Metalurģiskās apstrādes tehnoloģija un titāna sakausējuma kaluma tīrīšana

Zinātnei un tehnoloģijai nepārtraukti attīstoties, prasības materiālu īpašībām kļūst arvien augstākas. Titāna sakausējumi to izcilo īpašību dēļ pakāpeniski ir kļuvuši par pētniecības centru. Titāna sakausējuma kalšana ir svarīgs metāla formēšanas process. Tomēr titāna sakausējuma kalumiem ražošanas procesā ir tendence uz tādiem defektiem kā ieslēgumi un skala, kas ietekmē kalumu veiktspēju.

Arī daudzas materiālu kalšanas un apstrādes metodes tiek pastāvīgi izmantotas. Tirgū plaši tiek izmantoti izstrādājumi, kas kalti no titāna sakausējumiem. Kalšanas apstrādes tehnoloģija kļūst arvien nobriedušāka. Titāna sakausējuma kalšanas metalurģija ir salīdzinoši izplatīta. Uzzināsim par titāna sakausējuma kalšanu. metalurģijas apstrādes tehnoloģiju un tīrīšanas jomā.

⑴. Tiešās metāla lāzera saķepināšanas ātrās prototipēšanas tehnoloģija

Tiešās metāla lāzera saķepināšanas ātrās prototipēšanas tehnoloģija visaptveroši izmanto progresīvu lāzertehnoloģiju, pulvera tehnoloģiju un datorvadības tehnoloģiju, lai panāktu tiešu gandrīz blīvu metāla daļu apstrādi un formēšanu. Pirmkārt, datorizētā projektēšanas sistēma (CAD) tiek izmantota, lai izveidotu mērķa produkta trīsdimensiju daļas modeli, un pēc tam digitālais modelis tiek sadalīts divdimensiju slāņu struktūru sērijā. Dators kontrolē lāzera stara kustību, un pulvera bruģēšanas sistēma pārvietojas sinhroni, lai ieklātu sakausējuma pulveri. , pēc viena smalkā pulvera slāņa saķepināšanas sistēma atkal sāk saķepināt jaunu slāni un beidzot pēc slāņa saķepināšanas veido produkta trīsdimensiju vienību.

⑵. Elektronu staru selektīvās apšuvuma tehnoloģija

Elektronu staru selektīvās apšuvuma tehnoloģija ir ražošanas tehnoloģija, kas izmanto augstas enerģijas elektronu starus, lai bombardētu iepriekš sajauktu titāna jauktu pulveri un saķepinātu to slāni pa slānim. Titāna metāla pulveris izkusīs un saķepinās slānī zem elektronu stara bombardēšanas un savienosies ar apakšējo slāni, kas ir atdzesēts un izveidots. Zviedrijas uzņēmums Arcam izmantoja šo tehnoloģiju, lai izstrādātu sistēmu EBM S12. Iekārtas elektronu staru avota daļa uzkarsē augšējo kvēldiegu līdz virs 2500 grādiem, lai atbrīvotu elektronus. Tos paātrina anods un izlaiž caur fokusēšanas spoli, veidojot lejupvērstu bombardēšanas elektronu staru kūli. Elektronu stara novirzi var kontrolēt ar magnētisko lauku. , elektronu stara enerģiju kontrolē strāva, un ģenerētā jauda var sasniegt 4 kW. Apstrādes laikā pulvera sadalītājs izkliedē pulvera slāni uz apstrādes plaknes vakuuma kamerā, un pēc tam darbstacija pārvērš sagataves trīsdimensiju modelēšanas failu komponentos.

Slāņa profila dati un pārsūtīti uz vadības sistēmu. Pamatojoties uz nolasītajiem profila datiem, vadības sistēma virza elektronu staru, lai veiktu selektīvu saķepināšanu atbilstoši noteiktam skenēšanas ceļam. Titāna metāla pulveris tiek saķepināts un uzkrājas slānis pa slānim zem elektronu stara bombardēšanas, līdz tiek saķepināts visas daļas augšējais slānis. Pulvera forma nesaķepinātajā zonā nemainās, un pēc tīrīšanas var iegūt nepieciešamās trīsdimensiju titāna sakausējuma detaļas. Šo sistēmu galvenokārt izmanto titāna sakausējuma komponentu ražošanā aviācijas, kosmosa, automobiļu un medicīnisko implantu jomā. Saķepinātajam Ti-6AI-4V titāna sakausējumam ir laba metalogrāfiskā struktūra un lieliskas mehāniskās īpašības. Paziņotā tecēšanas robeža ir 910–940 MPa, stiepes izturība ir 950–990 MPa, Rokvela cietība ir 30–35 HRC un elastības modulis ir 120 GPa. Tomēr praktiskos lietojumos joprojām pastāv problēmas, piemēram, ražošanas apjoms ir tikai ierobežots (maksimālais ražošanas izmērs ir tikai 250x250x200mm), un izejmateriāla titāna pulveris ir jāpiegādā īpaši.

⑴ Titāna sakausējuma kalumu defektu analīze

Titāna sakausējuma kalumu kalšanas procesā, jo metālā ir ieslēgumi, piemēram, gāzes un oksīdi, kalumos ir viegli radīt defektus, piemēram, plaisas, poras un vaļīgumu, kas nopietni ietekmē kalumu veiktspēju. Tāpēc kalumu tīrīšana ir galvenais solis kalumu kvalitātes uzlabošanā.

⑵ Titāna sakausējuma kalšanas tīrīšanas procesa klasifikācija

Pašlaik titāna sakausējuma kalšanas tīrīšanas procesi galvenokārt ietver mehānisko tīrīšanu, ķīmisko tīrīšanu un elektrolītisko tīrīšanu. Mehāniskā tīrīšana galvenokārt ietver tīrīšanu ar skrošu strūklu, pulēšanas tīrīšanu utt.; ķīmiskā tīrīšana galvenokārt ietver kodināšanu, tīrīšanu ar sārmiem utt.; elektrolītiskā tīrīšana galvenokārt ietver elektroķīmisko katlakmens noņemšanu, elektrolītisko pulēšanu utt.

⑴ Tīrīšanas efekts nav ideāls

Titāna sakausējuma īpašību dēļ tā virsmas oksīda plēvi ir grūti noņemt, un tā ir pakļauta ūdeņraža trauslumam. Turklāt daļa tīrīšanas procesa var viegli izraisīt titāna sakausējumu virsmas raupjuma palielināšanos, ietekmējot kalumu noguruma īpašības.

⑵ Tīrīšanas process rada nopietnu vides piesārņojumu

Dažos tīrīšanas procesos ir jāizmanto ķīmiskie reaģenti, piemēram, skābes un sārmi, kas lietošanas laikā var viegli izraisīt vides piesārņojumu.

⑶ Process ir sarežģīts un izmaksas ir augstas

Titāna sakausējuma kalšanas tīrīšanas process ir sarežģīts un prasa vairākus procesus, un dažiem procesiem ir nepieciešams izmantot īpašu aprīkojumu, kā rezultātā palielinās izmaksas.

Metalurģiskās apstrādes tehnoloģijai un titāna sakausējuma kalumu tīrīšanai ir liela nozīme kalumu veiktspējas uzlabošanā. Ņemot vērā pašreizējās problēmas titāna sakausējuma kalšanas tīrīšanas procesā, turpmākie attīstības virzieni galvenokārt ietver zaļus un videi draudzīgus, augstas efektivitātes un zemu izmaksu un augstas veiktspējas veidus. Nepārtraukti optimizējot un uzlabojot tīrīšanas procesus, tas sniegs spēcīgu atbalstu plašai titāna sakausējuma kalumu izmantošanai aviācijas, kosmosa, medicīnas un citās jomās.