Kako odabrati odgovarajući metalni prah za dijelove u različitim radnim uslovima?

一, izbor motiviran radnom stalnom uslovima: ispitivanje četiri temeljne dimenzije
1. Zahtevi za mehaničke performanse
High strength and resistance to fatigue: Aircraft engine blades need to be able to handle high temperatures (>600 °C) and high stresses (>500 MPa). Za to biste trebali koristiti nikl {- prašak za tanjurnu valutu (takav GH4169). Može izdržati visoke temperature bez razbijanja, a njegova snaga prinosa može dostići 1100 MPa.
Ladica za baterije za buduća energetska vozila treba biti veća od 30% lakša i imati veću čvrstoću - u - težinu. Prašak od legure aluminija (takav alsi10mg) je sada najbolji izbor jer je svjetlo (2,7 g / cm³) i jak (310 MPa).
Otpornost na habanje i udar: Građevinske mehanizacije za rudarstvo moraju biti u mogućnosti podnijeti teške uticaje. Iron - Metalurški materijali u prahu (sa komponentama legure bakra i molibdena) mogu dostići tvrdoću HRC-a 55 ili viši postupcima metalurgije praška. Oni su takođe dvostruko nožni - otporni kao obični čelik.
2. Zahtjevi za prilagođavanje okolišu
Otpornost na koroziju: cjevovodi na offshore platformama trebaju biti u mogućnosti izdržati koroziju iz morske vode već duže vrijeme. U CL⁻ okruženju, prah od nehrđajućeg čelika od nehrđajućeg čelika ima potencijal otpornosti na koroziju koji je udario od +0.3 V (SCE) i vijek trajanja koji je 10 puta duže od čelika ugljika.
Stabilnost visoke temperature: Komora za izgaranje plinske turbine mora biti u mogućnosti da se nosite sa temperaturama čak 1200 stepeni. Dodavanje 15% volframova u kobalt - legura u obliku legure (poput Stellite 6) može ga držati čvrstom na visokim temperaturama, s tvrdom HRC-om 40 ili više.
Težak temperatura: Spremnici za skladištenje za ukapljeni prirodni gas trebaju raditi u - 196 stepeni. Uticaj niske temperature TI6AL4V puder od legura titana, može doći do 50 J / cm² nakon vrućeg izostatičkog pritiska (HIP) tretmana, što sprečava mogućnost lomljivog loma.
3. Zahtjevi za prilagođavanje procesa
Additive manufacturing (3D printing): You need to use powders that are very round (>90%) i imaju ograničenu rasponu veličine čestica (15-53 μ m). Na primjer, ako je razina kisika praha više od 0,2%, dok se štampaju komponente od legure titana sa SLM tehnologijom, čvrstoća vezane za međusobnu vezanje može pasti za 20%.
Metalurgija u prahu: Protok protoka Hall mora biti manji od 40 s / 50 g, a rasuta gustina mora biti veća od 3,2 g / cm³. Ako se prašak na bazi glačala {- (FE-2CU-0.8C) nije dovoljno dobar kada se pritisne u središtu automobila, može lako uzrokovati neravnomjerna zelena gustina i deformaciju koja je više od 0,5 mm nakon sinterovanja.
Da biste napravili gužvu premaza, morate koristiti pudere s grubim česticama (45-106 μm) kada se termički prskanje. Na primjer, koristi se za fiksiranje noževa motora za avione može zadržati poroznost premaz na manje od 1%, što je tri puta duže od tipičnih metoda elektroplata.
4. Potrebe za ekonomijom
Aplikacija koja je osjetljiva na trošak: Automobilski kočnici su izgrađeni od glačala; Stopa iskorištavanja materijala porasla je sa 40% na 95%.
Potrebe visokih performansi: nikl - Jednokrilni prah od legure koristi se za pravljenje pojedinačnih kristalnih turbina u motorima aviona. Ovaj prah košta otprilike 5000 juana po kilogramu. Cijena je visoka, ali motorna potiska {- do {- težina ide za 20% kada je težina za 15%, a otpornost na temperaturu povećana je za 100 stepeni. To štedi 30% na dugotrajnim troškovima tekućih troškova -.
2, tipično biblioteku za odabir radnog stanja
Slučaj 1: Posude pod pritiskom od legure od titana u industriji zrakoplovnog zrakoplovstva
Treba moći podnijeti nisku temperaturu od -196 stupnjeva i visokim pritiskom od 330 bara, a mora također udovoljiti ASME BPVC standardu.
Logika za odabir:
Materijal: TI6AL4V legura titana (zatezna snaga 900 MPa, izduženje 10%).
Postupak: topljenje elektronskog snopa (EBM) Štampanje hemisferskih komada sa zaostalim stresom od manje od 50 MPa, što je 60% manje od postupka SLM-a.
Nakon liječenja HIP-om (920 stupnjeva / 150 MPa), gustoća materijala iznosila je 99,9%, a njen umor je poboljšan na 10 ciklusa.
Institut za istraživanje industrijske tehnologije Koreje kreirao je 800l plovilo tlaka od legure od titana koji je položio - 196 stupnjev eksplozijski test. Bio je to 40% lakši, a 25% jeftiniji od tipičnih metoda za križnju.
Slučaj 2: Biomedicinsko polje - Spojni implantati
Mora ispuniti ISO 13485 standard, biti biokompatibilan sa ljudskim koštanim tkivom i moći trajati više od 10 ciklusa.
Razlozi izbora:
Materijal: koprmo legura u prahu sa 6% molibdena i tvrdoća HRC-a 45.
Proces: SLM Štampanje porozne strukture (60% poroznost, veličine 500 μm) da pomogne širećih ćelija širivanja.
Površinski tretman: plazma - prskani hidroksipatatitni premaz (debljine 50 μm) kako bi se biološka aktivnost poboljšala.
Učinak: Klinički podaci iz Treće bolnice Univerziteta Peking pokazuje da 3D štampani implantati imaju 98,7% šanse da preživljava pet godina, što je 15% bolje od tradicionalnih implantata.
Slučaj 3: Polje novih energetskih vozila - motorni rotor
Mora raditi velikom brzinom od 20000 o / min, sa magnetskim gubitkom<5 W/kg and magnetic permeability>1000.
Kako odabrati:
Materijal: željezni silikonski aluminijski prah od legura (FE-6,5% SI-0,5% al, magnetska propusnost 1200).
Process: Hot pressing powder metallurgy at 1200 °C and 100 MPa, with a density of 7.6 g/cm³. Insulation treatment: epoxy resin coating (withstand voltage level>3 kV) za smanjenje gusaka za EDDDY trenutne.
Nakon korištenja ovog pristupa na motornom rotoru platforme BYD E - 3.0, efikasnost je porasla i do 97,5%, što je 8% više energije - efikasno od običnog silikonskog čelika rotora.
3, Stablo odlučivanja o odabiru: Četvoro - korak koraka za prelazak iz potreba na rješenja
Napravite operativne parametre čišćenjem važnim faktorima poput temperature, pritiska, korozivnih medija i vrstu opterećenja.
Provjera materijala kandidata: Koristite materijale materijala poput priručnika za ASM za pronalaženje materijala koji imaju slične osnovne kvalitete, poput zatezne čvrstoće, tvrdoće i otpornosti na koroziju.
Provjera da li proces radi sa: Da biste provjerili faktore procesa poput protoka u prahu i sinterokiranja brzine skupljanja, napravite sitni testovi koji su takvi tiskari koji su 10 × 10 × 10 mm.
Analiza troškova cijelog životnog ciklusa: Pronađite alternativu s najnižim ukupnim troškovima dodavanjem troškova materijala, obrade, održavanja i neuspjeha.