. وهكذا ، أثناء خطوة التلبيد (التي تحدث عند درجة حرارة عالية) ، يمكن أن يحيط بخار المغنيسيوم المادة التي يتم تلبيدها. تضاف مساعدات التلبيد إلى الخليط قبل صب الخليط بالحقن. مساعدات التلبيد هي معادن ذات نقاط انصهار منخفضة. على سبيل المثال ، قد تكون المادة المساعدة على التلبيد عبارة عن معدن به نقطة انصهار أقل من تلك الموجودة في الألومنيوم. على نحو مفضل ، تشتمل المادة المساعدة على التلبيد على معدن منخفض نقطة الانصهار غير قابل للذوبان في الألومنيوم الصلب. تتضمن بعض الأمثلة على أدوات التلبيد المناسبة القصدير والرصاص والإنديوم والبزموت والأنتيمون. تم العثور على القصدير ليكون مناسبًا بشكل خاص للمساعدة في تلبيد الألومنيوم وسبائك الألومنيوم. لذلك ، القصدير هو مساعد تلبيد مفضل. القصدير هو مساعد التلبيد المفضل للاستخدام في الاختراع الحالي لأنه وجد أن القصدير يثبط تكوين نيتريد الألومنيوم أثناء التلبيد (وبالتالي تجنب تكوين نيتريد الألومنيوم الزائد الذي قد يؤثر سلبًا على خصائص المادة النهائية) ، و يتم أيضًا تغيير التوتر السطحي للألمنيوم المصهور ، مما يعزز التوزيع الجيد لمرحلة الألمنيوم السائل أثناء التلبيد. بناءً على الوزن الإجمالي للمسحوق المعدني ومساعد التلبيد ، لا تزيد الكمية المضافة من مساعد التلبيد عن 1 0 بالمائة من الوزن. على نحو مفضل ، تكون مادة التلبيد موجودة بكمية من 0. 1 في المائة إلى 1 0 في المائة بالوزن ، ويفضل أكثر 0. 5 في المائة إلى 3 في المائة بالوزن ، ويفضل أكثر عن 2 في المائة من الوزن. إذا تم استخدام القصدير كمساعد تلبيد ، فيمكن إضافته بمقدار 0. 1 بالمائة إلى 1 0 بالمائة من وزن الخليط ، ويفضل أكثر {{3 0} } .5 في المائة إلى 4 في المائة بالوزن ، ويفضل أكثر من 0.5 في المائة إلى 2.0 في المائة بالوزن. يذوب القصدير عند 232 درجة مئوية ، أي أقل بكثير من الألومنيوم (66 (TC) ، وليس له أي طور بين المعادن. القصدير غير قابل للذوبان في الألومنيوم الصلب مع أقصى درجة للذوبان الصلبة أقل من 0.15 في المائة. الألومنيوم قابل للامتزاج تمامًا مع القصدير السائل ، ويشكل الامتزاج بالإضافة إلى ذلك ، فإن التوتر السطحي للقصدير السائل أقل بكثير من التوتر السطحي للألمنيوم ، وقد أظهر المخترعون أن الكميات الضئيلة من القصدير يمكن أن تحسن خصائص الترطيب وسلوك تلبيد الألومنيوم. لهذه الأسباب ، يعتبر القصدير وسيلة تلبيد مفضلة بشكل خاص . يتم تنفيذ خطوة التلبيد في جو من النيتروجين. دون الرغبة في التقيد بالنظرية ، يفترض المخترعون أن تنفيذ خطوة التلبيد في جو النيتروجين يمكن أن يعزز تكوين نيتريد الألومنيوم. يفترض المخترعون أن تكون نيتريد الألومنيوم أثناء يمكن أن تساهم خطوة التلبيد في إتلاف أو تكسير فيلم أكسيد الألومنيوم الذي يحيط عادةً بجزيئات الألومنيوم أو سبائك الألومنيوم. كمساعد تلبيد يمكن أن يساعد أيضًا في التحكم في تكوين AlN ، حيث يمكن أن يكون فائض نيتريد الألومنيوم المتكون أثناء التلبيد ضارًا بخصائص المادة النهائية. إذا تم استخدام الألومنيوم عالي النقاء كمسحوق تغذية ، فقد وجد المخترعون أن تلبيد مسحوق الألمنيوم في جو من النيتروجين قد يؤدي إلى تحويل سريع للألمنيوم إلى نيتريد الألومنيوم. نظرًا لأنه يمكن تحويل الألومنيوم إلى نيتريد الألومنيوم في هذه الحالات بمعدل سريع ، فهناك خطر من أن يتم تحويل المادة بأكملها إلى نيتريد الألومنيوم. يمكن أن يحد استخدام القصدير كمساعد تلبيد من تكوين AlN الزائد في هذه الحالات. دون الرغبة في التقيد بالنظرية ، يفترض المخترعون أنه من خلال تكوين نيتريد الألومنيوم ، فإن جو النيتروجين يدمر فيلم أكسيد الألومنيوم على سطح جسيمات الألومنيوم أو سبائك الألومنيوم. ومن المفترض كذلك أن تدمير فيلم أكسيد الألومنيوم يجعل تلبيد الألومنيوم أو جسيمات سبائك الألومنيوم يحدث. يمكن أن يحتوي الغلاف الجوي الذي يقوم بخطوة التلبيد على محتوى مائي منخفض ، على سبيل المثال ، يمكن أن يحتوي على ضغط جزئي لبخار الماء أ أقل من 0.001 كيلو باسكال. قد تكون نقطة تكثف الغلاف الجوي المستخدمة في خطوة التلبيد أقل من -60 درجة ، ويفضل أن تكون أقل من -70 درجة. عند استخدام المغنيسيوم كممتص للأكسجين ، فإنه يتفاعل مع الأكسجين والماء ، وبالتالي يقلل محتوى الماء في الغلاف الجوي. يعتبر أن بخار الماء ضار للغاية بتلبيد الألومنيوم. الغلاف الجوي عبارة عن جو يحتوي على النيتروجين. يمكن أن يكون الغلاف الجوي من النيتروجين بشكل أساسي. يمكن أن يكون الغلاف الجوي 100٪ نيتروجين. قد يشتمل الغلاف الجوي أيضًا على غاز خامل. قد يشكل الغاز الخامل جزءًا صغيرًا من الغلاف الجوي. قد يكون الغلاف الجوي خاليًا بشكل كبير من الأكسجين والهيدروجين. في هذا الصدد ، فإن الغاز الذي يتم توفيره في الغلاف الجوي أثناء التلبيد يكون خاليًا بشكل مناسب من الأكسجين أو الهيدروجين. قد تكون المادة الرابطة المستخدمة في الاختراع الحالي أي تركيبة رابطة أو رابطة معروفة بأنها مناسبة كمادة رابطة في قولبة حقن المعدن. كما هو معروف لأولئك المهرة في المجال ، الترابط عادة ما يكون الرابط مكونًا عضويًا أو خليطًا من مكونين عضويين أو أكثر. يفضل أن يشتمل الرابط على مكون لدن بالحرارة يمكّن المادة الرابطة من الذوبان عند تطبيق الحرارة. يجب أن يكون الموثق خامًا أيضًا بعد صب الحقن. يوفر الجسم قوة كافية للسماح بالتعامل مع الجسم الأخضر. على نحو مفضل ، يمكن إزالة المادة الرابطة من الجسم الأخضر بطريقة تحافظ على سلامة الجسم الأخضر أثناء إزالة المادة الرابطة. ويفضل ، بعد الإزالة ، أن المادة اللاصقة لا تترك أي بقايا. يمكن صنع الموثق من أكثر من مادتين. يمكن اختيار المادتين أو أكثر التي تشكل الرابط بحيث يمكن إزالتها بالتتابع من الجسم الأخضر. بهذه الطريقة ، يكون من الأسهل تحقيق التحكم في المادة اللاصقة ، فهو يسهل الاحتفاظ بسلامة شكل الجسم الأخضر أثناء عملية إزالة المادة اللاصقة. في هذا الصدد ، ينبغي إدراك أنه إذا تمت إزالة الرابط بسرعة كبيرة ، فإن خطر فقدان الجسم الأخضر لشكله يزداد. يمكن إزالة المادة الرابطة باستخدام واحدة أو أكثر من التقنيات المعروفة لإزالة المادة الرابطة في قولبة الحقن المعدنية. على سبيل المثال ، يمكن إزالة المادة الرابطة عن طريق الإذابة في مذيب ، عن طريق المعالجة الحرارية لإذابة المادة الرابطة ، أو تبخرها ، أو تحللها ، أو عن طريق الإزالة الحفزية ، أو بفعل شعري. يمكن استخدام أكثر من طريقتين لإزالة الرابط في مرحلة إزالة الرابط. على سبيل المثال ، قد تتضمن الخطوة الأولى في إزالة المادة الرابطة الاستخلاص بالمذيب متبوعًا بالإزالة الحرارية للمادة الرابطة المتبقية. سوف يفهم أولئك المهرة في الفن أنه يمكن استخدام مجموعة واسعة من مواد الربط. تشمل بعض الأمثلة البوليمرات العضوية مثل حامض دهني ، والشموع ، والبارافينات والبولي إيثيلين. دون الرغبة في أن تكون محدودة بأي شكل من الأشكال ، استخدم المخترعون مواد رابطة بما في ذلك حمض دهني وشمع زيت النخيل والبولي إيثيلين عالي الكثافة في العمل التجريبي المتعلق بالاختراع الحالي. تتضمن خطوة التلبيد المستخدمة في الاختراع الحالي تسخين الجسم الأخضر إلى درجة حرارة يتم فيها فصل الألومنيوم أو سبائك الألومنيوم لتشكيل جسم كثيف. يفضل أن تشتمل خطوة التلبيد على التسخين إلى درجة حرارة من حوالي 550 درجة إلى حوالي 650 درجة ، ويفضل أكثر من 590 درجة إلى 640 درجة ، ويفضل 610 درجة إلى 630 درجة. يمكن أن تختلف أوقات التكلس. بشكل عام ، لدرجات حرارة التلبيد العالية ، استخدم أوقات تلبيد أقصر. بشكل أساسي ، يجب أن يكون وقت التلبيد طويلًا بما يكفي لضمان حدوث أقصى تكثيف للمادة. لقد وجد أن ما لا يزيد عن ساعتين من التلبيد عند درجة حرارة من 620 درجة إلى 630 درجة يوفر مرضًا. ومع ذلك ، يشمل الاختراع الحالي أوقات تلبيد أطول وأوقات تلبيد أقصر. عادة ما يتم التحكم في معدل التسخين والملف الحراري المستخدم في خطوة التلبيد بإحكام في عمليات صب حقن المعادن للحصول على الخصائص المثلى في المقالة النهائية. يمكن لأولئك المهرة في المجال بسهولة فهم كيفية تحديد معدل التسخين المناسب وتوزيع درجة الحرارة المستخدمة في خطوة التلبيد. طريقة الاختراع الحالي قابلة للتطبيق على معدن الألمنيوم وسبائك الألومنيوم. يمكن استخدام أي سبائك ألمنيوم في الاختراع الحالي ، بما في ذلك سبائك الألومنيوم سلسلة 1000 ، سلسلة 2000 ، سلسلة 3000 ، سلسلة 4000 ، سلسلة 5000 ، سلسلة 6000 ، سلسلة 7000 وسلسلة 8000. يمكن خلط جزيئات السيراميك مع مسحوق الألمنيوم أو سبائك الألومنيوم لإنتاج مركبات مصفوفة معدنية من الألومنيوم. تستخدم جزيئات السيراميك لتحسين أو التحكم في خصائص المنتجات الملبدة.قد تشمل هذه الخصائص ، على سبيل المثال لا الحصر ، مقاومة التآكل أو الصلابة أو معامل التمدد الحراري. تتضمن الأمثلة غير المحدودة للمواد الخزفية النموذجية SiC و Al2O3 و AlN و SiO2 و BN و TiB2. يمكن استخدامها في معدات التشكيل بالحقن المعدنية المعروفة. نفذ طريقة الاختراع الحالي. يختبر تجسيد محدد العديد من السبائك وتكوين المسحوق ، وحجم الجسيمات وشكل الجسيمات. D5 () هو مسحوق كروي AA6061 من 10 مساءً ويفضل القصدير الكروي بقطر الجسيمات ＜ 45pm. تشتمل المواد الخام لقولبة المعادن بالحقن على نظام رابط من 6061 مسحوق يحتوي 2 في المائة بوزن القصدير و 3 في المائة بالوزن من حامض دهني ، و 52 في المائة بوزن شمع زيت النخيل و 45 في المائة بالوزن من البولي إيثيلين عالي الكثافة. تم خلط المواد الخام عند 165 درجة لمدة 180 دقيقة. بعد التحبيب ، تم صب المواد الخام بالحقن في قضبان مسحوبة قياسية باستخدام آلة التشكيل Arburg. تم إجراء فصل المذيبات في n-hexane عند 40 درجة لمدة 24 ساعة. تم دمج ما تبقى من إزالة وتلبيد الموثق في فرن أنبوب مغلق. الجو المفضل هو تدفق نيتروجين عالي النقاء يبلغ 1 لتر / دقيقة. يتم عرض ملف تعريف الحرارة المستخدم في العمل التجريبي في الجدول 1. تم وضع قضبان المغنيسيوم حول المادة أثناء التلبيد. تم إجراء اختبارات الشد على المادة الملبدة. مقياس الامتداد الطول 25 مم وسرعة التقاطع 0.6 مم / دقيقة. يتم قياس صلابة روكويل (HRH) للأسطح العلوية والسفلية باستخدام كرة فولاذية 1/8 بوصة وحمل 60 كجم.

The large variation in hardness may be due to the high porosity level. When the sintering time increased to 2 hours, the density and hardness increased to 94.9±0.3% and 66.9±2.9, respectively. However, further increasing the sintering temperature to 630"C did not significantly increase the density and hardness. The density at this condition was 95.3 ± 0.3%, and the hardness was 69.0 ± 0.9. Typical stress/strain of the parts sintered under various conditions The curves are plotted in Figure 4. The part sintered at 620"C for 2 hours had the best mechanical properties with a 0.2% yield strength of 58 MPa, a tensile strength of 156 MPa and an elongation at break of 8.9%. The tensile properties of the parts sintered at 630°C were slightly lower than this, although the density was higher. This may be due to the coarsening of the microstructure at the higher sintering temperature. For the parts sintered at 620°C for 1 hour , low density produces poor mechanical properties. The tensile strength is 98MPa and the strain is 1.7%. Optical micrographs show that the grain size remains at about the original particle size and is smaller than 20pm. Backscattered electron images show a tin-rich phase ( In the electron image white control, in the optical image black control) distribution and size. Do not see obvious hole. Further embodiment prepares various percentages-325 mesh elemental magnesium powder or pre-alloyed powder rich in magnesium, and Mixed into the raw material. The raw material is then compacted into a 25.4mm diameter disc using a thermoforming machine. The disc is sintered in nitrogen without magnesium nuggets in the furnace. Before sintering the disc containing the pre-alloyed powder, the The furnace was run under vacuum at 680°C for 4 hours to remove any magnesium residues in the furnace. The parts were loaded into steel crucibles with loose lids to minimize the effect of air flow. Results The addition of elemental magnesium had an effect on the sintered density The effect is shown in Figure 6. It was found that the highest sintered density of ~94% was obtained with 1.0 wt.% Mg. At 0.5 wt.% Mg, the oxygen was not sufficiently absorbed and the part deformed due to the porous surface layer. Weight % elemental magnesium powder is added in the raw material to cause low sintered density (80%) due to nitriding. For safety considerations, it is not preferred to add elemental magnesium powder to the raw material. Yet, add magnesium in the form of pre-alloyed powder Some disadvantages of elemental powder can be overcome by adding to the raw material.Example - Addition of AlMg powder to the raw material The composition obtained from Aluminum Powder Company is Al-2 wt./oCu-9.3 wt%Mg-5.4 wt./Si and Al-7.9 wt. ./oMg pre-alloyed powder.Al-2 weight./oCu-9.3 weight n/.Mg-5.4 weight n/.The average particle diameter of Si powder is about 25|im, Al-7.9 weight./.Mg powder The average particle size is about 40 μm. Both have regular particle shapes. Al-2 weight./. Cu-9.3 weight y. Mg-5.4 weight./. The solid phase temperature of Si is about 540°C, which is at 600. C is completely liquefied. The solidus temperature of Al-7.9 wt% Mg is about 540°C, which is completely liquefied at 620°C. Figure 7 shows the results for these alloys as well as alloy AA6061 and for AA6061+7.5wt./.Al-2wt %0>9.3 وزن بالمائة Mg -5. 4wtn /. مخاليط ، محتوى سائل كدالة لدرجة الحرارة. لقد وجد أن التلبيد AA6061 زائد 7.5 بالمائة Al -2 بالوزن /. النحاس عند 610 درجة في النيتروجين - 9. 3 بالوزن /. ملغ - 5. 4 بالوزن ام اس اي بلس 2 بالوزن /. ينتج خليط المواد الخام لمدة ساعتين جزءًا بدون تشويه وبكثافة نظرية 97 بالمائة. مثال - تم استخدام القصدير كمساعدات تلبيد في Sn العام كمساعد تلبيد فعال لسبائك الألومنيوم المضغوطة أو غير المضغوطة والمنتجات المضغوطة التي تنتجها النماذج الأولية السريعة. أظهر المخترعون أن القصدير يلعب دورًا مهمًا في تلبيد المسحوق السائب ومنتجات الألمنيوم المضغوط المصبوب بالحقن بالمسحوق. ومع ذلك ، سيبقى القصدير عند حدود الحبوب بعد التلبيد لأن القصدير غير قابل للذوبان عمليًا في الألومنيوم الصلب. سوف يؤدي القصدير الزائد إلى تدهور الخصائص الميكانيكية ، وخاصة الليونة ، وهو أمر مرغوب فيه للغاية لسبائك الألومنيوم المحضرة من المساحيق. الأجزاء المنحلة (الأجزاء البنية) من منتجات الألمنيوم المضغوط المصبوب بالحقن بالمسحوق لها كثافة نسبية تبلغ 85 بالمائة فقط. بعد إزالة المادة اللاصقة البوليمرية ، توجد قنوات مفتوحة في الجزء المسامي منزوع النفوذ الذي يربط أسطح الأجزاء. تحتوي المساحيق السائبة المسننة على كثافة نسبية تبلغ 40-60 بالمائة فقط ، ويمكن أن تشكل المسام المتصلة قنوات مفتوحة على السطح. مطلوب كمية كبيرة من السوائل لإغلاق هذه القنوات. في المثال السابق ، وجدنا أن 4 في المائة من القصدير يسهل تلبيد مسحوق الألمنيوم النقي المضغوط بشكل غير محكم ؛ إضافة 2 في المائة من القصدير عزز تلبيد المنتجات المضغوطة AA6061 المصبوبة بالحقن بالمسحوق. في هذا المثال ، قللنا كمية القصدير المضافة مع الحفاظ على حجم السائل عن طريق إضافة بعض مسحوق الألمنيوم المسبوك. تساعد إضافة كميات كبيرة من المسحوق المخلوط مسبقًا في زيادة محتوى السبائك في الجزء الملبد وزيادة قوتها. قد يساعد تقليل محتوى القصدير في تحسين الليونة. بهذه الطريقة ، يمكن تحسين الخصائص الميكانيكية لنظام السبيكة بشكل أكبر. قصدير عنصري (<43pm) was used as a sintering aid to reinforce the pre-alloyed Al-2wt%Cu-9.3wt. /. Mg-5.4 weight Q/. Liquid phase sintering of fine AA6061 powder (<20 microns) of Si powder (<30 iim). According to AA6061+X weight n/. Sn+Y weight. /. Al-2 weight. /. Cu-9.3 wt% Mg-5.4 wt. /. For the formulation of Si, the various powders were mixed in a Turbula mixer for 30 minutes. The mixed powder was poured into an alumina crucible, tapped and closed with aluminum foil. Then, they were sintered in a steel tube furnace at different temperatures for 2 hours under a nitrogen flow of 0.5 L/min. The sintered density was obtained by the Archimedes method and converted into a percentage of the theoretical density (TDM) for each alloy. Polished samples were used for optical and scanning electron microscopy (SEM). Figure 8 shows that the sintered density of AA6061+X weight MSn loose powder increases with the increase of sintering temperature. For 2 weight n/. The density of the Sn alloy system increases at 580°C, and for 1 wt./. The density of the Sn system increases at 590°C. The addition of tin significantly enhances sintering, and much higher sintering densities are obtained for alloys containing tin. Alloys containing 1.0 or 2.0 wt% tin have a sintered density above ~95% over the sintering temperature range of 600630°C. Only 83%, 88% and 93% sintered densities were obtained. For liquid phase sintering, liquid volume is one of the most critical factors for densification and part shape retention. Al-Sn alloy systems are controlled by temperature, aluminum alloy composition and tin content The liquid volume of . Figure 7 shows the effect of temperature on the liquid volume fraction for the tested alloys. The data were calculated using ThermoCalc. The addition of tin was not considered. For AA6061+xwt./.Al-2wt./.Cu- 9.3 wt. Q/.Mg-5.4 wt. MSi alloy, calculated based on the final total alloy content.Pre-alloyed Al-2 wt.°/.Cu-9.3 wt./.Mg-5.4 wt./.The solid phase point of Si powder is 582°C, it is completely liquefied at 604°C. Therefore, this alloy, if sintered alone, is very difficult to control during processing because of the narrow melting range. However, the liquid with high magnesium content formed early can be purged from the sintering furnace Oxygen, and helps to seal the open channels in the loose powder before severe oxidation usually begins at about 58060 (TC). Figure 9 shows the addition of 0%, 2.5% and 7.5% Pre-alloyed Al-2 wt. /. Cu-9.3 wt. /. Mg-5.4 wt. /. AA6061 + 0.5 wt. of Si powder. /. Sintered density of Sn loose powder. Because of increased liquid volume, AA6061 + 0.5 wt. /. The sintered density of Sn increases steadily with temperature up to 630°C. Al-2 weight is melted at a sintering temperature of 600°C for a 2.5% by weight addition and 590°C for a 7.5% by weight addition. /. Cu - 9.3 wt. /. Mg - 5.4 wt. /. Si powder gives a drastic increase in density of the liquid. However, for AA6061 + 0.5 wt. /. Sn + 7.5 wt. /. Al - 2 wt. / oCu -9.3 wt./. Mg -5.4 wt. 0/. Si alloy system, after peaking at 610°C, excess liquid soon leads to density reduction at 620°C. Density reduction may be due to early formation inside the part The reason for the gas of the clamping liquid. Adding 2.5% by weight of pre-alloyed Al-2 wt./. Cu-9.3 wt./. Mg-5.4 wt./. Si powder helps to maintain in the temperature range of 600620°C The density plateau of 97°/.Density begins to reduce under 630 ℃. Those skilled in the art can It is understood that the invention is capable of variations and modifications other than those specifically described. It is to be understood that the present invention includes all changes and modifications which fall within its spirit and scope.

طلب حقوق

1. طريقة لتشكيل سلعة عن طريق تشكيل معدن بالحقن من الألومنيوم أو سبيكة الألومنيوم ، الطريقة المذكورة تشتمل على خطوات تشكيل مادة تشتمل على مسحوق ألومنيوم أو مسحوق سبيكة ألومنيوم أو كليهما وجزيئات خزفية اختياريًا ، مادة رابطة وتشتمل على خليط من التلبيد مساعدات للمعادن منخفضة الانصهار ؛ • حقن صب الخليط. • إزالة الموثق المذكور. و • تلبيد؛ حيث يتم إجراء التلبيد المذكور في جو يحتوي على النيتروجين وفي وجود ممتص للأكسجين.

2. الطريقة وفقًا لعنصر الحماية 1 ، حيث يشتمل ممتص الأكسجين على معدن به تقارب أعلى للأكسجين من الألومنيوم.

3. الطريقة وفقًا لعنصر الحماية 2 ، حيث يتم اختيار ممتص الأكسجين من المجموعة المكونة من معادن قلوية ومعادن أرضية قلوية ومعادن أرضية نادرة.

4. الطريقة وفقًا لعنصر الحماية 3 ، حيث يكون ممتص الأكسجين عبارة عن مغنيسيوم.

5. الطريقة وفقاً لعنصر الحماية 1 ، حيث يتم وضع ممتص الأوكسجين السائب حول المنتج الملبد أثناء التلبيد ، أو يتم وضع جامع الأكسجين المسحوق حول أو فوق المنتج الملبد أثناء التلبيد ، أو يمتص عامل الأكسجين يخلط مع الألومنيوم أو الألومنيوم سبيكة مسحوق ، أو مع الخليط المضاف إلى معدات القولبة بالحقن ، أو ماص الأكسجين موجود كمكون من السبيكة المضافة إلى الخليط.

6. الطريقة وفقاً لعنصر الحماية 1 ، حيث تكون المادة المساعدة على التلبيد عبارة عن معدن به نقطة انصهار أقل من تلك الخاصة بالألمنيوم وغير قابل للذوبان في الألومنيوم الصلب.

7. طريقة عنصر الحماية 6 ، حيث تشتمل مساعدات التلبيد على القصدير.

8. الطريقة وفقًا لعنصر الحماية 1 ، حيث توجد مادة التلبيد بكمية لا تزيد عن 10 في المائة بالوزن ، بناءً على الوزن الإجمالي لمسحوق المعدن ومساعد التلبيد.

9. الطريقة وفقًا لعنصر الحماية 8 ، حيث توجد مساعدات التلبيد بكمية تتراوح من 0. 1٪ إلى 10٪ بالوزن.

1 0. الطريقة وفقًا لعنصر الحماية 8 ، حيث توجد مادة التلبيد بمقدار 0.5 في المائة إلى 3 في المائة بالوزن.

11. الطريقة وفقًا لعنصر الحماية 1 ، حيث يحتوي الغلاف الجوي الذي يتم فيه تنفيذ خطوة التلبيد على محتوى ماء منخفض ، حيث يكون الضغط الجزئي لبخار الماء أقل من 0 .001 كيلو باسكال.

.12 الطريقة وفقًا لعنصر الحماية 1 ، حيث يشتمل الرابط على مكون لدن بالحرارة قادر على التسبب في ذوبان المادة اللاصقة عند تطبيق الحرارة.

13. الطريقة وفقًا لعنصر الحماية 1 ، حيث يتم صنع الرابط من مادتين أو أكثر ، ويتم اختيار المواد بحيث يتم إزالتها بالتتابع من الجسم الأخضر.

.14 ​​الطريقة وفقاً لعنصر الحماية 1 ، حيث يتم إزالة المادة الرابطة عن طريق إذابة المادة الرابطة في مذيب ، أو صهرها ، أو تبخيرها ، أو تحللها عن طريق المعالجة الحرارية ، أو الإزالة الحفزية ، أو بفعل شعري.

.15 الطريقة وفقًا لعنصر الحماية 14 ، حيث يتم استخدام طريقتين أو أكثر من تقنيات إزالة المادة الرابطة لإزالة المادة الرابطة.

.16 الطريقة وفقاً لعنصر الحماية 1 ، حيث يشتمل اللاصق على حمض دهني ، وشمع زيت النخيل ، وبولي إيثيلين عالي الكثافة.

.17 الطريقة وفقًا لعنصر الحماية 1 ، حيث تشتمل خطوة التلبيد على تسخين الجسم الأخضر إلى درجة حرارة يتم فيها تقطيع الألومنيوم أو سبائك الألومنيوم لتشكيل جسم كثيف.

.18 الطريقة وفقاً لعنصر الحماية 17 ، حيث تتراوح درجة الحرارة من حوالي 550 درجة إلى حوالي 650 درجة.

19. الطريقة وفقًا لعنصر الحماية 1 ، حيث يشتمل الخليط على جسيمات خزفية منتقاة من المجموعة المكونة من SiC ، Al2O3 ، AlN ، SiO2 ، BN ، و TiB2.

20. الطريقة وفقًا لعنصر الحماية 1 ، حيث يشتمل الغلاف الجوي على نيتروجين أو خليط من رقائق نيتروجين وغاز خامل.

21- الطريقة وفقاً لعنصر الحماية 1 ، حيث يكون الغلاف الجوي خاليًا إلى حد كبير من الأكسجين أو الهيدروجين. الخلاصة الكاملة يتعلق الاختراع الحالي بقولبة حقن المعادن.

على وجه الخصوص ، يتعلق الاختراع الحالي بطريقة تشكيل سلعة من أجزاء مقولبة من مسحوق معدن AlMg1SiCu عن طريق قولبة حقن معدن من الألومنيوم أو سبيكة الألومنيوم ، وتشتمل الطريقة المذكورة على خطوات تشكيل مادة تحتوي على مسحوق ألومنيوم أو مسحوق سبيكة ألومنيوم أو كليهما و اختياريًا يوجد خليط من جزيئات السيراميك ، مادة رابطة ومساعدات تلبيد تشتمل على معدن منخفض الانصهار ؛ صب الخليط بالحقن إزالة الموثق لتشكيل جسم أخضر ؛ تلبيد الجسم الأخضر في جو يحتوي على النيتروجين وفي وجود ماص للأكسجين. يتم التلبيد في وجود.

عملية صب حقن المعادن

أنظمة الكشف