Komposisi daripadaAloi titanium TC4ialah Ti-6AI-4V, yang tergolong dalam aloi titanium jenis (a+β). Ia mempunyai sifat mekanikal komprehensif yang baik, kekuatan spesifik yang tinggi, rintangan kakisan yang sangat baik, biokompatibiliti yang baik, dan digunakan secara meluas dalam bidang aeroangkasa, petrokimia, bioperubatan dan lain-lain. Artikel ini memilih kaedah elektrod berputar plasma untuk disediakanserbuk aloi titanium, dan membincangkan mekanisme spheroidisasi serbuk aloi titanium. Undang-undang evolusi struktur mikronya diterokai, dan kaedah rawatan haba utama dibincangkan, menyediakan asas teori yang diperlukan untuk aplikasi aloi titanium TC4 dalam teknologi percetakan 3D.
2.1 Bahan dan Kaedah Eksperimen: Serbuk aloi TC4 disediakan dengan kaedah pengabusan elektrod berputar plasma, dan komposisi kimianya dianalisis dengan instrumen, seperti ditunjukkan dalam Jadual 1.
| Al | Fe | V | C | N | Dan | O | H | Daripada |
| 6.25 | 0.27 | 3.92 | 0.1 | 0.006 | 0.10 | 0.12 | 0.005 | 89.23 |
Menurut jadual, kandungan H, N, dan O dalam serbuk adalah agak rendah, yang memenuhi keperluan untuk mencetak produk berprestasi tinggi. Bentuk zarah serbuk yang disediakan oleh proses ini sangat hampir dengan sfera, dengan permukaan licin, kebolehliran yang baik, dan tiada kekotoran yang berlebihan. Imej SEM yang diperhatikan di bawah mikroskop elektron pengimbasan ditunjukkan dalam Rajah 1, dan zarah serbuk individu ditunjukkan dalam Rajah 2. Melalui pemerhatian, apabila bentuk geometri zarah serbuk aloi titanium TC4 adalah sfera, kebolehbentukan adalah baik, manakala serbuk elips mempunyai kebolehaliran dan kebolehbentukan yang lemah. Serbuk aloi titanium sfera mempunyai kebolehliliran yang baik semasa penyediaan percetakan 3D laser.
2.2 Keputusan dan Analisis Eksperimen 2.2.1 Mekanisme Pembentukan Bola Serbuk Aloi Titanium TC4 Dalam teknologi percetakan 3D, bahan serbuk logam adalah bahan mentah untuk cetakan 3D logam, dan sifat asasnya mempunyai kesan yang ketara ke atas kualiti pembentukan produk akhir. Ia juga merupakan salah satu asas material dan elemen utama untuk mencapai prototaip pantas. Serbuk aloi TC4 yang disediakan oleh kaedah pengabusan elektrod berputar plasma mempunyai bentuk zarah yang sangat dekat dengan sfera, dengan permukaan licin dan kebolehliran yang baik. Mekanisme bebola serbuk terutamanya terdiri daripada tiga proses, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 3. Dalam proses pertama, titisan aloi lebur dipengaruhi oleh aliran udara berkelajuan tinggi, menyebabkan ia tumbuh menjadi filem cecair beralun dan menjauh dari pusat gas pada kelajuan tinggi; Dalam proses kedua, disebabkan oleh tekanan, titisan aloi memanjang tidak stabil. Di bawah tegangan permukaan cecair, ia kemudiannya ditiup dan dipecahkan, membentuk titisan elips; Dalam proses ketiga, titisan elips terus pecah semula di bawah tindakan tekanan udara dan ketegangan permukaan cecair, dan dibahagikan kepada beberapa titisan kecil. Di bawah tindakan tegangan permukaan, titisan cenderung mengecut menjadi bentuk sfera semasa proses penurunan, dan penyejukan mempercepatkan, serta-merta menjadi bentuk sfera.
Eksperimen ini boleh mendapatkan saiz zarah aloi titanium TC4 yang diedarkan terutamanya dalam julat 50-160 μm dengan mengawal parameter eksperimen yang berkaitan. Pengagihan saiz zarah adalah sempit dan memenuhi keperluan percetakan 3D.
2.2.2 Struktur Mikro Sampel Aloi Titanium TC4 Struktur metalografi keratan rentas sampel aloi titanium TC4 ditunjukkan dalam Rajah 4. Apabila rasuk ion bertindak pada serbuk aloi titanium TC4, kolam lebur bulat terbentuk. Di dalam kolam lebur, suhu secara beransur-ansur menurun dari pusat ke tepi, menunjukkan taburan Gaussian. Perbezaan suhu menghasilkan pelbagai darjah lebur serbuk aloi titanium TC4, dengan serbuk pada suhu yang lebih rendah di kawasan pinggir kekal tidak cair atau tidak cukup cair, membawa kepada perbezaan dalam struktur mikro dan saiz antara kolam cair dan kawasan tepi. Penggunaan mod titik nadi untuk pelapisan serbuk logam boleh mengurangkan pengaruh kecerunan suhu pada zon terjejas haba. Apabila sumber haba terakhir bertindak ke atas serbuk aloi, ia juga menambah tenaga ke kawasan tepi tempat sebelumnya untuk pencairan semula. Selepas mendapat tenaga, bijirin terus berkembang mengikut arah penyerapan tenaga.
Foto struktur metalografi bagi bahagian membujur sampel aloi titanium TC4 ditunjukkan dalam Rajah 5. Melalui pemerhatian mikroskop metalografi, struktur mikro adalah produk kolumnar β kasar. Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 5, sempadan butiran boleh diperhatikan dengan jelas, dan kristal kolumnar tumbuh di sepanjang arah lapisan susun, dengan arah pertumbuhan yang berbeza. Pertumbuhan terhenti di sempadan hablur β - kolumnar, dan pada masa yang sama, hablur kolumnar yang jauh dari substrat terus berkembang secara epitaxial, dengan fenomena pertumbuhan bijian. Selepas analisis, didapati bahawa suhu yang dijana semasa penyediaan aloi TC4 melalui cetakan 3D memberi kesan kepada struktur mikro aloi titanium. Apabila sebahagian daripada serbuk aloi dicairkan oleh rasuk ion, bahagian hadapan aloi dipanaskan semula. Walau bagaimanapun, pekali resapan diri fasa beta aloi TC4 adalah agak besar, dan tenaga yang lebih kecil boleh menggalakkan pertumbuhan bijirin. Oleh itu, kristal kolumnar terdedah kepada pertumbuhan dan terlalu panas semasa pemanasan semula.
Oleh itu, mengawal tenaga sumber haba boleh mengubah struktur mikro aloi TC4 dengan berkesan.
2.2.3 Larutan pepejal dan rawatan haba penuaan Rajah 6 menunjukkan struktur metalografi aloi TC4 dalam tiga keadaan rawatan haba yang berbeza: seperti termendap (a), 970 ° C/1j+540 ° C/4j (b), dan 970 ° C /1j (c). Aloi TC4 yang didepositkan mempunyai struktur mikro campuran larutan pepejal alfa dan larutan pepejal beta; Selepas rawatan haba pada 970 ° C/1j+540 ° C/4j (b), struktur metalografi berubah menjadi struktur bakul jejaring; Selepas rawatan haba selanjutnya pada 970 ° C/FC/1j (c), struktur berubah menjadi struktur bimodal yang terdiri daripada struktur seperti bakul dan fasa alfa sferoid. Antaranya, prestasi rayapan suhu tinggi, kekuatan, dan keplastikan struktur bakul adalah baik, manakala keplastikan struktur bimodal adalah rendah dan kekuatannya tinggi.
Melalui analisis, diketahui bahawa penyelesaian pepejal dan rawatan haba penuaan dapat meningkatkan kekuatan dan keplastikan aloi titanium TC4 dengan berkesan, tetapi kadar penyejukan mempunyai kesan yang ketara terhadap kekuatan dan keplastikan aloi titanium TC4, dan kaedah penyejukan yang sesuai harus diguna pakai. dalam pengeluaran.
Rajah 7 menunjukkan imej mikroskopik struktur mikro bakul jejaring aloi titanium TC4 di bawah kaedah penyejukan yang berbeza. Apabila aloi titanium TC4 disejukkan dengan udara, transformasi fasa separa resapan berlaku. Selepas larutan pepejal dan rawatan penuaan, larutan pepejal fasa β antara larutan pepejal fasa α primer akan kelihatan sebagai larutan pepejal fasa sekunder kecil, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 7 (a); Apabila aloi titanium TC4 disejukkan dalam relau, transformasi fasa jenis resapan berlaku. Selepas rawatan larutan pepejal, struktur bimodal terbentuk. Larutan pepejal fasa β antara larutan pepejal fasa α primer dalam aloi tidak menghasilkan larutan pepejal fasa α sekunder kerana kekurangan rawatan haba penuaan berikutnya, seperti ditunjukkan dalam Rajah 7 (b); Sebagai perbandingan, dapat dilihat bahawa di bawah keadaan penyejukan relau, sempadan butiran dan larutan pepejal fasa alfa intragranular adalah lebih kasar daripada di bawah keadaan penyejukan udara. Apabila aloi titanium TC4 tertakluk kepada daya luaran, keretakan lebih berkemungkinan untuk memulakan dan merambat pada sempadan butiran, mengakibatkan keplastikan berkurangan, dan pengacuan percetakan tidak digunakan.
Ringkasan: (1) Serbuk aloi titanium TC4 yang disediakan oleh kaedah elektrod berputar plasma, (Tianjiu Metal boleh menyesuaikan serbuk aloi titanium TC4 dengan proses yang berbeza mengikut keperluan pelanggan), bentuk zarah serbuk sangat dekat dengan sfera, permukaannya licin, kebolehaliran adalah baik, dan ia mempunyai ciri serbuk yang baik, yang memenuhi keperluan percetakan 3D.
(2) Struktur mikro keratan rentas aloi titanium TC4 menunjukkan kristal kolumnar memancar dari pusat suhu ke tepi, manakala struktur mikro bahagian membujur menunjukkan hablur kolumnar tumbuh di sepanjang arah lapisan susun. Kawalan tenaga sumber haba boleh meningkatkan struktur mikro aloi titanium TC4 dengan berkesan.
(3) Kaedah rawatan haba penyelesaian pepejal+penuaan dan penyejukan udara dengan berkesan meningkatkan kekuatan dan keplastikan aloi titanium TC4 yang didepositkan, menjadikan prestasinya memenuhi keperluan percetakan 3D aloi titanium TC4.
SAT NANO adalah pembekal terbaik serbuk aloi TC4 serbuk aloi titanium di China, kami boleh menawarkan zarah 15-45um, 15-53um, 45-105um dan saiz zarah lain, jika anda mempunyai sebarang pertanyaan, sila hubungi kami di sales03 @satnano.com
