Herstellungsverfahren für GR5-Titanlegierungspulver für den 3D-Druck

Der 3D-Druck (Three Dimensional Printing) ist eine der Rapid-Prototyping-Technologien. Unter Verwendung von Klebematerialien wie pulverförmigem Kunststoff oder Metall wird das dreidimensionale digitale Modell durch das Prinzip der diskreten Akkumulation, entsprechend dem dreidimensionalen Festkörpermodell, durch Schichtungssoftware, geschichtet entsprechend einer bestimmten Dicke, in ein zweidimensionales umgewandelt Flugzeugmodell mit einer sehr dünnen Dicke. Die Technologie, Schicht für Schicht zu drucken, um ein physisches Objekt zu bilden.

Die Herstellung der GR5-Titanlegierung ist Ti-6Al-4V, das zur Titanlegierung vom Typ (+) gehört. Es verfügt über gute umfassende mechanische und mechanische Eigenschaften, eine hohe spezifische Festigkeit, eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit, eine gute Biokompatibilität usw. und so weiter. Darüber hinaus ist es weit verbreitet. In der Luftfahrt, Petrochemie, Biomedizin und anderen Bereichen. Dieser Artikel vergleicht mehrere Hauptvorbereitungsmethoden für den 3D-Druck von Titanlegierungspulver, wählt die Strategie der Plasmadrehkathode für Plantitanlegierungspulver aus, untersucht das Balling-System von Titan-Verbundpulver und führt eine explorative Untersuchung der Entwicklung durch Die wichtigsten Wärmebehandlungsmethoden werden identifiziert, um die notwendige theoretische Grundlage für die Anwendung der 3D-Drucktechnologie GR5-Titanlegierung zu schaffen.

Herstellungsmethode für das 3D-Druckmaterial GR5-Legierungspulver

Es gibt verschiedene Arten des 3D-Drucks je nach Material. Metallpulver ist einer der lebenswichtigen natürlichen Stoffe für den 3D-Druck. Als Rohmaterial sollte Metallpulver mit höherer Reinheit verwendet werden. Zu den wichtigen Grenzen des Pulvers gehören Verbindungsteil, Molekülform, Molekülgröße und Molekülgrößenzirkulation. , Glätte usw. beeinflussen die Art des 3D-Drucks erheblich. Titan und Titanlegierungsmaterialien weisen besondere Eigenschaften auf. Nachdem sie zu Pulver verarbeitet wurden, können sie die Anforderungen des 3D-Drucks von Metallmaterialien erfüllen, doch die Planung ist auch eine echte Herausforderung. Zu den grundlegenden Fortschritten für die Planung allgemein ausgereifter 3D-Druck-Titanlegierungspulver gehören derzeit: Plasma-Schwenkanodentechnik, Plasmadraht- und Gaszerstäubungsstrategie usw.

Produkte, die durch 3D-Druck aus Titanlegierungspulver hergestellt werden, haben die Vorteile einer hohen Härte, eines niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten und einer guten Korrosionsbeständigkeit.

1. Vergleichen Sie die drei Hauptmethoden zur Herstellung von Titanlegierungspulver

⑴Plasma-Rotationselektrodenmethode

Bei dieser Herstellungsmethode besteht die Elektrode aus Metall oder einer Legierung und die Endfläche wird durch den Lichtbogen erhitzt und zu einer Flüssigkeit geschmolzen. Unter der Wirkung der eigenen Hochgeschwindigkeitszentrifugalkraft wird die Flüssigkeit herausgeschleudert und in feine Tröpfchen zerkleinert und dann zu Pulver kondensiert. Durch diesen Vorbereitungsprozess kann die Elektrodengeschwindigkeit angepasst werden. Die Kontrolle der Partikelgröße des Pulvers ist eine der idealeren Möglichkeiten, kugelförmiges Pulver zu erhalten. Es zeichnet sich durch hohe Sphärizität, gute Pulverfließfähigkeit, hohe Beladungsdichte, glatte Oberfläche, zuverlässige Kontrolle des Druckprozesses aus und ist nicht anfällig für Defekte wie ausgeschiedene Gase und Risse. Aufgrund der begrenzten Zentrifugalgeschwindigkeit ist die Partikelgröße des hergestellten Titanlegierungspulvers jedoch relativ grob und der Bereich der Partikelgrößenverteilung relativ konzentriert, was zu hohen Kosten und geringer Produktivität führt.

⑵Plasma-Draht-Zerstäubungsmethode

Bei dieser Aufbereitungsmethode werden unterschiedliche Legierungsdrähte als Rohstoffe verwendet und zu kugelförmigem Pulver verarbeitet. Es wurde zunächst unabhängig von der kanadischen Firma Raymor entwickelt und verfügt über eigene Produktionsanlagen, die einen gewissen Einfluss auf die Branche haben. Das mit dieser Technologie hergestellte feine kugelförmige Pulver bietet die Vorteile einer hohen Pulverextraktionsrate, geringer Verunreinigungen und einer hohen Arbeitseffizienz. Es eignet sich für die Entwicklung von Titanlegierungspulver. Es enthält jedoch auch Spuren von „Satellitenkugeln“ und eine sehr geringe Haftung, was kaum Auswirkungen auf die Leistung hat. offensichtlich.

⑶Gaszerstäubungsmethode

Bei der Gaszerstäubungsmethode wird ein Hochgeschwindigkeitsluftstrom verwendet, um den Metallflüssigkeitsstrom aufzubrechen und ihn schnell zu Pulver zu verfestigen. Bei dieser Methode muss lediglich die Kraft zwischen den Atomen des flüssigen Metalls überwunden werden, um es zu verteilen. Grundsätzlich kann jedes Material verwendet werden, das eine Flüssigkeit bilden kann. Zur Zerstäubung werden derzeit häufiger die Vakuumzerstäubung und die Inertgaszerstäubung eingesetzt. Durch das Gaszerstäubungsverfahren hergestelltes Titanlegierungspulver zeichnet sich durch eine schnelle Erstarrung, keine hohlen Pulverpartikel und eine gute Sphärizität aus. Allerdings ist die Pulverextraktionsrate gering und die Produktionskosten hoch. Derzeit wird die meiste inländische Zerstäubungstechnologie zur Herstellung von Titan- und Titanlegierungspulver verwendet, aber die Pulverextraktionsrate ist nicht hoch.

2. Vergleich verschiedener Aufbereitungsverfahren

Die oben genannten Herstellungsmethoden für sphärische Titan- und Titanlegierungspulver sind derzeit die Hauptrichtungen der Forschung und Produktionsprüfung im In- und Ausland. Das erste Verfahren ist mit geringen Ausrüstungskosten verbunden und das hergestellte Titanlegierungspulver weist eine gute Sphärizität auf, die Partikelgröße des erhaltenen Pulvers ist jedoch relativ grob. Diese Dicke der Pulverpartikelgröße kann durch Anpassen von Parametern gesteuert werden. Das vom dritten Typ hergestellte Legierungspulver weist eine gute Kugelform und eine kleine Partikelgröße auf, und es gibt viele Arten von Zubereitungen, aber die heimische Anwendungstechnologie ist noch nicht sehr ausgereift. Die Gaszerstäubungsmethode erfordert feine Pulverpartikel, einen niedrigen Sauerstoffgehalt und keine besonderen Anforderungen an die Rohstoffe, aber die Produktionskosten sind hoch.

Mehrere Zubereitungsmethoden haben ihre eigenen Vor- und Nachteile. Nach Analyse und Vergleich wurde die Plasma-Rotationselektrodenmethode zum Zerstäuben von Titanlegierungspulver verwendet, und der Effekt war bemerkenswert.