Rhannau Chwistrelliad Metel Pen Golff Alloy Titaniwm

Gall technoleg mowldio chwistrellu metel titaniwm a thitaniwm aloi (MIM) wireddu'r paratoi ar raddfa fawr a chost isel o gynhyrchion titaniwm siâp cymhleth bach a chanolig, sydd o arwyddocâd mawr ar gyfer hyrwyddo cynhyrchu a chymhwyso titaniwm ac aloi titaniwm. cynnyrch. Mae Qinhuangdao Zhongwei Precision Machinery Co, Ltd yn gasgliad o fowldio chwistrellu metel aloi copr, mowldio chwistrellu metel sy'n seiliedig ar haearn, mowldio chwistrellu metel dur di-staen, mowldio chwistrellu metel aloi alwminiwm, mowldio chwistrellu metel aloi nicel, pigiad metel aloi cobalt mowldio, mowldio chwistrellu metel aloi twngsten Mae menter uwch-dechnoleg gynhwysfawr sy'n integreiddio ymchwil a datblygu, cynhyrchu a gwerthu mowldio chwistrellu, rhannau pigiad metel pen golff aloi Titaniwm, mowldio chwistrellu metel carbid wedi'i smentio, a rhannau strwythurol meteleg powdr.

Cynnyrch Desysgrif

1. Safonau gweithredu: mae'r cwmni'n gweithredu ardystiad ISO9001, ISO14001, IATF16949 yn llym

Mae'r cynhyrchion wedi pasio ardystiad ROHS, FDA EU, ac ati.

2. Safonau deunydd cynnyrch: ISO, GB, ASTM, SAE, EN, DIN, BS, AMS, JIS, ASME, DMS, TOCT, GB

3. Prif brosesau: mowldio chwistrellu metel MIM, meteleg powdwr PM, castio buddsoddiad, alwminiwm marw-castio,

4. Deunyddiau sydd ar gael ar gyfer meteleg powdr:

Gellir addasu aloion copr, seiliau haearn, aloion titaniwm, sylfeini dur di-staen, aloion alwminiwm, aloion nicel, aloion cobalt, aloion twngsten, carbidau sment, aloion hydroxy, deunyddiau magnetig meddal ac argraffu 3D yn unol â gofynion y cwsmer.

Ymchwil a Chymhwyso

Mae'r broses mowldio chwistrellu powdr metel fel arfer yn cynnwys nifer o brosesau sylfaenol megis paratoi deunydd chwistrellu, mowldio chwistrellu, dadbondio, sinterio ac ôl-brosesu angenrheidiol.

Fel y dangosir yn Ffigur 1, mae'r powdr metel a'r cydrannau rhwymwr organig yn cael eu cymysgu, eu tylino a'u gronynnu i baratoi deunydd pigiad, ac yna caiff y deunydd chwistrellu ei chwistrellu i'r mowld ar dymheredd a phwysau penodol, ac ar ôl oeri, caiff ei ddymchwel i cael deunydd pigiad penodol. Mae corff gwyrdd y cynnyrch siâp wedyn yn destun proses debonding i gael gwared ar yr holl gydrannau organig ac eithrio'r powdr metel a gynhwysir yn y corff gwyrdd i ddod yn gorff debonded, ac yn olaf sintered i gael aloi Titaniwm golff pen rhannau pigiad metel ag eiddo a ddymunir.

Mae technoleg mowldio chwistrellu powdr metel yn sylweddoli'r cyfuniad organig o fowldio chwistrellu a thechnoleg meteleg powdwr traddodiadol, yn goresgyn cost uchel y broses beiriannu, siâp syml y broses fowldio draddodiadol, effeithlonrwydd cynhyrchu isel y broses wasgu a growtio isostatig, a'r broses castio draddodiadol . Mae anfanteision llawer o ddiffygion a chywirdeb goddefgarwch isel wedi hyrwyddo cynhyrchu a chymhwyso cynhyrchion aloi titaniwm a thitaniwm yn fawr (fel y dangosir yn Ffigur 2).

Ffig.1 Siart llif o ditaniwm a aloion titaniwm a weithgynhyrchir gan MIM

Ffig.2 Cymwysiadau titaniwm a aloion titaniwm a weithgynhyrchir gan MIM

Mae'r canlynol yn cyflwyno nodweddion a manteision rhannau pigiad metel pen golff aloi Titaniwm, ac yn crynhoi cynnydd ymchwil titaniwm a thechnoleg mowldio chwistrellu powdr metel aloi titaniwm o ddeunyddiau crai powdr, systemau rhwymwr a ddefnyddir yn gyffredin, mowldio chwistrellu, dadbondio a sintering. Mae'r prif broblemau'n bodoli, a dadansoddir cyfeiriad ymchwil mowldio chwistrellu powdr metel titaniwm a thitaniwm aloi.

1. Statws ymchwil titaniwm a aloi titaniwm mowldio chwistrellu powdr metel

Mae astudiaethau wedi dangos bod dwysedd cymharol, cynnwys amhuredd, elfennau aloi a microstrwythur yn effeithio'n fawr ar briodweddau mecanyddol, ymwrthedd cyrydiad a phriodweddau biofeddygol titaniwm a chynhyrchion mowldio chwistrellu aloi titaniwm.

Ar ôl i'r cynnyrch mowldio chwistrellu gael ei sintro, mae ei ddwysedd cymharol tua 95 y cant, a bydd cyfran benodol o fandyllau gweddilliol.

Bydd y mandyllau gweddilliol hyn yn dod yn ffynhonnell craciau pan fydd y sampl wedi torri, ac yn cael effaith fawr ar briodweddau mecanyddol y deunydd fel cryfder tynnol, hydwythedd, caledwch torri asgwrn a chryfder blinder. Felly, po uchaf yw dwysedd cymharol titaniwm a chynhyrchion mowldio chwistrellu aloi titaniwm, Mae ei briodweddau mecanyddol yn well.

Bydd elfennau amhuredd fel ocsigen, carbon, nitrogen, hydrogen, ac ati, yn enwedig ocsigen, yn cynyddu cryfder cynnyrch, cryfder tynnol a chaledwch y deunydd, ac yn lleihau'r hydwythedd. Mae elfennau amhuredd yn cael eu diddymu yn y titaniwm matrics ar y tymheredd sintering. Gan nad oes asiant lleihau effeithiol, mae'n anodd rheoli elfennau amhuredd aloion titaniwm a thitaniwm yn ystod y broses sintro. maint.

Gall microstrwythur aloion titaniwm a thitaniwm, gan gynnwys maint grawn a chyfansoddiad cyfnod ar ôl sintro, effeithio ar briodweddau mecanyddol y deunydd. Gyda'i gilydd, mae gan ddeunyddiau aloi titaniwm a thitaniwm wedi'u mowldio â chwistrelliad â pherfformiad rhagorol ddwysedd uwch, cynnwys amhuredd isel (cynnwys ocsigen fel arfer), cyfansoddiad aloi priodol, grawn mân a llai o ddiffygion yn ystod dwysáu.

1.1 Powdwr deunyddiau crai

Mae dewis deunyddiau crai powdr yn gam pwysig yn y broses mowldio chwistrellu powdr titaniwm. Mae dosbarthiad maint gronynnau a morffoleg y powdr yn effeithio'n uniongyrchol ar lif a ffurfadwyedd y deunydd pigiad, cadw siâp y corff gwyrdd yn ystod dadbondio a'r crebachu yn ystod sintro.

Ar hyn o bryd, mae'r dulliau paratoi powdr aloi titaniwm a thitaniwm a ddefnyddir yn gyffredin yn cynnwys dull mecanyddol a dull atomization.

Yn gyffredinol, mae siâp y powdr a geir trwy felin fecanyddol (fel melino pêl, melino pêl droi, melino pêl dirgryniad ynni uchel a melino jet, ac ati) yn afreolaidd neu'n onglog.

Proses dehydrogenization hydrogenation (HDH) yw manteisio ar embrittlement amlwg titaniwm ar ôl amsugno hydrogen, ei falu trwy malu mecanyddol neu falurio jet, ac yna'n cael ei ddadhydradu i gael powdr titaniwm siâp afreolaidd, fel y dangosir yn Ffigur 3 (a) a ddangosir. . Gellir cynnal dulliau atomization (fel atomization nwy anadweithiol, atomization electrod cylchdroi trawst plasma, ac atomization nwy toddi ymsefydlu electrod) mewn awyrgylch hollol anadweithiol i gynnal purdeb uchel o bowdr amrwd, gan arwain at siâp sfferig a dosbarthiad maint gronynnau Mae'n eithaf llydan ac mae ganddo briodweddau pacio da, fel y dangosir yn Ffig. 3(b).

Yn ogystal, yn wahanol i dechnoleg cynhyrchu powdr dur, mae powdr titaniwm gyda maint gronynnau mân yn fwy anodd ei gynhyrchu. Wrth i faint y gronynnau leihau, mae'r arwynebedd arwyneb penodol yn cynyddu, ac mae cynnwys elfennau amhuredd hefyd yn cynyddu.

Fel arfer, mae maint gronynnau powdr titaniwm a ddefnyddir yn MIM yn llai na 45 μm. Pan fydd maint gronynnau'r powdr yn rhy fawr, mae'r ffenomen gwahanu powdr-rhwymwr yn debygol o ddigwydd yn ystod y broses chwistrellu, gan arwain at ddiffygion. Mae angen ei ystyried yn llawn wrth ddylunio cyfansoddiad deunydd chwistrellu a dylunio llwydni.

Ffig.3 HDH (a) a nwy atomized (b) powdr titaniwm a ddefnyddir mewn MIM

1.2 Rhwymwr

Mae'r rhwymwr yn gludwr sy'n bodoli fesul cam trwy gydol y broses mowldio chwistrellu. Ei brif swyddogaeth yw gwneud y powdr yn llenwi'r mowld yn unffurf mewn cyflwr hylif, ffurfio'r siâp a ddymunir, a'i gynnal tan y cam cyn-sintering.

Yn y broses fowldio chwistrellu, dylai'r rhwymwr fod â'r nodweddion canlynol: pwynt toddi isel, gwlybedd da i ronynnau powdr a halltu cyflym, sy'n gyfleus ar gyfer paratoi deunyddiau chwistrellu; hylifedd da ar dymheredd pigiad; ar ôl mowldio Gellir ei dynnu'n hawdd o'r corff gwyrdd, ac mae llai o sylweddau gweddilliol, ac nid yw'r cynhyrchion dadelfennu yn wenwynig ac nad ydynt yn cyrydol.

Yn gyffredinol, mae'r gydran rhwymwr yn cynnwys o leiaf cydran gynradd ac elfen eilaidd:

Defnyddir y brif gydran i wlychu'r gronynnau powdr metel a darparu'r hylifedd angenrheidiol, tra bod y gydran eilaidd yn sicrhau bod gan y corff pigiad ddigon o gryfder yn ystod y broses chwistrellu ac ar ôl tynnu'r prif gydran rhwymwr.

Yn y rhan fwyaf o achosion, mae gan y system rhwymwr drydedd gydran, fel syrffactydd, i wella'r cydnawsedd rhwng y powdr metel a'r polymer.

Yn ôl prif gydrannau'r cydrannau gludiog, gellir rhannu'r systemau gludiog a ddefnyddir yn gyffredin yn systemau sy'n seiliedig ar gwyr, systemau cyfansawdd aromatig, systemau polyoxymethylene, a systemau dŵr.

1.2.1 Glud sy'n seiliedig ar gwyr

Mae cwyrau a ddefnyddir yn gyffredin ar gyfer rhwymwyr system sy'n seiliedig ar gwyr yn cynnwys sawl polymer cadwyn fer fel paraffin, cwyr gwenyn, a chwyr palmwydd. Mae ganddynt ymdoddbwyntiau isel, gwlybaniaeth dda, cadwyni moleciwlaidd byr, a gludedd isel, ac mae eu newidiadau cyfaint yn llai na pholymerau eraill pan fyddant yn cael eu dadelfennu. , sy'n fuddiol i sicrhau cywirdeb dimensiwn y cynnyrch.

Y cydrannau eilaidd a ddefnyddir yn gyffredin o systemau sy'n seiliedig ar gwyr yw polypropylen, polyethylen, copolymer asetad ethylene-finyl a methacrylate polymethyl polymethyl pwysau uchel, ac ati Yn ogystal â rhwymwr cwyr ac asgwrn cefn, mae Asiantau gweithredol arwyneb, megis asid stearig, yn cael eu defnyddio i gwella'r cydnawsedd rhwng powdr a pholymer.

Y system rhwymwr cynharaf yn seiliedig ar gwyr a adroddwyd yn y llenyddiaeth oedd Kaneko et al. gan ddefnyddio paraffin-poly-n-butyl methacrylate-ethylen finyl asetad ffthalate copolymer-dibutyl fel rhwymwr i gymysgu â phowdr titaniwm i baratoi deunyddiau chwistrellu. , llwytho powdr o 56 y cant, a'i sintro ar 1300 gradd a 1.3 Pa ar ôl dadbondio. Mae gan y sampl sintered a gafwyd ddwysedd cymharol o 94 y cant a chryfder cywasgol o 1000 MPa, ond nid oes ganddo bron unrhyw hydwythedd oherwydd cynnwys amhuredd rhy uchel.

astudiodd broses dadbondio dau gam sy'n cyfuno dadbondio gwactod a dadbondio atmosffer argon, a leihaodd yn sylweddol y cynnwys carbon ac ocsigen yn y rhannau sintered.

Mae Guo et al. disodli rhan o'r paraffin gyda glycol polyethylen gyda gwlybadwyedd gwell, datblygodd system rhwymwr asid paraffin-polyethylen glycol-polyethylen-polypropylen-stearig, a'i ddefnyddio yn y mowldio chwistrellu o ditaniwm pur ac aloi titaniwm-alwminiwm-fanadiwm, y rhannau sintered yn cadw siâp da ac amrywiadau dimensiwn bach. Oherwydd y gostyngiad mewn cynnwys ocsigen a charbon, mae'r perfformiad hefyd wedi gwella'n fawr, a cheir perfformiad gwell.

Yn ogystal, mae rhai ymchwilwyr yn defnyddio cwyr palmwydd i ddisodli paraffin ac olew palmwydd yn rhannol i ddisodli paraffin yn llwyr [14] ar gyfer systemau rhwymwr sy'n seiliedig ar gwyr, ac mae'r effaith ffurfio hefyd yn dda iawn, ond oherwydd bod yr elfen ocsigen sydd wedi'i chynnwys mewn cwyr palmwydd ei hun hefyd Ffynhonnell ocsigen, felly mae cynnwys carbon ac ocsigen y cynnyrch terfynol ychydig yn uwch, ac nid yw'r priodweddau mecanyddol cystal â'r system paraffin.

Cynigiodd Friederici et al y system rhwymwr gorau sy'n seiliedig ar gwyr a adroddwyd yn y llenyddiaeth. . Yn ystod yr arbrawf, addaswyd cymarebau paraffin, polyethylen dwysedd isel ac asid stearig i ffurfio pedair cymarebau rhwymwr. Trwy brosesau ffurfio, dadbondio a sintro gwahanol ddeunyddiau chwistrellu, cafwyd samplau â dwysedd cymharol o 98.1 y cant a chyfansoddiad cemegol sy'n bodloni titaniwm pur eilaidd.

Mae system rhwymwr sy'n seiliedig ar gwyr mewn sefyllfa bwysig mewn mowldio chwistrellu, ond oherwydd bod y system rhwymwr sy'n seiliedig ar gwyr yn defnyddio toddyddion organig ar gyfer dadbondio toddyddion ac mae ganddi effeithlonrwydd diseimio isel, mae ymchwilwyr yn parhau i arloesi ar y sail hon a datblygu gludyddion newydd. system asiant.

1.2.2 Gludyddion cyfansawdd aromatig

Gellir hydoddi cyfansoddion aromatig (fel naphthalene, anthracene, ac ati) ar dymheredd isel iawn. O dan amodau gwasgedd isel, gellir eu trawsnewid yn uniongyrchol o solidau i nwyon trwy sychdarthiad ar dymheredd is na'u pwynt toddi. Defnyddir cyfansoddion aromatig fel rhwymwyr. Gall gwahanu wella effeithlonrwydd y broses dadbondio yn fawr.

Mae Weil et al. defnyddio cyfansoddion aromatig mewn mowldio chwistrellu powdr titaniwm. Yn ei ymchwil, paratowyd aloion titaniwm-alwminiwm-fanadiwm trwchus ac aloion titaniwm-alwminiwm-fanadiwm mandyllog gan ddefnyddio naphthalene, 1 y cant o asid stearig a 3 y cant -12 y cant o gopolymerau asetad finyl ethylene fel rhwymwyr.

Yn ystod yr arbrawf, gan fod naphthalene wedi'i arswydo'n uniongyrchol i nwy a'i ollwng, ni ymddangosodd unrhyw gyfnod hylif yn ystod y broses ddadbondio, ac ni newidiodd cyfaint y sampl, ac yn wahanol i ddiraddiad toddyddion, roedd yr egni arwyneb a oedd yn gysylltiedig â'r dull sychdarthiad yn isel, a oedd yn golygu cyffredin diseimio diffygion megis anffurfiad. , gellir osgoi cracio, ac ati, yn olaf cafodd yr arbrawf ddwysedd cymharol y sampl sintered 96.6 y cant, ac ni chynyddodd y cynnwys carbon.

Er bod y system rhwymwr wedi cyflawni perfformiad cynnyrch rhagorol, mae'r cyfansoddion aromatig yn y system yn dal i gael effaith ar yr amgylchedd ac iechyd corfforol, ac nid ydynt wedi cael eu dilyn gan ymchwil a chymwysiadau ar raddfa fawr.

1.2.3 gludiog sy'n seiliedig ar POM

Defnyddiwyd polyoxymethylene gyntaf yn y system gludiog gan Celanese Corp ym 1984, ac yna ei ddatblygu gan BASF, a oedd yn ei gwneud hi'n bosibl i'r cydrannau gludiog gynnwys dim cwyr a chydrannau pwysau moleciwlaidd bach.

Polyoxymethylene yw prif gydran y system rhwymwr, ac mae polyethylen (PE) yn cael ei ychwanegu'n raddol fel rhwymwr sgerbwd yn y broses ddatblygu ddiweddarach.

Yn seiliedig ar y system rhwymwr hon, mae BASF ar hyn o bryd yn ffurfio cyfansoddion mowldio chwistrellu sy'n cwmpasu ystod eang o ddeunyddiau gan gynnwys duroedd aloi isel, duroedd di-staen, dur offer, aloion titaniwm a thitaniwm a serameg.

Nodwedd ryfeddol polyoxymethylene yw ei fod yn fwy sensitif i adweithyddion asidig ac yn dueddol o ddadelfennu asid. Felly, trwy drin y corff gwyrdd mewn awyrgylch asidig yn is na'i dymheredd meddalu, mae'r polyoxymethylene mewn cyflwr solet, sy'n osgoi diffygion megis craciau ac ehangu a achosir gan ferwi cydrannau'r rhwymwr, ac mae ganddo anffurfiad bach a chadw siâp da . Rheoli maint manwl gywir.

Yn ogystal, oherwydd y gyfradd tryledu fawr, o gymharu â dulliau diseimio eraill, mae'r gyfradd diseimio yn uwch, a all gyrraedd 10 gwaith cyfradd debonding toddyddion traddodiadol, tra'n caniatáu debonding maint mwy trwchus.

Er bod gan y system gludiog sy'n seiliedig ar POM lawer o'r manteision uchod, mae ganddo lawer o anfanteision hefyd.

Mae'r anwedd asid nitrig cyrydol yn aml yn cael ei ddefnyddio fel catalydd yn y broses dadbondio catalytig. Ar y naill law, gall polyoxymethylene ddadelfennu yn ystod y camau paratoi cyn-chwistrellu a mowldio chwistrellu, gan arwain at fformaldehyd gwenwynig iawn, ac mae angen llosgi'r cynhyrchion dadelfennu mewn dau gam. Ar y llaw arall, mae'r awyrgylch asidig sy'n chwarae rôl catalytig yn fwy cyrydol i'r offer ac mae angen mwy o fuddsoddiad.

1.2.4 Gludyddion seiliedig ar ddŵr

Mae'r toddyddion dadbondio (fel heptane a hecsan) neu gynhyrchion dadelfennu'r cydrannau rhwymwr (monomerau aromatig a fformaldehyd) a ddefnyddir yn y systemau rhwymwr uchod yn fwy neu'n llai niweidiol i'r amgylchedd a gweithredwyr. Felly, mae'n arwyddocaol iawn datblygu system rhwymwr gan ddefnyddio toddyddion sy'n gyfeillgar i'r amgylchedd.

Mae systemau rhwymwyr presennol sy'n gyfeillgar i'r amgylchedd yn defnyddio dŵr fel y toddydd dadbondio.

Yn ôl gwahanol rolau dŵr wrth baratoi deunyddiau chwistrellu, gellir rhannu systemau rhwymwr o'r fath yn ddau fath: yn seiliedig ar gel ac nad yw'n seiliedig ar gel.

Polymer a ddefnyddir yn gyffredin ar gyfer systemau nad ydynt yn seiliedig ar gel yw polyethylen glycol, sydd â gwell priodweddau ac sy'n rhad ac ar gael yn rhwydd. Gellir tynnu glycolau polyethylen pwysau moleciwlaidd isel yn gyflym a bron yn gyfan gwbl ar 60 gradd, ac mae pwysau moleciwlaidd glycolau polyethylen a ddefnyddir yn gyffredin yn amrywio o 500 i 2000. Y rhwymwr asgwrn cefn a ddefnyddir yn gyffredin yw methacrylate polymethyl gyda phwysau moleciwlaidd o 10,000.

defnyddio cydran rhwymwr sy'n hydoddi mewn dŵr o asid polyethylen glycol-polymethyl methacrylate-stearig ar lwythiad powdr o 69 y cant.

Yn yr arbrawf, tynnwyd glycol polyethylen yn gyfan gwbl mewn dŵr ar 55 gradd am 5 h, a chafodd methacrylate polymethyl ei dynnu'n llwyr mewn llif argon debonded poeth ar 44 0 gradd. Cynnwys ocsigen terfynol (ffracsiwn màs) y samplau a baratowyd oedd 0.2 y cant, y cryfder tynnol cyfatebol oedd 850 ~ 880 MPa, a'r elongation oedd 8.5 y cant ~ 16 y cant, a oedd yn cwrdd â safon ASTM gradd 5 Ti.

Mae'r rhan fwyaf o'r rhwymwyr sy'n seiliedig ar gel yn sylweddau naturiol, fel seliwlos, agar startsh, ac ati.

Defnyddiodd Tokura agar i ddisodli'r rhwymwr polymer mewn mowldio chwistrellu powdr titaniwm, ac astudiodd sefydlogrwydd thermol, hydoddedd a gludedd pigiad y system rhwymwr.

Adroddodd Adroddiad Powdwr Metel (MPR) astudiaeth ar gynhyrchu mewnblaniadau llafar aloi titaniwm gan ddefnyddio gludyddion seiliedig ar agar, a oedd yn cynnwys deunyddiau atgyfnerthu agar, dŵr a gel.

Paratôdd Suzuki et al samplau gyda dwysedd cymharol o 97.3 y cant trwy ddefnyddio rhwymwr yn cynnwys ffracsiwn màs 4 y cant o agar (pwysau moleciwlaidd 82 500), roedd ffracsiynau màs carbon ac ocsigen y samplau yn 0.33 y cant a 0.3 y cant , yn y drefn honno, a chryfder y cnwd oedd 539 MPa. , Mae'r elongation tua 10 y cant . Mae'r canlyniadau arbrofol yn dangos pan ddefnyddir agar pwysau moleciwlaidd uchel, mae cryfder y gel yn cynyddu, ond mae'r cynnwys carbon ac ocsigen gweddilliol yn uwch, gan arwain at ostyngiad yn nwysedd sintered y rhannau sintered, a chryfder tynnol is ac elongation.

Mae rhwymwyr dŵr nad ydynt yn rhai gel yn hawdd i'w rheoli, mae offer diseimio yn rhatach na dulliau diseimio eraill, ac mae'r rhwymwyr yn fioddiraddadwy ac nid ydynt yn wenwynig i ficro-organebau, ond mae angen costau ychwanegol i drin dŵr gwastraff diseimio.

Mae rheolaeth maint y rhannau terfynol a gynhyrchir gan ddeunydd chwistrellu system rhwymwr gel yn anodd, ac nid yw'r cyfansoddiad yn ddigon sefydlog, ac mae amodau'r broses a rheoli ansawdd yn anodd, ac mae angen ymchwil ac optimeiddio pellach o hyd.

1.3 Mowldio chwistrellu, dadbondio a sintro

Mae paramedrau proses mowldio chwistrellu yn cael eu pennu gan briodweddau deunydd chwistrellu a geometreg cynnyrch targed.

Fel y soniwyd uchod, mae maint gronynnau powdr titaniwm fel arfer yn fras. O'i gymharu â mowldio chwistrellu deunydd dur di-staen, mae'n hawdd cynhyrchu ffenomen gwahanu powdr-rhwymwr. Cyn mowldio chwistrellu, dylid llunio paramedrau proses mowldio priodol yn ôl priodweddau rheolegol y deunydd chwistrellu i leihau Diffygion yn y corff a ffurfiwyd.

Defnyddiodd [Wang et al.] aloi Ti-6Al-4V wedi'i gyfuno â system rhwymwr powdr wedi'i seilio ar gwyr i baratoi deunyddiau mowldio chwistrellu, a phrofi a dadansoddi priodweddau rheolegol deunyddiau chwistrellu o dan wahanol lwythiadau a thymereddau powdr, gan ddarparu sail ar gyfer llunio deunyddiau addas. paramedrau mowldio ar gyfer proses mowldio chwistrellu. .

Parc et al. defnyddio powdr titaniwm aerosolized, powdr titaniwm HDH a spheroidized HDH titaniwm powdr i baratoi deunyddiau pigiad, a mesur eu priodweddau rheolegol ac ymddygiad debonding, a chynigiodd y mynegai formability deunyddiau pigiad. Gwerthuswyd y perfformiad, a rhoddodd y canlyniadau dadansoddi sail ddamcaniaethol ar gyfer defnyddio powdr HDH a phowdr aerosolized ar yr un pryd yn y system chwistrellu.

Yn seiliedig ar broses efelychu arbrofol a rhifiadol, trafodwyd y paramedrau proses gorau posibl ar gyfer cynhyrchu rhannau wedi'u mowldio â chwistrelliad metel di-nam gyda'r priodweddau mecanyddol dymunol gan Barriere et al., yn seiliedig ar dechnegau modelu gan ddefnyddio hafaliadau llif dau gam a newydd. datblygiad Defnyddir yr algorithm penodol i wireddu rhagfynegiad y ffenomen gwahanu deunydd yn y broses chwistrellu gan ddefnyddio efelychiad rhifiadol.

Roedd Chen et al. defnyddio'r system rhwymwr powdr cyn-aloi hydrodehydrodehydrogenation Ti-6Al-4V a hydoddi dŵr i baratoi deunyddiau chwistrellu, ac yna mesur cyfradd tynnu polyethylen glycol, y gydran rhwymwr sy'n hydoddi mewn dŵr, mewn samplau o wahanol drwch ar wahanol dymereddau, a sefydlu fformiwla. Defnyddiwyd model mathemategol dadbondio a reolir gan drylediad i bennu mecanwaith dadbondio'r system rhwymwr.

Mae Sidambe et al. defnyddio'r dull Taguchi i bennu'r cyfuniad gorau posibl o baramedrau megis y tymheredd sintro gorau posibl, amser, cyfradd gwresogi ac awyrgylch.

Nid et al. defnyddio stearin palmwydd a system rhwymwr polyethylen i baratoi deunydd pigiad Ti-6Al-4V, a defnyddio dull Taguchi i ffurfio'r broses gynhyrchu orau, ac yn olaf cael sampl gyda chryfder cynnyrch o 934.4 MPa ac an elongation o 10 y cant . Mae eiddo cyffredinol yn bodloni'r gofynion a nodir yn Aloi Titaniwm Meddygol ASTM B.

Mae Obasi et al. paratoi sbesimenau Ti-6Al-4V gyda phriodweddau sy'n cwrdd â gofynion aloi titaniwm ASTM B348-02 gradd 23, ac astudio effaith newidiadau yn y system paramedr proses sylfaenol ar y broses debindio a sintro thermol o gydrannau MIM powdr Ti-6Al-4V .

Mae Limberg et al. paratoi Ti–45Al–5Nb–0.2B–0.2C drwy gymysgu powdrau elfennol yn ystod y broses fowldio chwistrelliad, ac astudiodd effeithiau amser sintro ac awyrgylch sintro ar briodweddau tynnol a microstrwythur, a cael eiddo gwrth-ymwrthedd. Sampl gyda chryfder tynnol o tua 630 MPa.

Mae Guo et al. deunyddiau titaniwm pur a Ti-6Al-4V a baratowyd trwy dechnoleg mowldio chwistrellu, astudiodd effaith prosesau trin gwres fel gwasgu ac anelio isostatig poeth ar briodweddau deunyddiau aloi, a nodweddir yr effaith triniaeth wres yn ansoddol trwy gyfrwng microstrwythur a phriodweddau mecanyddol profi. a nodweddiad meintiol, dangosir ei ficrostrwythur yn Ffigur 4.

Mae'r deunydd pigiad yn cael ei baratoi trwy gymysgu powdr titaniwm atomized nwy, powdr titaniwm hydrogenedig a system rhwymwr sy'n seiliedig ar gwyr. Ar ôl mowldio chwistrellu, caiff y toddydd ei ddadbondio mewn cymysgedd o heptane ac ethanol, a chodir y tymheredd i 350, 420, Ar ôl dal ar 600 gradd, tynnwyd y rhwymwr yn llwyr, ac roedd y tymheredd sintro yn 1230 gradd am 3 h. Yn olaf, priodweddau tynnol y samplau sintered oedd 389-419 MPa, a'r elongation oedd 2 y cant -4 y cant .

Defnyddiodd aelodau'r grŵp ymchwil hwn y powdr titaniwm atomized nwy a system rhwymwr sy'n hydoddi mewn dŵr i baratoi samplau titaniwm pur, ac astudiodd effeithiau sintering tymheredd a dal amser ar briodweddau samplau titaniwm pur. Gwactod 3 Pa, tymheredd sintering 1350 gradd, ac elongation o 20.3 y cant ar ôl dal am 3 h, sy'n cydymffurfio'n llawn â pherfformiad meteleg powdr ASTM F2989-13 sampl gorau posibl, dwysedd cymharol 96.9 y cant, cryfder tynnol 443 MPa, biofeddygol Gradd II safon titaniwm pur.

Ffig.4 Microstrctures o samplau Ti (a) a Ti-6Al-4V (b) a baratowyd gan borthiant sy'n seiliedig ar gwyr

2 Deunyddiau mowldio chwistrellu aloi titaniwm a thitaniwm newydd

Ar hyn o bryd, defnyddir aloion titaniwm a thitaniwm yn eang mewn dyfeisiau orthopedig, stomatoleg a mewnblaniadau meddygol, ond oherwydd y gwahaniaeth rhwng eu priodweddau mecanyddol a phriodweddau mecanyddol asgwrn dynol (mae modwlws elastig tua 20 GPa), fe'i cynhyrchir wrth yr asgwrn. / rhyngwyneb mewnblaniad. Gall yr effaith cysgodi straen, sy'n arwain at effeithiau clinigol hirdymor gael ei beryglu'n fawr, fel y dangosir yn Ffigur 5.

Felly, addasodd ymchwilwyr briodweddau mecanyddol deunyddiau titaniwm trwy newid strwythur a chyfansoddiad aloi deunyddiau titaniwm i'w gwneud yn agosach at strwythur a phriodweddau esgyrn dynol naturiol.

Ffig.5 Cymharu modwlws elastigedd aloion titaniwm biofeddygol

2.1 Deunyddiau titaniwm mandyllog a chyfansoddion titaniwm-ceramig

Mae gan ddeunyddiau titaniwm mandyllog a deunyddiau system aloi titaniwm newydd strwythur mandwll priodol a phriodweddau mecanyddol, ac maent yn ddeunyddiau mewnblaniad delfrydol ar gyfer ailosod orthopedig.

Ar y naill law, gall leihau'r diffyg cyfatebiaeth straen rhwng y mewnblaniad a'r meinwe asgwrn yn effeithiol, a thrwy hynny leihau'r effaith cysgodi straen a gwireddu swyddogaeth barhaol ac effeithiol y mewnblaniad; ar y llaw arall, mae'r strwythur mandyllog yn gyflwr angenrheidiol ar gyfer twf celloedd esgyrn i'r mewnblaniad. Gall y strwythur mandyllog rhyng-gysylltiedig ganiatáu i lawer iawn o hylifau'r corff symud, a all hyrwyddo twf celloedd esgyrn ymhellach.

Mae Gu et al. ffurfio math newydd o aloi TC4 gyda strwythur mandwll agored trwy ychwanegu TiH2 i bowdr elfen titaniwm-alwminiwm-fanadiwm fel asiant ewynnog ac asiant gweithredol. Mae'r dosbarthiad maint mandwll yn unffurf, maint y mandwll yw 90 ~ 190 μm, ac mae'r mandylledd tua 43 y cant ~ 59 y cant. , mae'r modwlws elastig yn amrywio o 5.8 i 9.5 GPa. Mae Engin et al. [35] defnyddio mowldio chwistrellu powdwr (PIM) ynghyd â thechnoleg asiant ffurfio mandwll i baratoi aloion titaniwm microfandyllog, ac astudiodd effaith faint o asiant sy'n ffurfio mandwll polymethyl methacrylate ar ddwysedd a gwrthiant cywasgu yr aloi. a'r modwlws elastig.

Mae Tuncer et al. defnyddio'r powdr sfferig atomized, powdr titaniwm HDH a system rhwymwr sy'n seiliedig ar gwyr, trwy ychwanegu rhywfaint o NaCl a KCl fel asiantau ffurfio mandwll, i astudio effaith y powdr cychwynnol ar berfformiad y cynnyrch titaniwm mandyllog terfynol, a ymhellach trwy addasu'r asiant sy'n ffurfio mandwll. Yn ôl dos yr asiant, gellir cael y deunydd titaniwm mandyllog gyda'r mandylledd gofynnol a maint mandwll y mewnblaniad meddygol, a gall cyfansoddiad cemegol y deunydd fodloni safon titaniwm pur trydyddol.

Roedd Chen et al. defnyddio NaCl fel asiant ffurfio mandwll wedi'i gyfuno â chwistrelliad cwyr powdr titaniwm hydrogenaidd i baratoi samplau mowldio chwistrellu. Trwy addasu faint o NaCl, gellir ffurfio twll cyfathrebu y tu mewn i'r rhan pigiad, ac mae ei briodweddau mecanyddol yn debyg i rai asgwrn canslo.

Mae Barbosa et al. defnyddio powdwr Fe22Cr gyntaf i brofi priodweddau rheolegol deunyddiau chwistrellu gwahanol systemau rhwymwr. Yn ôl canlyniadau'r prawf perfformiad, dewiswyd system rhwymwr priodol sy'n seiliedig ar gwyr, ac yna ei gyfuno â powdwr Ti ac asiant ffurfio pore NaCl ar gyfer gwasgu cynnes a mowldio chwistrellu aml-gydran. , paratowyd cydran mewnblaniad asgwrn cefn gyda chraidd mandyllog allanol trwchus a graddiant mandylledd trwy ddiseimio a sintro.

Ffig.6 Cydran mowldio chwistrelliad titaniwm mandyllog gan ddefnyddio NaCl fel deiliad gofod

Mae gan hydroxyapatite (HA) fanteision unigryw mewn ailosod esgyrn ac ailadeiladu esgyrn oherwydd ei gyfansoddiad cemegol a'i strwythur grisial fel meinwe asgwrn dynol naturiol, ac mae wedi dechrau chwarae rhan gynyddol bwysig mewn dyfeisiau biofeddygol. .

Fodd bynnag, mae HA yn frau ac mae ganddo briodweddau mecanyddol gwael, felly ni ellir ei ddefnyddio fel cydran sy'n cynnal llwyth yn unig. Felly, mae math newydd o ddeunydd biofeddygol sy'n cynnwys deunydd HA a thitaniwm wedi dod i'r amlwg.

Astudiodd Thian et al.] baratoi cyfansoddion Ti6Al4V/HA trwy fowldio chwistrellu. Yn gyntaf, paratowyd y powdr cyfansawdd Ti6Al4V / HA gan y dull dyddodiad ceramig, ac yna cymysgwyd y powdr parod â'r rhwymwr masnachol PAN-250S i baratoi'r deunydd pigiad. Profwyd priodweddau rheolegol y deunydd pigiad, ac astudiwyd y gyfradd wresogi yn ystod y broses ddadbondio. Dylanwad cyfradd llif nwy yr atmosffer debonding a'r atmosffer debonding ar ddiffygion y rhan debonded, faint o dynnu rhwymwr a'r cynnwys carbon gweddilliol; dylanwad paramedrau'r broses sintering (cyfradd gwresogi, tymheredd sintering, amser dal, cyfradd oeri, ac ati) Roedd mandylledd y sampl a gafwyd tua 50 y cant; yn ogystal, dadansoddwyd proses ddiraddio biolegol y deunydd Ti6Al4V / HA a baratowyd yn amgylchedd hylif y corff a'i nodweddu gan ganlyniadau profion priodweddau mecanyddol.

2.2 Deunyddiau aloi titaniwm newydd

Mae'r maes biofeddygol yn gangen bwysig o gymhwyso deunyddiau titaniwm, ac mae ei gyfeiriad galw cais yn effeithio'n uniongyrchol ar duedd datblygu deunyddiau titaniwm.

Mae'r deunyddiau titaniwm cynnar yn bennaf yn titaniwm pur (cyfnod), ond mae gan ddeunyddiau titaniwm pur gryfder isel ac ymwrthedd gwisgo gwael, ac yna maent yn datblygu cryfder uchel a chaledwch uchel ynghyd â'r math a gynrychiolir gan aloi Ti6Al4V, Ti6Al7Nb a Ti5Al2.5Fe.

Mae Aust et al. deunyddiau sgriw asgwrn wedi'u ffugio'n llwyddiannus gyda pherfformiad rhagorol gan ddefnyddio system rhwymwr powdr a chwyr Ti6Al7Nb (paraffin ynghyd ag PE ynghyd ag asid stearig), fel y dangosir yn Ffigur 7, gyda dwysedd cymharol o 97.6 y cant, cryfder tynnol o 815 MPa, a chynnyrch cryfder 714 MPa. Elongation 8.7 y cant .

Mae canlyniadau ymchwil yn dangos y bydd elfennau aloi fel Al a V yn yr aloi titaniwm-alwminiwm-fanadiwm a ddefnyddir yn eang ac aloi titaniwm-alwminiwm-niobium yn rhyddhau ïonau elfen sytotocsig Al a V ar ôl i'r mewnblaniad fynd i mewn i'r corff dynol, gan achosi niwed i'r corff dynol. . .

O ganlyniad, mae ymchwilwyr wedi cynnal cyfres o ddatblygiad cenhedlaeth newydd o system aloi -titaniwm sy'n cynnwys Nb, Ta, Zr, Mo, Sn ac elfennau bioddiogelwch eraill heb elfennau Al a V.

Ar hyn o bryd, mae'r aloion bio-titaniwm sydd wedi'u datblygu a'u hymchwilio yn bennaf yn cynnwys Ti-15Nb, Ti-13Nb-13Zr, Ti-35Nb-7 Zr-5Ta, Ti-12Mo-6Zr-2Fe, Ti-35.3Nb-5.1Ta-7.1Zr a Ti- 29Nb-13Ta-4.6Zr et al [44]. Oherwydd cyfyngiadau technoleg melino ac agweddau eraill, anaml y defnyddir y systemau aloi hyn mewn prosesau mowldio chwistrellu powdr.

Mae Zhao et al. cynnal arbrofion mowldio chwistrellu gan ddefnyddio powdr titaniwm a phowdr niobium, a pharatoi aloi cyfnod deuol TiNb yn llwyddiannus gyda dwysedd cymharol o tua 95 y cant. Trwy brofi priodweddau mecanyddol cyrff gwyrdd, rhannau dadbondio a rhannau sintered, yn ogystal â sintro â gwahanol gynnwys cyfansoddiad aloi Astudiwyd effaith cynnwys Nb ar ficrostrwythur a phriodweddau mecanyddol yr aloi trwy gymharu arsylwi a chymharu'r microstrwythur yr aloi.

Mae Arockiasamy et al. paratoi aloi Ti5Fe5Zr trwy ychwanegu elfennau Fe a Zr at bowdr titaniwm pur HDH, a mesur priodweddau mecanyddol yr aloi. mecanwaith.

Sgriw asgwrn Ti6Al7Nb a baratowyd gan MIM

3. Rhagolwg

Mae disgyrchiant penodol isel, cryfder penodol uchel, biocompatibility ardderchog ac ymwrthedd ocsideiddio, ac ymwrthedd cyrydiad da aloion titaniwm a thitaniwm yn golygu bod ganddynt gymwysiadau gwych mewn nwyddau awyrofod, meddygol, cemegol, modurol a dyddiol. Potensial datblygu.

O'i gymharu â thechnegau prosesu traddodiadol, megis gofannu, castio a pheiriannu, mae gan fowldio chwistrellu powdr fanteision amlwg, cyfansoddiad aloi unffurf, cyfradd defnyddio deunydd crai uchel, a chynhwysedd cynhyrchu cryf o rannau cymhleth ar raddfa fawr, a all hyrwyddo cynhyrchu titaniwm yn fawr. a chynhyrchion aloi titaniwm. a chais.

Er bod rhywfaint o gynnydd wedi'i wneud yn yr ymchwil i fowldio chwistrellu aloion titaniwm a thitaniwm, yn y broses gynhyrchu ddiwydiannol wirioneddol, mae pris deunyddiau crai powdr o ansawdd uchel yn gymharol uchel, trawsnewid a chymhwyso systemau aloi titaniwm newydd o ansawdd uchel. i chwistrellu molding yn annigonol, ac mae'n anodd i reoli cyfansoddiad cemegol cynhyrchion. Mae cyfres o broblemau, megis rhai mwy, eto i'w datrys.

Yn ogystal, gyda datblygiad cyflym technoleg micro-systemau yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae'r galw am gydrannau micro-gymhleth a ddefnyddir mewn micro-systemau yn parhau i gynyddu. Mae angen trosglwyddo mowldio chwistrellu powdr o fathau o gynnyrch traddodiadol i ficro-gynhyrchion a'i ddatblygu'n ficro-chwistrelliad powdr. ffurfio technoleg.

Ar hyn o bryd, mae'r rhan fwyaf o'r technolegau mowldio micro-pigiad yn canolbwyntio ar bolymer, dur di-staen a systemau deunyddiau eraill. Mae llawer o broblemau i'w hastudio o hyd yn y mowldio micro-chwistrelliad o aloion titaniwm a thitaniwm.

Felly, dylai datblygiad ymchwil mowldio chwistrellu aloi titaniwm a thitaniwm ganolbwyntio ar ymchwil a datblygu systemau aloi titaniwm newydd, datblygu technoleg paratoi powdr aloi titaniwm o ansawdd uchel cost isel, a'r ymchwil ar fowldio titaniwm micro-chwistrellu. deunyddiau sy'n addas ar gyfer dyfeisiau micro a chymhleth.

Gyda'r ymchwil manwl ar titaniwm a thechnoleg mowldio chwistrellu aloi titaniwm, credir y bydd mowldio chwistrellu titaniwm a thechnoleg aloi titaniwm yn gwneud cynnydd mawr, ac yna'n hyrwyddo datblygiad cyflym y diwydiant titaniwm.

Proses Post Castio

1. Triniaeth wres: anelio, carbonoli, tymheru, diffodd, normaleiddio, tymheru wyneb

2. Offer prosesu: CNC, WEDM, turn, peiriant melino, peiriant drilio, grinder, ac ati;

3. Triniaeth arwyneb: chwistrellu powdr, platio crôm, peintio, sgwrio â thywod, platio nicel, galfaneiddio, duu, caboli, glasu, ac ati.

Mowldiau a Gosodiadau Arolygu

1. bywyd gwasanaeth yr Wyddgrug: lled-barhaol fel arfer. (ac eithrio ewyn coll)

2. Amser cyflwyno'r Wyddgrug: 10-25 diwrnod, (yn ôl strwythur y cynnyrch a maint y cynnyrch).

3. Offer a chynnal a chadw llwydni: Zhongwei sy'n gyfrifol am rannau manwl gywir.

Rheoli Ansawdd

1. Rheoli ansawdd: mae'r gyfradd ddiffygiol yn llai na 0.1 y cant .

2. Bydd samplau a rhediad treial yn cael eu harchwilio 100 y cant yn ystod y cynhyrchiad a chyn eu cludo, archwiliad sampl ar gyfer cynhyrchu màs yn unol â safonau ISDO neu ofynion cwsmeriaid

3. Offer profi: canfod diffygion, dadansoddwr sbectrwm, dadansoddwr delwedd euraidd, peiriant mesur tri-gydlynu, offer profi caledwch, peiriant profi tynnol.