Metallspritzguss aus Titanlegierung

Metallspritzguss aus Titanlegierung

Die Produkte und Dienstleistungen von Qinhuangdao Zhongwei Precision Machinery Co., Ltd. können nicht nur die Bedürfnisse der Kunden erfüllen, sondern auch ihre Erwartungen übertreffen. Wir treten für das duale Prinzip von Qualität und Wert ein.

Qinhuangdao Zhongwei Precision Machinery Co., Ltd. wurde 1997 gegründet und befindet sich in der Entwicklungszone Huangdianzhuang, Changli, Qinhuangdao. 2013 wurde es vom Ministerium für Wissenschaft und Technologie der Provinz Hebei als kleines und mittleres technologiebasiertes Unternehmen anerkannt; Im Jahr 2014 wurde es vom Büro für Verteidigungswissenschaft, -technologie und -industrie der Provinz Hebei als militärisches ziviles Integrationsunternehmen anerkannt. 2019 wurde es als Hightech-Unternehmen eingestuft.

Da das Unternehmen mit der Central South University während der gemeinsamen Forschung zum Titan-Spritzgussverfahren im Jahr 2017 zusammenarbeitete, wurde es nach mehr als einem Jahr nun offiziell in Serie produziert. Die wichtigsten Titanlegierungsmaterialien, reines Titan, TC4 und andere Materialien sind der gesamte Prozess unserer Forschung

Einige Spritzgussprodukte aus Titanlegierungsmetall, die von Qinhuangdao Zhongwei Precision Machinery Co., Ltd
Uhrenarmband	Befestigungselemente aus Titanlegierung für große Verkehrsflugzeuge	Knieimplantatkomponenten aus Titan	Schnupftabakpfeife aus Titanlegierung
Brillenteile aus Titanmetall	Golfkopf aus Titanlegierung	Nahtschraubenanker aus Titanlegierung	MIM-Pistolenabzug aus Titanmetall

01/Einführung

 

Titan und Titanlegierungen machen fast die Hälfte der Eisendichte aus. Sie haben eine geringe Dichte, eine gute Korrosionsbeständigkeit, eine hohe spezifische Festigkeit und eine zufriedenstellende Biokompatibilität. Sie sind in der Luft- und Raumfahrt, der chemischen Industrie, der Biomedizin und anderen Bereichen weit verbreitet und bringen der menschlichen Gesellschaft enorme wirtschaftliche Vorteile, insbesondere beim Ersatz von ungültigen Knochen wie Zahnprothesen, Wurzeln und Prothesen durch menschliche Implantate. Titan und Titanlegierungen sind gute Materialien, von denen die Menschheit profitieren kann.

 

Das schwierigste Problem bei der Pulverherstellung besteht jedoch darin, das Auftreten einer Oxidation von Titan und Titanlegierungen zu verringern oder zu vermeiden. Gemäß der Beobachtung des von Gibbs Free Energy gezeichneten Standard-Freie-Energie-Temperatur-Diagramms von Oxiden sind die Kosten für die Reduzierung von oxidiertem Titan oder Titanlegierungen auf l enorm, was nicht im Einklang mit den wirtschaftlichen Vorteilen steht. Aus diesem Grund werden Titan und Titan auch in Pulverform kombiniert. Der Nachteil des chirurgischen Prozesses im Vergleich zu Materialien der Eisenfamilie ging mit dem Vorteil der Verarbeitungskosten verloren. Es ist kein Wunder, dass die Vorteile von Titan und Titanlegierungen in der traditionellen Massenverarbeitung viel größer sind als die der Pulver-Lurgie, was das Erste ist, was Pulver-Lurgie-Praktiker wissen sollten.

 

02Punkte für Aufmerksamkeit

Um beim Pulverspritzgießen von Titan und Titanlegierungen erfolgreich zu sein, müssen die folgenden Verfahren angewendet werden:

 

Wenn wir hoffen, den Sauerstoffgehalt des Ausgangspulvers zu kontrollieren, muss der Sauerstoffgehalt des Pulvers unter 3000 ppm, vorzugsweise unter 1000 ppm, kontrolliert werden, und nur wenn das Pulver mit niedrigem Sauerstoffgehalt gekauft wird, kann das gute Produkt hergestellt werden.

 

Beim Entfetten ist auf die Möglichkeit der Reaktion mit Sauerstoff zu achten. Die Mischung aus Pulver und Binder muss unter Schutzatmosphäre durchgeführt werden, das Spritzgießen muss die Reduzierung der Heiz- und Haltezeit minimieren, der Entfettungsprozess sollte durch reduzierendes Gas geschützt oder durch reduzierende Oxalsäureentfettung ersetzt werden und unmittelbar danach im Vakuum oder unter Schutzatmosphäre gesintert werden Entfetten.

 

Das Design der gesinterten Lagerplatte und des Stützsystems verwendet eine Zirkonoxidplatte und eine Opferanordnung aus kleinem Schwammtitan, die nicht leicht durch Titan vorweggenommen werden kann, um den Sauerstoffgehalt im Sintersystem zu reduzieren.

 

Die Zugabe von sauerstoffströmenden Komponenten wie Magnesium in das Materialpulversystem kann zu Schwankungen in der Zusammensetzung von Titan und Titanlegierungen und einer schlechteren Festigkeit von Titan und Titanlegierungen nach dem Sintern führen.

 

Im Folgenden werden wir einige technische Überlegungen zu früheren Herstellungserfahrungen anstellen.

 

2.1, Pulverauswahl

 

Die Verwendung von Pulvern mit niedrigem Sauerstoffgehalt ist die bevorzugte Wahl für das Spritzgießen von Titan und Titanlegierungen, was bedeutet, dass die Pulver durch Aerosolverfahren kugelförmige Pulver sind, die unter Druck durch Inertgas gekühlt werden. Die Pulver sind groß und rund mit niedrigem Sauerstoffgehalt. Derzeit sind die wichtigsten Pulver Carpenter in den Vereinigten Staaten und Sandvik in Großbritannien. Die Partikelgröße von Pulvern ist für d50=10~12um geeignet, was zu klein ist. Pulver ist leicht zu oxidieren und der Prozess ist gefährlich; Das Wasserzerstäubungsverfahren ist zu klein und grob, und die Partikelgröße des mechanischen Zerkleinerungsverfahrens ist zu groß, um für das Spritzgussverfahren geeignet zu sein. Eine andere Theorie unterstützt die Verwendung von Titanhydrid (HTi)-Pulver, um Wasserstoff zu entfernen und rundes Pulver mit hoher Energie wie Plasmabehandlung zu zerkleinern. Obwohl die Kosten für die Beschaffung von Rohstoffen sehr niedrig sind, sind Patentstreitigkeiten und Investitionen in Steuergeräte ziemlich hoch, was noch nicht überall der Fall ist.

 

2.2 Bindemittelformel

 

Titan und Titanlegierungen haben zwei Rohstoffsysteme. Es wird vorgeschlagen, dass die Formel besser ist als die im Bereich der Schrumpfung von 1,166 bis 1,220, wie in Tabelle 1 unten gezeigt. Diese Formulierungen sind bereits auf dem Markt.

 

Tabelle 1: Bindemittelformulierung von Titan und Titanlegierungen

OSF=Schrumpfungsfaktor für Übergröße

 

Aufgrund der Oxidation von Titan und Titanlegierungen wird empfohlen, dass das Volumen von l im Formulierungsverhältnis 63 Prozent nicht überschreiten sollte, um die Möglichkeit einer Reibung zwischen dem Pulver beim Spritzgießen und dem Mischen des Ausgangsmaterials zu vermeiden. Sobald die Reibungstemperatur zu hoch ist, steigt die Möglichkeit der Oxidation.

 

2.3Hinweise zur Rohstoffaufbereitung

 

Besondere Aufmerksamkeit sollte der Kontrolle der Reihenfolge der Einsatzmaterialien und der Temperatur des gemischten Einsatzmaterials geschenkt werden, wie in Tabelle 2 beschrieben. Das Mischverfahren der zwei Arten von Einsatzmaterial wird vorgeschlagen. Es wird darauf hingewiesen, dass der Mischprozess durchgeführt werden muss, um die Atmosphäre vor der Entfernung von Sauerstoff zu schützen. Es wird auch darauf hingewiesen, dass alle Makromolekül-Bindemittelteilchen oder -pulver getrocknet werden müssen, um sicherzustellen, dass keine Feuchtigkeit vorhanden ist, Wachs und Stearinsäure, die schwierig zu trocknen sind, sind niedermolekulare Bindemittel. Es wird empfohlen, das Wasser durch Vakuum bei niedriger Temperatur zu entfernen.

 

2. Vorschläge zum Verfahren zum Mischen von Rohstoffen

 

03 Großer Prozess

 

Sobald das Ausgangsmaterial bis zum Spritzgießen fertiggestellt ist, ist es der sicherste Zustand des gesamten Pulvers, das Luft ausgesetzt werden kann, aber während des Erhitzens des Einspritzvorgangs muss darauf geachtet werden, dass das Ausgangsmaterial nicht zu lange im Zylinder verbleibt lang. Sobald der Einspritzvorgang des Kunststoff-Rohmaterials fehlschlägt und die Maschine eingestellt wird, ist es notwendig, die Temperatur der Düse und den maximalen Temperaturbereich in 10 Minuten einzustellen und die Temperatur abzuschalten, wenn sie nicht funktioniert, damit die Zufuhrtemperatur niedriger ist als 150 Grad.

 

Knüppel aus Titan und Titanlegierungen unterscheiden sich nach dem Spritzgießen nicht von denen herkömmlicher Materialien und können an der Luft platziert werden. Mit Bindemittel beschichtete Titan- und Titanlegierungspulver können Sauerstoff in der Luft effektiv blockieren. Nach dem Entfetten, egal ob Lösungsmittelentfettung oder reduktive Oxalsäureentfettung (stark oxidierte Salpetersäureentfettung wird nicht empfohlen), stellen Sie zunächst sicher, dass die Temperatur beim Verlassen des Ofens unter 50 Grad liegt. Celsius, um sicherzustellen, dass keine Oxidation auftritt, der entfettete braune Barren ist porös und reagiert sehr leicht mit Luftsauerstoff, bitte beachten Sie. Je kürzer der Braunbarren im Freien platziert wird, desto besser gelangt er so schnell wie möglich in die Sinteranlage.

 

Das Design von gesinterter Trägerplatte und Sinterbox ist sehr wichtig. Da Titan und Titanlegierungen eine hohe Sauerstoffaffinität haben, können sie bei hoher Temperatur sogar Sauerstoff in Aluminiumoxid (Al2O3) einfangen. Daher wird Zirkonoxidplatte (ZrO2) für die keramische Lagerplatte empfohlen, aber das Material Karbonisieren oder Nitrieren sollte nicht gewählt werden. Titan und Titanlegierungen mögen auch eine Affinität zu Kohlenstoff- und Stickstoffelementen. In der Sintererfahrung der Vergangenheit war die Platzierung von Titanschwamm in der Sinterbox als Opferblock für die Aufnahme von Sauerstoff effektiv, verringert jedoch die Effizienz des Sinterofens. Es verbraucht viel Titanschwamm auf einmal, Platzbedarf und Wärmeverbrauch sind negativ.

 

Die obige Erfahrung wird bei der Herstellung von Pulverspritzguss aus Titan und Titanlegierungen geteilt. Bediener müssen vorsichtig sein. Der Zustand von reinem Titanpulver ist ein hohes Risiko. Diese Nichteisen-Linsen (Dichte < 4,5 g/cm³) haben alle das Risiko einer Staubexplosion, obwohl Titan und Titanlegierungen die am wenigsten aktiven Nichteisen-Linsen sind.