Injekciono brizganje titanijuma i legura titana

Oct 25, 2022

Injekciono brizganje titanijuma i legura titana

01

简述/Introduction



Titanijum i legure titanijuma čine skoro polovinu gustine gvožđa. Imaju malu gustinu, dobru otpornost na koroziju, visoku specifičnu čvrstoću i zadovoljavajuću biokompatibilnost. Oni se široko koriste u avijaciji, svemirskoj, hemijskoj industriji, biomedicini i drugim poljima, i donose ogromne ekonomske koristi ljudskom društvu, posebno u zamjeni neispravnih kostiju kao što su proteze, korijeni i proteze ljudskim implantatima. Titan i legure titana su dobar materijal koji može koristiti čovječanstvu.


157037885-2

Oralni dijelovi od legure titana koje proizvodi Qinhuangdao Zhongwei Precision Machinery Co., Ltd

Kompanija može proizvoditi precizne odljevke od legure titana, dijelove brizgane metalne legure titanijuma, dijelove za CNC obradu od legure titana itd.

Međutim, najteži problem u metalurgiji praha je kako smanjiti ili izbjeći pojavu oksidacije titana i legura titana. Prema posmatranju standardnog dijagrama slobodne energije i temperature oksida koji je nacrtao Gibbs Free Energy, trošak redukcije oksidiranog titanijuma ili legura titanijuma nazad u metal je ogroman, što nije u skladu sa ekonomskim koristima. To je razlog što se titanijum i titanijum takođe kombinuju u prahu. Nedostatak metalurškog procesa, u poređenju sa materijalima iz porodice gvožđa, izgubio je prednost u ceni obrade. Nije ni čudo da su prednosti titana i legura titanijuma u tradicionalnoj masovnoj preradi mnogo veće od prednosti metalurgije praha, što je prva stvar koju praktičari metalurgije praha treba da znaju.


s-l500_

Precizna proizvodnja pribora za kućište od brizganog titanijuma



02

注意要点/Points for Attention



/Da bi se uspjelo u brizganju praha titanijuma i legura titana, moraju se usvojiti sljedeće metode:


  • /Ako se nadamo kontroli sadržaja kiseonika u početnom prahu, sadržaj kiseonika u prahu se mora kontrolisati ispod 3000 ppm, po mogućnosti manje od 1000 ppm, i samo kada se kupi prah sa niskim sadržajem kiseonika može se proizvesti dobar proizvod.


  • U procesu odmašćivanja treba obratiti pažnju na mogućnost reakcije sa kiseonikom. Smjesa praha i veziva mora se izvoditi u zaštitnoj atmosferi, injekcijsko prešanje mora minimizirati smanjenje vremena zagrijavanja i držanja, proces odmašćivanja treba zaštititi redukcijom plina ili zamijeniti smanjenjem odmašćivanja oksalnom kiselinom i sinterovanjem u vakuumu ili zaštitnoj atmosferi odmah nakon odmašćivanje.


  • Dizajn sinterovane noseće ploče i potpornog sistema koristi ploču od cirkonijuma i mali spužvasti titanijumski žrtvovani raspored koji nije lako sprečiti titanijumom da bi se smanjio sadržaj kiseonika u sistemu za sinterovanje.


  • Dodavanje komponenti koje potiskuju kiseonik, kao što je magnezijum, u sistem praha materijala može dovesti do varijacija u sastavu titanijuma i legura titanijuma, i lošije čvrstoće titanijuma i legura titanijuma nakon sinterovanja.


U nastavku će Zhugnwei Precision podijeliti neka tehnička razmatranja zasnovana na svom prethodnom proizvodnom iskustvu


2.1 Izbor pudera


Za brizganje titanijuma i legura titanijuma poželjan je izbor praha sa niskim sadržajem kiseonika, što znači da su praškovi sferni prahovi metodom aerosola, koji se hlade pod pritiskom inertnim gasom. Prahovi su veliki i okrugli sa niskim sadržajem kiseonika. Trenutno su glavni praškovi Carpenter u Sjedinjenim Državama i Sandvik u Ujedinjenom Kraljevstvu. Veličina čestica praha je pogodna za d50=10~12um, što je premalo. Prašak se lako oksidira i proces je opasan; metoda atomizacije vode je premala i gruba, a veličina čestica metode mehaničkog drobljenja je prevelika da bi bila prikladna za proces brizganja; druga teorija podržava upotrebu praha titanijum hidrida (HTi) za uklanjanje vodonika i drobljenje okruglog praha visokom energijom, kao što je tretman plazmom. Iako su troškovi nabavke sirovina vrlo niski, sporovi o patentima i ulaganja u kontrolnu opremu su prilično visoki, što još nije univerzalno.


2.2 Formula veziva


Titanijum i legure titanijuma imaju dva sistema sirovina. Predlaže se da je formula bolja od one u rasponu skupljanja od 1,166 do 1,220 kao što je prikazano u Tabeli 1 ispod. Ove formulacije su već na tržištu.


表1.钛及钛合金的配方调配表/Tabela 1: Formulacija veziva titanijuma i titanijumskih legura

OSF=Faktor skupljanja prevelike veličine


金属粉与黏结剂体积比

M:B (omjer volumena)

金属粉体积

Odnos zapremine metala

黏结剂体积

Odnos zapremine veziva

OSF{0}}.166 (Min.)

63 vol posto

37 vol posto

OSF{0}}.220 (Maks.)

55 vol posto

45 vol posto

喂料的系统

Sistem sirovine

蜡基/重量比

Omjer baza voska/težine

塑基/重量比

POM omjer baza/težina

主要填充剂

Glavni punilac

PW/PE vosak

55 težinskih postotaka

POM

85 težinskih postotaka

高温骨架剂

HT Skelton

PP/PE

42 tež. posto

PP/PE

12 težinskih postotaka

低温骨架剂

LT Skelton

EVA

2 mas. posto

EVA

2 mas. posto

分散剂

Disperzant

EBS

0.5 tež. posto

EBS

0.5 tež. posto

润滑剂/活化剂

Lubrikant/aktivator

SA

0.5 tež. posto

SA

0.5 tež. posto

高分子说明/Objašnjenje skraćenica polimera

PW=parafinski vosak

POM{0}} poliformaldehidne i/ili acetalne smole

PP=Polipropilen

PE=Polietilen

EVA=etilen vinil acetat

EBS=NN' Etilen bis stearamid

SA =Stearinska kiselina


 Zbog oksidacije titana i legura titanijuma, predlaže se da zapremina metala u formulaciji ne bi trebalo da prelazi 63 procenta, kako bi se izbegla mogućnost trenja između praha u brizganju i mešanja sirovine. Kada je temperatura trenja previsoka, povećava se mogućnost oksidacije.


2.3 Obavijesti za pripremu sirovine


特别 要 注意 控制 混合 喂料 投入 材料 顺序 和 温度 的 控制 请 见表 见表 的 .2 种 喂料 的 混合 程序 建议. 注意 到 混合 过程 一定 要 以 保护 气氛 进行 氧气 要 排除, 注意 到 所有 高分子 黏结剂 颗粒 或是 粉末 一定 进行 确保 没有 没有, 难以 烘干 的 蜡和 硬脂 酸 等 低 蜡和 硬脂 硬脂 建议 以 低温 真空 去 除 水分 ./partkularna pažnja trebala bi biti uplaćena na kontrolu reda sirovina i temperatura mješovite sirovine, kao što je opisano u tabeli 2. Predlaže se postupak miješanja dvije vrste baze sirovina. Primećuje se da se proces mešanja mora sprovesti kako bi se zaštitila atmosfera za uklanjanje kiseonika. Također se napominje da se sve čestice veziva ili praškovi makromolekula moraju osušiti kako bi se osiguralo da nema vlage, vosak i stearinska kiselina, koji se teško suše, su niskomolekularna veziva. Predlaže se da se voda ukloni vakuumom niske temperature.


Tabela 2. Prijedlozi za postupak miješanja sirovina

蜡基混合

Proces na bazi voska

温度

stepen

保温时间(分)

Držanje minuta

转数

RPM

气氛

P.G.

金属粉体预热

Prethodno zagrijati i odvesti vodu

105

20

5

N2

低分子黏结剂投入

Nizak unos polimera

105

20

10

N2

主填充剂投入

Glavni unos punila

120

20

10

N2

骨架剂投入

Ulaz skeletnog polimera

150

20

10

N2

加压混合

Pritisak i miješanje

160

40

10~15

N2

急速冷却

Hlađenje

130

20

10

N2

塑基混合

Proces na bazi voska

温度

stepen

保温时间(分)

Držanje minuta

转数

RPM

气氛

P.G.

金属粉体预热

Prethodno zagrijati i odvesti vodu

105

20

5

N2

低分子黏结剂投入

Nizak unos polimera

105

20

15

N2

骨架剂与主填充剂入

Skelet polimera i glavni ulazni punilac

190

20

15

N2

加压混合

Pritisak i miješanje

200

40

15~20

N2

急速冷却

Hlađenje

165

20

10

N2

P.G.=Zaštitni plin


03

主要制程/ Glavni proces



Kada je sirovina završena do injekcijskog prešanja, to je najsigurnije stanje cijelog praha, koji može biti izložen zraku, ali tokom zagrijavanja procesa injektiranja mora se paziti da sirovina ne ostane previše u buretu. dugo. Nakon što proces ubrizgavanja sirovine na bazi plastike ne uspije i podesi stroj, potrebno je podesiti temperaturu mlaznice i područje maksimalne temperature za 10 minuta i prekinuti temperaturu ako ne radi, tako da temperatura dovoda bude niža od 150 stepeni.


Titanijum i legure titanijuma nakon brizganja ne razlikuju se od onih od uobičajenih metalnih materijala i mogu se postaviti na vazduh. Titanijum i legura titanijuma u prahu presvučeni vezivom mogu efikasno blokirati kiseonik u vazduhu. Nakon odmašćivanja, bilo da se radi o odmašćivanju rastvaračem ili reduktivnom odmašćivanju oksalnom kiselinom (odmašćivanje jako oksidiranom azotnom kiselinom se ne preporučuje), prije svega, kako bi se osiguralo da temperatura na izlasku iz peći bude ispod 50 stepeni. Celzijusa kako bi se osiguralo da ne dođe do oksidacije, odmašćena smeđa gredica je porozna, vrlo lako reagira s kisikom u zraku, imajte na umu. Što je kraće vreme postavljanja smeđe gredice napolje, to će bolje ući u sistem za sinterovanje što je pre moguće.


 Dizajn sinterovane noseće ploče i kutije za sinterovanje je veoma važan. Budući da titan i legure titanijuma imaju visok afinitet prema kiseoniku, mogu čak uhvatiti kiseonik u glinici (Al2O3) na visokoj temperaturi. Stoga se za keramičke noseće ploče preporučuje cirkonijum ploča (ZrO2), ali ne treba birati materijal karbonizacije ili nitriranja. Titanijum i legure titana takođe vole afinitet prema elementima ugljenika i azota. U dosadašnjem iskustvu sinterovanja, postavljanje titanijumskog sunđera u kutiju za sinterovanje kao žrtvovanog bloka za hvatanje kiseonika je efikasno, ali smanjuje efikasnost peći za sinterovanje. Istovremeno troši puno titanijumskog sunđera, zauzimajući prostor i potrošnja toplote su negativni.



图片

Gore navedeno iskustvo je podijeljeno u proizvodnji titanijuma i titanijumskih legura ubrizgavanjem u prahu. Operateri moraju biti oprezni. Stanje čistog titanijuma u prahu je visoko rizično. Svi ovi obojeni metali (gustina < 4,5="" g/cc)="" imaju="" rizik="" od="" eksplozije="" prašine,="" iako="" su="" titan="" i="" legure="" titanijuma="" najmanje="" aktivni="" obojeni="">