التقدم البحثي لنظام الموثق سبائك التيتانيوم في صب حقن سبائك التيتانيوم

التقدم البحثي لنظام الموثق سبائك التيتانيوم في صب حقن سبائك التيتانيوم

مقدمة موجزة لتكنولوجيا صب حقن المسحوق

تم تطوير تقنية قولبة الحقن بالمسحوق على أساس تقنية تعدين المساحيق. بالاقتران مع تقنية حقن البلاستيك ، فإنه يحقق معدل استخدام المواد الخام بنسبة 100 بالمائة تقريبًا. إنها تقنية تشكيل قريبة من الشبكة. تكون عملية التشغيل العامة كما يلي: أولاً ، يتم خلط المسحوق والرابط المجهز وتحبيبهما لتحضير العلف الحبيبي ، ثم يتم تشكيل العلف في منتج أخضر ذو شكل معين على آلة التشكيل بالحقن ، ثم المنتج مع يتم الحصول على الأداء المطلوب من خلال إزالة الشحوم والتلبيد. مزايا صب حقن مسحوق سبائك التيتانيوم هي:

① يمكن أن تدرك التحضير الدُفعي لأجزاء الشكل المعقدة ثلاثية الأبعاد الصغيرة ؛

تكوين موحد ، هيكل جيد وخصائص ميكانيكية ممتازة ؛

من السهل إضافة عناصر صناعة السبائك لتحضير المواد المطلوبة ؛

④ من السهل التحكم في البنية المجهرية للمادة.

في عملية التشكيل بالحقن لمسحوق سبائك التيتانيوم ، يكون تصميم الرابط هو الرابط الأساسي ، وهو المسؤول عن جعل مسحوق سبائك التيتانيوم يكمل الحقن بسلاسة في حالة سائلة في عملية التشكيل بالحقن بأكملها ، ويمكنه الحفاظ على الشكل حتى مرحلة ما قبل التلبيد بعد تشكيل البليت الأخضر. ومع ذلك ، فقد أصبح الرابط المضاف أيضًا أحد أكثر مصادر الملوثات احتمالية في عملية القولبة بالحقن بأكملها. بالإضافة إلى ذلك ، فإن المحتوى العالي من الموثق سيقلل من تحميل المسحوق ، والذي لن يؤدي فقط إلى انهيار شكل الجسم بعد إزالة الشحوم والتشوه والتشقق والعيوب الأخرى ، ولكن أيضًا يزيد من انكماش التلبيد ، مما يقلل بشكل خطير من دقة حجم المنتج ؛ على الرغم من أن المادة الرابطة ذات المحتوى المنخفض يمكن أن تضمن تحميل مسحوق عالي ، إلا أنه من الصعب تحضير تغذية ذات سيولة جيدة وإكمال الحقن بسلاسة. إن ضمان التوازن بين محتوى الرابط وتحميل المسحوق يزيد بشكل كبير من صعوبة عملية بحث الموثق. يمكن ملاحظة أنه على الرغم من أن التركيب النهائي للمنتجات الملبدة لا يتم تحديده بواسطة المادة الرابطة ، فإن اختياره واستخدامه سيؤثر بشكل مباشر على عمليات إزالة الشحوم والتلبيد والعمليات الأخرى اللاحقة ، مما يؤثر على جودة المنتج. لذلك ، في العمل البحثي لتقنية صب حقن مسحوق التيتانيوم ، ينصب التركيز على تقنية الموثق ، ويتم استيعاب المشكلة الرئيسية. في هذا البحث ، تم تقديم حالة البحث لأنظمة الموثق المختلفة لقولبة مسحوق سبائك التيتانيوم ، وتم اقتراح إجراءات التحسين للمشكلات الحالية.

تنتج Qinhuangdao Zhongzhong منتجات سبائك التيتانيوم لقولبة الحقن بالمسحوق للأجزاء الدقيقة: (أ) أجزاء التطبيقات الهندسية التي أعدتها شركة TiJet الألمانية ؛ (ب) تقوم شركة TiJet الألمانية بإعداد الأجزاء الطبية الحيوية ؛ (ج) مسامير Ti ❑ 6Al ❑ 7Nb العظمية ؛ (د) الركائز الاصطناعية CP Ti ؛ (هـ) إطار نظارات من سبائك التيتانيوم ؛ (و) حالة حقيقية Ti 6Al ｜ 4V

تم تصميم إطار النظارات المصنوعة من سبائك التيتانيوم في الصين وتصنيعه بواسطة Zhongwei

بعض التقدم في البحث

معدن التيتانيوم له نشاط عالي. عندما تقترب درجة الحرارة من 400 درجة ، فمن السهل الكربنة والنتريد والأكسدة ، مما يؤدي إلى تكوين شوائب مثل كربيد التيتانيوم ونتريد التيتانيوم وأكسيد التيتانيوم ، مما يقلل من الكثافة النسبية للتلبيد ويزيد من سوء الخواص الميكانيكية للمواد. من بين الشوائب مثل الكربون والهيدروجين والأكسجين والنيتروجين ، عادة ما يكون التحكم في محتوى الأكسجين أكثر صعوبة من الشوائب الأخرى. يظهر تأثير محتوى الأكسجين (جزء الكتلة) على الخواص الميكانيكية لسبائك التيتانيوم في الشكل. مع زيادة محتوى الأكسجين ، تزداد قوة سبائك التيتانيوم ، لكن اللدونة تتدهور بشكل كبير. لذلك ، يجب تحقيق النقاط الثلاث التالية عند اختيار الموثق لسبائك التيتانيوم لقولبة المسحوق:

يجب ضمان التحميل العالي للمسحوق قدر الإمكان لتحسين دقة أبعاد المنتجات ؛

② يجب أن تحتوي مادة التغذية على سيولة كافية لضمان ملء التجويف بأكمله بسلاسة أثناء الحقن ؛

③ لا تتفاعل مكونات الرابطة المستخدمة مع مواد التيتانيوم عالية النشاط ، ولا يوجد تحلل وإزالة متبقية.

في المرحلة الأولى من البحث ، اتبعت معظم الروابط المستخدمة في قولبة حقن مسحوق سبائك التيتانيوم نظام الموثق للمعادن الأخرى. مع تعميق البحث العلمي ، ظهرت مواد رابطة جديدة مثل مواد رابطة قابلة للذوبان في الماء وأساس متعدد الأسيتال. في الوقت الحاضر ، فإن أنظمة الربط المستخدمة على نطاق واسع في سبائك التيتانيوم بالحقن هي مواد لاصقة أساسها شمع لدن بالحرارة ، ومواد لاصقة قائمة على البلاستيك ، ومواد لاصقة قائمة على الماء صديقة للبيئة.

تأثير محتوى الأكسجين على الخواص الميكانيكية لسبائك التيتانيوم

الخلاصة والتوقعات

يواجه التوسع الإضافي في سوق التطبيقات لسبائك التيتانيوم لقولبة مسحوق الحقن تحديين. أولاً ، مسحوق التيتانيوم الكروي بتكنولوجيا صب حقن المسحوق الناضجة نسبيًا له تكلفة عالية ، ومن الصعب استخدام منتجاته في 3 درجات مئوية وفي مجالات السيارات على نطاق واسع ؛ والآخر هو عدم وجود نظام موثق مناسب لتشكيل حقن مسحوق سبائك التيتانيوم. أدى ظهور مسحوق التيتانيوم المهدرج منزوع الهيدروجين إلى فجر خفض التكلفة. بالمقارنة مع مسحوق التيتانيوم الكروي ، يمكن تخفيض تكلفته إلى حوالي 20 بالمائة. ومع ذلك ، فإن معظم أنظمة الموثق المستخدمة في تشكيل سبائك التيتانيوم بالحقن لا تزال مستخدمة من معادن أخرى ، ولم يتم النظر في خصائص مواد سبائك التيتانيوم بشكل كامل ، لذلك كانت عملية البحث والتطوير في عنق الزجاجة مرة واحدة. على الرغم من أن نظام ربط سبائك التيتانيوم الذي تم تطويره بشكل مستقل في الصين قد كسر الحصار التقني لشركات مثل BASF ، إلا أن بحثه وتطويره لا يزال في مرحلة التجربة والخطأ على نطاق واسع بسبب الافتقار إلى التوجيه النظري المنتظم ، وعملية التطبيق العملي لا يزال بطيئا نسبيا. استنادًا إلى حالة البحث في نظام الموثق ، يقدم المؤلف بعض الاقتراحات حول المشكلات الحالية لصب مسحوق سبائك التيتانيوم في هذه المرحلة كمرجع للباحثين في نفس الصناعة ، ويعززون بشكل مشترك عملية تصنيع مسحوق حقن صب سبائك التيتانيوم .

(1) في ضوء دقة الأبعاد المنخفضة واللدونة الضعيفة لمنتجات سبائك التيتانيوم المصبوبة بالحقن على أساس الشمع ، يمكن تعميق البحث حول الاستبدال الجزئي لمكونات PW بواسطة PEG. مقارنةً بـ PW ، يتمتع PEG بقدرة أفضل على الترطيب ودرجة حرارة تحلل أقل ، مما يساعد على زيادة قدرة تحميل العلف وتقليل محتوى الشوائب في القضبان المزالة الشحوم ، وبالتالي تحسين دقة الأبعاد والخصائص الميكانيكية لمنتجات سبائك التيتانيوم.

(2) في ضوء المشكلة المتمثلة في أن POM ، المكون الرئيسي للموثق القائم على البلاستيك ، سهل التفاعل مع مسحوق تيتانيوم منزوع المهدرجة منخفض التكلفة وعالي الفعالية ، أولاً ، يمكن استخدام خلاط جو خاص لسبائك التيتانيوم لإعداد العلف لعزل الأكسجين وتحسين استقرار الأكسجين الحراري في POM ؛ ثانيًا ، في البحث والتطوير لنظام الموثق الجديد القائم على البلاستيك ، استمر في تحسين نسبة مضادات الأكسدة لتحسين استقرار العلف.

(3) في ضوء المشكلة التي تتمثل في سهولة تليين الجسم الأخضر المحقون بمادة لاصقة مائية ، أولاً ، يمكن تحسين قوة الجسم الأخضر عن طريق إضافة مكونات منخفضة من الأكسجين أو حتى مكونات هيكل عظمي خالية من الأكسجين ؛ ثانيًا ، يمكننا الاستمرار في تعميق البحث عن الوزن الجزيئي لـ PEG حول قابلية التشكيل والاحتفاظ بالشكل للتغذية القائمة على الماء ، واختيار الوزن الجزيئي لـ PEG وفقًا لتعقيد شكل أجزاء الحقن.