チタンおよびチタン合金の金属射出成形

01簡単な説明/紹介

チタンおよびチタン合金の比重は、鉄金属の比重のほぼ半分です。 それらに低密度、よい耐食性、高い特定の強さおよび満足なbiocompatibilityがあります。 それらは航空、宇宙航空、化学工業、生物医学および他の分野で広く利用されて、人類に寄与できるよい材料である総義歯、根、語頭音添加および他の骨の補強のような失敗した骨を取り替えるために人間のインプラントの人間の社会に巨大な経済的な利点を、特に持って来ます。

但し、粉末や金の技術のチタニウムそしてチタニウムの合金の最も大きい問題は酸化をいかに減らすか、または避けるかです。 ギブス自由エネルギーによって描かれた酸化物標準によって生成された自由エネルギー—温度図の観察によれば、酸化されたチタンまたはチタン合金は金属に還元される。 支払われた価格は非常に高く、経済的ではありません。 これはまた粉末や金プロセスのチタニウムそしてチタニウムの合金の不利な点です。 鉄ベースの家族材料と比較されて、加工費の利点はありますlost.It 伝統的なブロック加工におけるチタンおよびチタン合金の利点は、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。 これは粉末や金の従業者が知っていなければならない最初の事である。

02注意すべき点

チタンおよびチタン合金の粉末射出成形製品が成功するためには、以下の方法で開始する必要があります

出発粉末の酸素含有量を制御するためには、粉末の酸素含有量を3000ppm以下に制御する必要があり、もちろん1000ppm未満で制御するのが最善です。低酸素含有量の粉末を購入することによってのみ、良好な製品出力の可能性があります。

プロセス中、酸素と反応する機会に注意を払う必要があります。 混合された粉およびつなぎは保護大気で遂行されなければなりません射出成形は暖房および熱保存の時間を最小にするべきで脱脂プロセスはガスを減らすことによって保護されるか、または脱脂の直後の保護大気のシュウ酸の脱脂、真空または焼結の減少によって取り替えられるべきです。；

焼結させた軸受け版およびブラケットシステムの設計は焼結させたシステムの酸素分の減少で助けるためにチタニウムによって酸素を奪われて容易ではないジルコニアの版および小さいスポンジのチタニウムの犠牲的な版を使用します。；

材料粉末系にマグネシウムなどの酸素吸収成分を添加すると、チタンやチタン合金の組成にばらつきが生じ、焼結後にチタンやチタン合金の強度が低下する可能性があります。

2.1粉末原料の選択

低酸素含有量の粉末の使用は、チタンおよびチタン合金の射出成形のための最初の選択肢である。 これは、粉末がエアロゾル化法を用いた球状粉末により適していることを意味する。 エアロゾル化された粉末は不活性ガスで加圧され冷却されるので、粉末粒子はより大きく丸く、酸素含有量は低い。 現在、それは主に米国のCarpenterとイギリスのSandvikに基づいています。 粉の粒度はd50=10~12umです。 それは余りに良い粉のために適しています。 酸化しやすく、プロセスはより危険です。水アトマイズ法は細すぎて粗く、機械的粉砕法の粒子は大きく、射出成形プロセスには適していません。別の派閥水素を除去するための水素化チタン粉末の使用と、粉末を壊して丸めるためのプラズマなどの高エネルギーの使用をサポートすると言われています。 原材料の入手コストは非常に低いが、特許紛争や制御装置への投資は非常に高く、まだ普及していない。

2.2バインダー式

チタンとチタン合金の展開のための2つの供給システムがあります。 以下の表1に示すことをお勧めします。 式比は1.166〜1.220の収縮範囲で優れています。これらの式はすでに市場で入手可能です

表1.チタニウムおよびチタニウムの合金の方式のテーブル

チタンおよびチタン合金の酸化問題のために、供給中および射出成形中の粉末間の摩擦の可能性を避けるために、式比の金属の体積が63％以下であ 摩擦温度が高すぎると、酸化の可能性が高まります。

2.3給餌の際の注意点

入力材料の順序の制御に特別な関心は支払われるべきであり、混合された供給の温度調整は、表2の記述を見ます。2つの供給の混合のプロシージャは推薦されます。混合プロセスは酸素を除去するために保護大気で遂行されなければならないことすべてのポリマーつなぎの粒子か粉が湿気がないことを保障す 低温真空中で水分を除去するには、乾燥が困難なワックスやステアリン酸などの低分子結合剤が推奨されます。

表2. 摂食のための混合手順の推奨事項

03主なプロセス

供給が射出成形まで完了すれば、これは全体の粉の最も安全な状態です。 空気にさらされても大丈夫ですが、注入プロセスの加熱中は、給餌がバレルに長時間滞在しないように注意する必要があります。 樽の中で。注入のプラスチックベースの供給プロセスが失敗し、機械が調節されれば、ノズルの温度および最も高い温度区域は10分に置かれなければなりません。 それが働かなければ、供給が150℃の下にあるように温度は断ち切られなければなりません。

チタンおよびチタン合金射出成形の後、ビレットは一般的な金属材料の供給と変わらず、空気中に配置することができる。チタニウムおよびチタニウムの合金の粉がつなぎが塗られた後、つなぎは効果的に空気の酸素を妨げることができます。それから脱脂の後で、それが溶媒脱脂であるか、またはシュウ酸の脱脂を減らすことであるかどうか（強く酸化させた硝酸の脱脂方法を使用するこ 脱脂後の茶色のビレットは多孔質であり、空気中の酸素と反応することは非常に容易である。 ご注意ください。茶色のビレットが外側に配置される時間が短いほど、より良い、そしてそれはできるだけ早く焼結システムに入るでしょう。

焼結させた軸受け版および焼結させた箱の設計は重要です。 チタンとチタン合金の高い酸素親和性のために、それは高温でアルミナ中の酸素を捕捉することさえできます。 従って、陶磁器軸受け版はジルコニアの版を使用するために推薦されますが炭化されるか、またはnitrided材料を選ばないで下さい。 チタニウムおよびチタニウムの合金はまたカーボンへの類縁を好みますnitrogen.In 過去の焼結の経験、チタニウムのスポンジは酸素の把握のための犠牲的なブロックとして焼結箱に置かれました。 これは有効であるが、焼結炉の効率を低下させる。 毎回多くのチタンスポンジを消費することに加えて、占有されたスペースと消費される熱は負です。

上記は、チタンおよびチタン合金粉末射出成形の製造における経験の共有である。 オペレーターは慎重でなければなりません。 純チタンの微粉末状態は非常に危険です。 これらの非鉄金属（密度<4.5g/c.c.）にすべて塵の爆発の危険がありますが、チタニウムおよびチタニウムの合金は最も少なく活動的な非鉄金属とす