टाइटेनियम मिश्र धातु धातु इंजेक्शन मोल्डिंग चिपकने पर अनुसंधान

टाइटेनियम और टाइटेनियम मिश्र धातुओं में कम विशिष्ट गुरुत्व, उच्च विशिष्ट शक्ति, उत्कृष्ट जैव-अनुकूलता और अच्छा संक्षारण प्रतिरोध की विशेषताएं हैं, और एयरोस्पेस, बायोमेडिकल, रसायन, जहाज निर्माण, ऑटोमोबाइल और अन्य क्षेत्रों में महान अनुप्रयोग क्षमता है। टाइटेनियम मिश्र धातु पाउडर इंजेक्शन मोल्डिंग (पीआईएम) तकनीक ने सामग्रियों की उपयोग दर में सुधार किया है, जटिल आकार के साथ छोटे और मध्यम आकार के टाइटेनियम उत्पादों की बड़े पैमाने पर और कम लागत वाली तैयारी का एहसास किया है, और टाइटेनियम और टाइटेनियम मिश्र धातु के उत्पादन और अनुप्रयोग को काफी बढ़ावा दिया है। उत्पाद। वर्तमान में, पाउडर इंजेक्शन मोल्डिंग के लिए टाइटेनियम मिश्र धातु की बाइंडर प्रणाली पर बहुत सीमित रिपोर्ट है, और पाउडर इंजेक्शन मोल्डिंग के लिए टाइटेनियम मिश्र धातु की नई बाइंडर प्रणाली का विकास एक ठहराव पर है। इस पत्र में, टाइटेनियम मिश्र धातु के पाउडर इंजेक्शन मोल्डिंग के लिए विभिन्न बाइंडर सिस्टम की शोध स्थिति का विश्लेषण और सारांश किया गया है।

1, पाउडर इंजेक्शन मोल्डिंग तकनीक का संक्षिप्त परिचय

पाउडर इंजेक्शन मोल्डिंग तकनीक पाउडर धातु विज्ञान प्रौद्योगिकी के आधार पर विकसित की गई है। प्लास्टिक इंजेक्शन तकनीक के साथ, यह लगभग 100 प्रतिशत कच्चे माल की उपयोग दर का एहसास करता है। यह लगभग नेट बनाने की तकनीक है। सामान्य ऑपरेशन प्रक्रिया इस प्रकार है: पहले, तैयार पाउडर और बाइंडर को मिलाया जाता है और दानेदार फ़ीड तैयार करने के लिए दानेदार बनाया जाता है, और फिर इंजेक्शन मोल्डिंग मशीन पर फ़ीड को उत्पाद हरे रंग के एक विशिष्ट आकार में ढाला जाता है। degreasing और sintering के बाद, आवश्यक गुणों वाला उत्पाद प्राप्त किया जाता है। टाइटेनियम मिश्र धातु पाउडर इंजेक्शन मोल्डिंग के फायदे हैं:

① यह छोटे 3 डी जटिल आकार के भागों की बैच तैयारी का एहसास कर सकता है;

② समान संरचना, ठीक संरचना और उत्कृष्ट यांत्रिक गुण;

सभी कच्चे माल को तैयार करने के लिए सिंथेटिक तत्वों को जोड़ना आसान है:

भौतिक सूक्ष्म संरचना को नियंत्रित करना आसान है।

टाइटेनियम मिश्र धातु पाउडर की इंजेक्शन मोल्डिंग प्रक्रिया में, बाइंडर का डिज़ाइन एक मुख्य कड़ी है, जो टाइटेनियम मिश्र धातु पाउडर को संपूर्ण इंजेक्शन मोल्डिंग प्रक्रिया के दौरान द्रव अवस्था में सुचारू रूप से इंजेक्ट करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, और तब तक आकार बनाए रख सकता है जब तक ग्रीन बिलेट बनने के बाद प्री सिंटरिंग चरण। हालाँकि, जोड़ा गया बाइंडर भी संपूर्ण इंजेक्शन मोल्डिंग प्रक्रिया में Z प्रदूषकों के संभावित स्रोतों में से एक बन गया है। इसके अलावा, बाइंडर की उच्च सामग्री पाउडर चार्ज को कम कर देगी, जिससे न केवल स्ट्रिपिंग, विरूपण, क्रैकिंग और अन्य दोषों के बाद हरे रंग के शरीर के आकार क्षेत्र में अवसाद होगा, बल्कि उत्पाद आकार सटीकता को गंभीरता से कम करने, सिंटरिंग संकोचन में भी वृद्धि होगी। ; हालांकि कम सामग्री वाला बाइंडर उच्च पाउडर लोडिंग सुनिश्चित कर सकता है, लेकिन अच्छी तरलता के साथ फ़ीड तैयार करना और इंजेक्शन को सुचारू रूप से पूरा करना मुश्किल है। बाइंडर सामग्री और पाउडर लोडिंग के बीच संतुलन सुनिश्चित करने से बाइंडर अनुसंधान प्रक्रिया में कठिनाई बहुत बढ़ जाती है। इस प्रकार देखा जा सकता है। हालांकि बाइंडर sintered उत्पादों की अंतिम Z संरचना का निर्धारण नहीं करता है, लेकिन इसका चयन और उपयोग सीधे बाद के घटते, sintering और अन्य प्रक्रियाओं को प्रभावित करेगा, इस प्रकार उत्पाद की गुणवत्ता को प्रभावित करेगा। इसलिए, पाउडर इंजेक्शन मोल्डिंग टाइटेनियम मिश्र धातु प्रौद्योगिकी के अनुसंधान कार्य में, बाइंडर प्रौद्योगिकी पर ध्यान भी समस्या की कुंजी है। इस पत्र में, टाइटेनियम मिश्र धातु के पाउडर इंजेक्शन मोल्डिंग के लिए विभिन्न बाइंडर सिस्टम की शोध स्थिति पेश की गई है, और मौजूदा समस्याओं के सुधार के उपाय प्रस्तावित हैं।

उनमें से कुछ zhongweiprecision उत्पादित टाइटेनियम मिश्र धातु पाउडर धातु इंजेक्शन मोल्डिंग उत्पाद हैं

(ए) जर्मन टीजेट द्वारा तैयार इंजीनियरिंग एप्लीकेशन पार्ट्स: (बी) जर्मन टीजेट द्वारा तैयार बायोमेडिकल पार्ट्स: (सी) टी-6ए-7एनबी अलॉय बोन स्क्रू: (डी) सीपी टीआई कृत्रिम स्टेप्स: ( ई) टाइटेनियम मिश्र धातु तमाशा फ्रेम; (f) Ti-6AI-4V वॉच केस

2, कुछ शोध प्रगति

टाइटेनियम धातु में उच्च गतिविधि होती है, और तापमान 400C के करीब होने पर कार्बोनाइजेशन, अमोनिया और ऑक्सीकरण के लिए प्रवण होता है। टाइटेनियम कार्बाइड, टाइटेनियम अमोनिया और टाइटेनियम ऑक्साइड जैसी अशुद्धियां उत्पन्न होती हैं, जो सिंटरिंग के सापेक्ष घनत्व को कम करती हैं और सामग्री के यांत्रिक गुणों को खराब करती हैं। कार्बन, हाइड्रोजन, ऑक्सीजन और नाइट्रोजन जैसी अशुद्धियों में, अन्य अशुद्धियों की तुलना में ऑक्सीजन सामग्री को नियंत्रित करना आमतौर पर अधिक कठिन होता है। टाइटेनियम मिश्र धातु के यांत्रिक गुणों पर ऑक्सीजन सामग्री (द्रव्यमान अंश) का प्रभाव चित्र में दिखाया गया है। ऑक्सीजन सामग्री में वृद्धि के साथ, टाइटेनियम मिश्र धातु की ताकत बढ़ जाती है, लेकिन प्लास्टिसिटी काफी बिगड़ जाती है। इसलिए, पाउडर इंजेक्शन मोल्डिंग टाइटेनियम मिश्र धातु के लिए बाइंडर का चयन करते समय निम्नलिखित तीन बिंदुओं को प्राप्त किया जाना चाहिए:

0 उत्पादों की आयामी सटीकता में सुधार करने के लिए उच्च पाउडर लोडिंग सुनिश्चित करने का प्रयास करें;

खिला सामग्री में पर्याप्त तरलता होनी चाहिए ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि इंजेक्शन के दौरान पूरी गुहा सुचारू रूप से भरी जा सके;

उपयोग किए गए बाइंडर घटक अत्यधिक सक्रिय टाइटेनियम सामग्री के साथ प्रतिक्रिया नहीं करते हैं, और कोई अवशिष्ट अपघटन और निष्कासन नहीं होता है।

अनुसंधान के प्रारंभिक चरण में, पाउडर टाइटेनियम मिश्र धातु इंजेक्शन मोल्डिंग में उपयोग किए जाने वाले अधिकांश बाइंडरों ने अन्य धातुओं की बाइंडर प्रणाली का अनुसरण किया। वैज्ञानिक अनुसंधान के गहन होने के साथ, पानी में घुलनशील और पॉलीएसेटल आधारित बाइंडर्स जैसे नए बाइंडर दिखाई दिए। वर्तमान में, पाउडर इंजेक्शन मोल्डिंग टाइटेनियम मिश्र धातुओं में व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले बाइंडर सिस्टम थर्मोप्लास्टिक मोम आधारित चिपकने वाले, प्लास्टिक आधारित चिपकने वाले और पर्यावरण के अनुकूल पानी आधारित चिपकने वाले हैं।

टाइटेनियम मिश्र धातुओं के यांत्रिक गुणों पर ऑक्सीजन सामग्री का प्रभाव

3, निष्कर्ष और संभावना

धातु इंजेक्शन मोल्डिंग टाइटेनियम मिश्र धातु के अनुप्रयोग बाजार का और विस्तार दो चुनौतियों का सामना करता है। सबसे पहले, अपेक्षाकृत परिपक्व पाउडर इंजेक्शन मोल्डिंग तकनीक के साथ गोलाकार टाइटेनियम पाउडर की उच्च लागत होती है, और इसके उत्पादों का बड़े पैमाने पर 3 सी और ऑटोमोबाइल क्षेत्रों में उपयोग करना मुश्किल होता है; दूसरा टाइटेनियम मिश्र धातु पाउडर इंजेक्शन मोल्डिंग के लिए उपयुक्त बाइंडर सिस्टम की कमी है। हाइड्रोजनीकृत डिहाइड्रोजनीकृत टाइटेनियम पाउडर के उद्भव ने लागत में कमी की शुरुआत की। गोलाकार टाइटेनियम पाउडर की तुलना में इसकी लागत को लगभग 20 प्रतिशत तक कम किया जा सकता है। हालांकि, पाउडर इंजेक्शन मोल्डिंग टाइटेनियम मिश्र धातुओं में उपयोग किए जाने वाले अधिकांश बाइंडर सिस्टम अभी भी अन्य धातुओं से उपयोग किए जाते हैं, और टाइटेनियम मिश्र धातु सामग्री की विशेषताओं पर पूरी तरह से विचार नहीं किया गया है, इसलिए अनुसंधान और विकास प्रक्रिया एक बार एक अड़चन में थी। यद्यपि चीन में स्वतंत्र रूप से विकसित टाइटेनियम मिश्र धातु बांधने की प्रणाली ने बीएएसएफ जैसी कंपनियों की तकनीकी नाकाबंदी को तोड़ दिया है, लेकिन व्यवस्थित सैद्धांतिक मार्गदर्शन की कमी के कारण इसका अनुसंधान और विकास अभी भी बड़े पैमाने पर परीक्षण और त्रुटि के चरण में है। व्यावहारिकता अभी भी अपेक्षाकृत धीमी है। बाइंडर सिस्टम की शोध स्थिति के आधार पर, लेखक एक ही उद्योग में शोधकर्ताओं के संदर्भ के लिए इस स्तर पर पाउडर इंजेक्शन मोल्डिंग टाइटेनियम मिश्र धातु की मौजूदा समस्याओं पर कुछ सुझाव देता है, और संयुक्त रूप से पाउडर इंजेक्शन मोल्डिंग टाइटेनियम मिश्र धातु की औद्योगीकरण प्रक्रिया को बढ़ावा देता है। .

(1) मोम आधारित बाइंडर पाउडर इंजेक्शन मोल्डेड टाइटेनियम मिश्र धातु उत्पादों की कम आयामी सटीकता और खराब प्लास्टिसिटी को देखते हुए, पीईजी द्वारा पीडब्लू घटकों के आंशिक प्रतिस्थापन पर शोध को और गहरा किया जा सकता है। PW की तुलना में, PEG में बेहतर सरंध्रता और कम अपघटन तापमान होता है, जो फ़ीड की लोडिंग क्षमता को बढ़ाने और घटे हुए बिलेट में अशुद्धियों की सामग्री को कम करने में सहायक होता है, इस प्रकार टाइटेनियम मिश्र धातु उत्पादों की आयामी सटीकता और यांत्रिक गुणों में सुधार होता है।

(2) इस समस्या को देखते हुए कि प्लास्टिक आधारित बाइंडर का मुख्य घटक पीओएम, कम लागत और अत्यधिक सक्रिय हाइड्रोजनीकृत डिहाइड्रोजनेटेड टाइटेनियम पाउडर के साथ प्रतिक्रिया करना आसान है, सबसे पहले, टाइटेनियम मिश्र धातु के लिए एक विशेष वातावरण मिक्सर का उपयोग फ़ीड तैयार करने के लिए किया जा सकता है। ऑक्सीजन को अलग करने और पोम की थर्मल ऑक्सीजन स्थिरता में सुधार करने के लिए; दूसरा, नए प्लास्टिक आधारित बाइंडर सिस्टम के अनुसंधान और विकास में। फ़ीड की स्थिरता में सुधार करने के लिए एंटीऑक्सीडेंट के अनुपात को अनुकूलित करना जारी रखें

(3) इस समस्या को हल करने के लिए कि पानी आधारित बाइंडर इंजेक्ट होने पर हरे शरीर को नरम करना आसान होता है, सबसे पहले, कम ऑक्सीजन या यहां तक ​​कि ऑक्सीजन मुक्त कंकाल एजेंट घटकों को जोड़ा जा सकता है। हरे इंजेक्शन की ताकत में सुधार; दूसरा, हम पानी आधारित फ़ीड की संरचना और आकार प्रतिधारण पर खूंटी आणविक भार के अनुसंधान को गहरा करना जारी रख सकते हैं, और इंजेक्शन भागों के आकार की जटिलता के अनुसार खूंटी आणविक भार का चयन कर सकते हैं।