チタンおよびチタン合金の金属射出成形

チタンおよびチタン合金の金属射出成形

Qinhuangdao Zhongwei Precision Machinery Co.、Ltdによって製造されたチタン合金の口腔部品

同社は、チタン合金の精密鋳造、チタン合金の金属射出成形部品、チタン合金のCNC加工部品などを製造できます。

しかし、粉末冶金における最も困難な問題は、チタンおよびチタン合金の酸化の発生をどのように低減または回避するかです。 Gibbs Free Energy によって描かれた酸化物の標準的な自由エネルギー-温度図の観察によると、酸化されたチタンまたはチタン合金を還元して金属に戻すコストは莫大であり、経済的利益とは一致していません。 これが、チタンとチタンが粉末でも組み合わされている理由です。 鉄系材料と比較して冶金プロセスの欠点は、プロセス コストの利点を失いました。 従来のバルク処理におけるチタンおよびチタン合金の利点が、粉末冶金の利点よりもはるかに高いことは不思議ではありません。これは、粉末冶金の専門家が最初に知っておくべきことです。

チタン射出成形ケースアクセサリーの精密生産

/チタンおよびチタン合金の粉末射出成形を成功させるには、次の方法を採用する必要があります。

• ／初期粉末の酸素含有量を抑えたい場合、粉末の酸素含有量を3000ppm以下、できれば1000ppm以下に抑える必要があり、酸素含有量の少ない粉末を購入して初めて良品が得られます。

• 脱脂の過程では、酸素との反応の機会に注意を払う必要があります。 混合粉末と結合剤は保護雰囲気で実施する必要があり、射出成形は加熱と保持時間の短縮を最小限に抑える必要があり、脱脂プロセスは還元ガスによって保護するか、シュウ酸脱脂を減らすことで置き換え、直後に真空または保護雰囲気で焼結する必要があります脱脂。

• 焼結ベアリング プレートとサポート システムの設計は、焼結システムの酸素含有量を減らすのに役立つジルコニア プレートと小さなスポンジ チタン犠牲配置を使用します。

• 材料粉末系にマグネシウムなどの酸素を放出する成分を追加すると、チタンおよびチタン合金の組成が変化し、焼結後のチタンおよびチタン合金の強度が低下する可能性があります。

以下では、Zhugnwei Precision が過去の製造経験に基づいて技術的な考慮事項を共有します。

2.1 粉末の選択

酸素含有量の少ない粉末の使用は、チタンおよびチタン合金の射出成形に適した選択肢です。これは、粉末がエアロゾル法による球状粉末であり、不活性ガスによる加圧下で冷却されることを意味します。 粉末は大きくて丸く、酸素含有量が少ない。 現在、主な粉体は米国のカーペンターと英国のサンドビックです。 粉末の粒子サイズは、小さすぎるd50=10〜12umに適しています。 粉末は酸化しやすく、プロセスは危険です。 水噴霧法は小さすぎて粗く、機械的粉砕法は粒子サイズが大きすぎて射出成形プロセスに適していません。 別の理論では、水素化チタン (HTi) 粉末を使用して水素を除去し、プラズマ処理などの高エネルギーで丸い粉末を粉砕することを支持しています。 原材料を入手するためのコストは非常に低いですが、特許紛争と制御機器への投資は非常に高く、これはまだ普遍的ではありません.

2.2バインダー式

チタンおよびチタン合金には、2 つの原料システムがあります。 以下の表 1 に示すように、1.166 から 1.220 までの収縮の範囲では、式がそれよりも優れていることが示唆されます。 これらの製剤はすでに市場に出ています。

表1. 钛および钛合金の配合表/表 1: チタンおよびチタン合金のバインダー配合

OSF=特大収縮係数

 チタンおよびチタン合金の酸化により、射出成形と原料混合での粉末間の摩擦の可能性を回避するために、配合比の金属の体積が 63% を超えないようにすることをお勧めします。 摩擦温度が高くなりすぎると、酸化の可能性が高くなります。

2.3 原料調製に関する注意事項

特に注意すべきは、混合材料の投入材料の順序と温度の制御です。表 2 の説明を参照してください。分子状含水剤 粒状または粉末状 必ず熱乾燥し、水分を含まないことを保証し、熱乾した塩酸や硬脂酸等の低分子含水剤を、低温で真空により水分を除去することを立証する。/その順序の管理には特に注意を払う必要がある表 2 に示すように、原料と混合原料の温度。2 種類の原料ベースの混合手順が提案されています。 酸素を除去するために雰囲気を保護するために、混合プロセスを実行する必要があることに注意してください。 また、すべての高分子結合剤粒子または粉末は水分がないように乾燥させる必要があり、乾燥が困難なワックスおよびステアリン酸は低分子結合剤であることに注意してください。 低温真空で水分を除去することをお勧めします。

表 2. 原料混合手順に関する提案

P.G. =保護ガス

原料が完成してから射出成形までは、空気にさらすことができる粉末全体の最も安全な状態ですが、射出工程の加熱中は、原料がバレル内に滞留しすぎないように注意する必要があります。長いです。 プラスチックベースの原料の注入プロセスが失敗し、機械を調整すると、ノズルの温度と最高温度領域を 10 分で設定し、機能しない場合は温度を切り、供給温度がより低くなるようにする必要があります。 150度。

射出成形後のチタンおよびチタン合金ビレットは、一般的な金属材料と変わらず、空気中に置くことができます。 バインダーでコーティングされたチタンおよびチタン合金粉末は、空気中の酸素を効果的にブロックできます。 脱脂後は、溶剤脱脂でも還元シュウ酸脱脂でも（強酸化硝酸脱脂はお勧めしません）、まず炉出温度が50度以下になるようにします。 酸化が起こらないようにするため、脱脂された茶色のビレットは多孔質で、空気中の酸素と非常に反応しやすいので注意してください。 茶色のビレットを外側に置く時間が短いほど、できるだけ早く焼結システムに入ります。

 焼結支持板と焼結ボックスの設計は非常に重要です。 チタンおよびチタン合金は酸素親和性が高いため、高温でアルミナ (Al2O3) に酸素を取り込むこともできます。 したがって、セラミック製のベアリングプレートにはジルコニアプレート（ZrO2）が推奨されますが、炭化または窒化の材料は選択しないでください。 チタンおよびチタン合金は、炭素および窒素元素との親和性も好みます。 過去の焼結の経験では、焼結ボックス内にチタン スポンジを配置して酸素捕捉の犠牲ブロックとして使用することは効果的ですが、焼結炉の効率を低下させます。 一度に多くのスポンジチタンを消費し、スペースを占有し、熱を消費することはマイナスです。

上記の経験は、チタンおよびチタン合金粉末射出成形の製造に共有されています。 オペレーターは注意が必要です。 純チタン粉の状態はリスクが高いです。 これらの非鉄金属 (密度 < 4.5g/cc)="">