องค์ประกอบของโลหะผสมไทเทเนียม TC4คือ Ti-6AI-4V ซึ่งเป็นของโลหะผสมไทเทเนียมประเภท (a+β) มีคุณสมบัติทางกลที่ครอบคลุมดี มีความแข็งแรงจำเพาะสูง ทนต่อการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม มีความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ดี และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการบินและอวกาศ ปิโตรเคมี ชีวการแพทย์ และสาขาอื่น ๆ บทความนี้จะเลือกวิธีการเตรียมอิเล็กโทรดแบบหมุนพลาสม่าผงโลหะผสมไทเทเนียมและอภิปรายเกี่ยวกับกลไกการทำให้เป็นทรงกลมของผงโลหะผสมไทเทเนียม มีการสำรวจกฎวิวัฒนาการของโครงสร้างจุลภาค และหารือเกี่ยวกับวิธีการรักษาความร้อนหลัก ซึ่งเป็นพื้นฐานทางทฤษฎีที่จำเป็นสำหรับการใช้โลหะผสมไทเทเนียม TC4 ในเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ
2.1 วัสดุและวิธีการทดลอง: ผงโลหะผสม TC4 ถูกเตรียมโดยวิธีการทำให้เป็นอะตอมของอิเล็กโทรดแบบหมุนด้วยพลาสมา และองค์ประกอบทางเคมีได้รับการวิเคราะห์ด้วยเครื่องมือ ดังแสดงในตารางที่ 1
| อัล | เฟ | V | C | N | และ | O | H | ของ |
| 6.25 | 0.27 | 3.92 | 0.1 | 0.006 | 0.10 | 0.12 | 0.005 | 89.23 |
ตามตาราง ปริมาณ H, N และ O ในผงค่อนข้างต่ำ ซึ่งตรงตามข้อกำหนดสำหรับการพิมพ์ผลิตภัณฑ์ที่มีประสิทธิภาพสูง รูปร่างของอนุภาคผงที่เตรียมโดยกระบวนการนี้อยู่ใกล้กับทรงกลมมาก โดยมีพื้นผิวเรียบ มีการไหลที่ดี และไม่มีสิ่งเจือปนมากเกินไป ภาพ SEM ที่สังเกตได้ภายใต้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดจะแสดงในรูปที่ 1 และอนุภาคผงแต่ละอนุภาคจะแสดงในรูปที่ 2 จากการสังเกต เมื่อรูปทรงเรขาคณิตของอนุภาคผงโลหะผสมไททาเนียม TC4 มีลักษณะเป็นทรงกลม การขึ้นรูปจะดี ในขณะที่ผงทรงรี มีการไหลและขึ้นรูปได้ไม่ดี ผงโลหะผสมไทเทเนียมทรงกลมมีการไหลที่ดีระหว่างการเตรียมการพิมพ์ด้วยเลเซอร์ 3D
2.2 ผลการทดลองและการวิเคราะห์ 2.2.1 กลไกการขึ้นรูปลูกบอลของผงโลหะผสมไทเทเนียม TC4 ในเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ วัสดุผงโลหะเป็นวัตถุดิบสำหรับการพิมพ์ 3 มิติด้วยโลหะ และคุณสมบัติพื้นฐานของมันมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อคุณภาพของการสร้างผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย นอกจากนี้ยังเป็นหนึ่งในพื้นฐานด้านวัสดุและเป็นองค์ประกอบสำคัญในการสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็ว ผงโลหะผสม TC4 ที่เตรียมโดยวิธีการทำให้เป็นอะตอมของอิเล็กโทรดหมุนด้วยพลาสมามีรูปร่างของอนุภาคที่ใกล้เคียงกับทรงกลมมาก โดยมีพื้นผิวเรียบและมีการไหลที่ดี กลไกการปั้นแป้งส่วนใหญ่ประกอบด้วย 3 กระบวนการ ดังแสดงในรูปที่ 3 ในกระบวนการแรก หยดโลหะผสมหลอมเหลวจะได้รับผลกระทบจากการไหลของอากาศความเร็วสูง ทำให้พวกมันเติบโตเป็นฟิล์มของเหลวหยักและเคลื่อนตัวออกจากศูนย์กลางแก๊ส ด้วยความเร็วสูง ในกระบวนการที่สอง เนื่องจากความดัน หยดโลหะผสมที่ยืดออกจึงไม่เสถียร ภายใต้แรงตึงผิวของของเหลว พวกมันจะถูกเป่าและแตกออก กลายเป็นหยดทรงรี ในกระบวนการที่สาม หยดทรงรียังคงแตกตัวอีกครั้งภายใต้การกระทำของความดันอากาศและแรงตึงผิวของของเหลว และถูกแบ่งออกเป็นหยดเล็กๆ หลายหยด ภายใต้การกระทำของแรงตึงผิว หยดมีแนวโน้มที่จะหดตัวเป็นรูปทรงกลมในระหว่างกระบวนการตกต่ำ และการทำความเย็นจะเร่งขึ้น และแข็งตัวเป็นรูปทรงกลมทันที
การทดลองนี้สามารถรับขนาดอนุภาคโลหะผสมไทเทเนียม TC4 โดยส่วนใหญ่กระจายอยู่ในช่วง 50-160 μm โดยการควบคุมพารามิเตอร์ที่เกี่ยวข้องของการทดลอง การกระจายขนาดอนุภาคแคบและตรงตามข้อกำหนดของการพิมพ์ 3 มิติ
2.2.2 โครงสร้างจุลภาคของตัวอย่างโลหะผสมไทเทเนียม TC4 โครงสร้างทางโลหะวิทยาของหน้าตัดของตัวอย่างโลหะผสมไทเทเนียม TC4 จะแสดงในรูปที่ 4 เมื่อลำแสงไอออนกระทำกับผงโลหะผสมไทเทเนียม TC4 จะเกิดสระหลอมเหลวเป็นวงกลม ภายในสระหลอมเหลว อุณหภูมิจะค่อยๆ ลดลงจากศูนย์กลางไปยังขอบ ซึ่งแสดงการกระจายตัวแบบเกาส์เซียน ความแตกต่างของอุณหภูมิส่งผลให้ระดับการหลอมของผงโลหะผสมไทเทเนียม TC4 แตกต่างกัน โดยผงที่อุณหภูมิต่ำกว่าในบริเวณขอบยังคงไม่ละลายหรือละลายไม่เพียงพอ ทำให้เกิดความแตกต่างในโครงสร้างจุลภาคของเกรนและขนาดระหว่างแหล่งหลอมเหลวและบริเวณขอบ การใช้โหมดจุดพัลส์สำหรับการหุ้มผงโลหะสามารถลดอิทธิพลของการไล่ระดับอุณหภูมิบนโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน เมื่อแหล่งความร้อนส่วนหลังไปกระทบผงโลหะผสม ก็จะเสริมพลังงานให้กับบริเวณขอบของจุดก่อนหน้าเพื่อทำการหลอมใหม่ หลังจากได้รับพลังงานแล้ว เมล็ดพืชจะเติบโตต่อไปตามทิศทางการดูดซับพลังงาน
ภาพถ่ายโครงสร้างทางโลหะวิทยาของส่วนตามยาวของตัวอย่างโลหะผสมไทเทเนียม TC4 แสดงในรูปที่ 5 จากการสังเกตด้วยกล้องจุลทรรศน์โลหะ โครงสร้างจุลภาคเป็นผลิตภัณฑ์แบบเรียงเป็นแนว β แบบหยาบ ดังที่แสดงในรูปที่ 5 สามารถสังเกตขอบเขตของเกรนได้อย่างชัดเจน และผลึกเรียงเป็นแนวจะเติบโตไปตามทิศทางของชั้นที่ซ้อนกัน โดยมีทิศทางการเติบโตที่แตกต่างกัน การเติบโตจะหยุดที่ขอบเขตผลึก β - เรียงเป็นแนว และในเวลาเดียวกัน ผลึกเรียงเป็นแนวซึ่งอยู่ห่างจากสารตั้งต้นยังคงเติบโตแบบ epitaxisly โดยมีปรากฏการณ์การเติบโตของเกรน หลังจากการวิเคราะห์ พบว่าอุณหภูมิที่เกิดขึ้นระหว่างการเตรียมโลหะผสม TC4 โดยการพิมพ์ 3 มิติมีผลกระทบต่อโครงสร้างจุลภาคของโลหะผสมไทเทเนียม เมื่อผงโลหะผสมบางส่วนถูกละลายด้วยลำแสงไอออน ส่วนหน้าของโลหะผสมจะถูกทำให้ร้อนอีกครั้ง อย่างไรก็ตาม ค่าสัมประสิทธิ์การแพร่กระจายตัวเองของเฟสเบต้าของโลหะผสม TC4 มีขนาดค่อนข้างใหญ่ และพลังงานที่น้อยลงสามารถส่งเสริมการเจริญเติบโตของเมล็ดข้าวได้ ดังนั้นผลึกเรียงเป็นแนวจึงมีแนวโน้มที่จะเติบโตและมีความร้อนสูงเกินไปในระหว่างการให้ความร้อนซ้ำ
ดังนั้นการควบคุมพลังงานของแหล่งความร้อนจึงสามารถเปลี่ยนโครงสร้างจุลภาคของโลหะผสม TC4 ได้อย่างมีประสิทธิภาพ
2.2.3 สารละลายของแข็งและการบำบัดความร้อนตามอายุ รูปที่ 6 แสดงโครงสร้างทางโลหะวิทยาของโลหะผสม TC4 ในสถานะการบำบัดความร้อนที่แตกต่างกันสามสถานะ: สะสมอยู่ (a), 970 ° C/1 ชั่วโมง+540 ° C/4 ชั่วโมง (b) และ 970 ° C /1ชม. (ค) โลหะผสม TC4 ที่สะสมอยู่มีโครงสร้างจุลภาคผสมของสารละลายของแข็งอัลฟาและสารละลายเบต้าของแข็ง หลังจากการอบชุบด้วยความร้อนที่ 970 ° C/1 ชม.+540 ° C/4 ชม. (b) โครงสร้างโลหะวิทยาจะเปลี่ยนเป็นโครงสร้างตะกร้าตาข่าย หลังจากการอบชุบด้วยความร้อนเพิ่มเติมที่ 970 ° C/FC/1 ชม. (c) โครงสร้างก็เปลี่ยนไปเป็นโครงสร้างแบบไบโมดัลที่ประกอบด้วยโครงสร้างคล้ายตะกร้าและเฟสอัลฟาแบบทรงกลม ในหมู่พวกเขาประสิทธิภาพการคืบคลานที่อุณหภูมิสูงความแข็งแรงและความเป็นพลาสติกของโครงสร้างตะกร้านั้นดีในขณะที่ความเป็นพลาสติกของโครงสร้าง bimodal ต่ำและมีความแข็งแรงสูง
จากการวิเคราะห์ เป็นที่ทราบกันว่าสารละลายของแข็งและการบำบัดความร้อนตามอายุสามารถปรับปรุงความแข็งแรงและความเป็นพลาสติกของโลหะผสมไทเทเนียม TC4 ได้อย่างมีประสิทธิภาพ แต่อัตราการทำความเย็นมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อความแข็งแรงและความเป็นพลาสติกของโลหะผสมไทเทเนียม TC4 และควรใช้วิธีการทำความเย็นที่เหมาะสม ในการผลิต
รูปที่ 7 แสดงภาพด้วยกล้องจุลทรรศน์ของโครงสร้างจุลภาคของตะกร้าตาข่ายโลหะผสมไทเทเนียม TC4 ภายใต้วิธีการทำความเย็นแบบต่างๆ เมื่อโลหะผสมไทเทเนียม TC4 ระบายความร้อนด้วยอากาศ จะเกิดการเปลี่ยนแปลงเฟสแบบกึ่งการแพร่กระจาย หลังจากสารละลายของแข็งและการบำบัดความชรา สารละลายของแข็งเฟส β ระหว่างสารละลายของแข็งเฟส α หลักจะปรากฏเป็นสารละลายของแข็งเฟส α ทุติยภูมิขนาดเล็ก ดังแสดงในรูปที่ 7 (a) เมื่อโลหะผสมไทเทเนียม TC4 ถูกทำให้เย็นลงในเตาเผา การเปลี่ยนแปลงเฟสชนิดการแพร่กระจายจะเกิดขึ้น หลังจากการบำบัดด้วยสารละลายของแข็ง จะเกิดโครงสร้างแบบไบโมดัลขึ้น สารละลายของแข็งเฟส β ระหว่างสารละลายของแข็งเฟส α หลักในโลหะผสมไม่ได้สร้างสารละลายของแข็งเฟส α ทุติยภูมิ เนื่องจากขาดการบำบัดความร้อนตามอายุที่ตามมา ดังแสดงในรูปที่ 7 (b) จากการเปรียบเทียบ จะเห็นได้ว่าภายใต้สภาวะการทำความเย็นของเตาเผา ขอบเขตของเกรนและสารละลายของแข็งเฟสอัลฟ่าในแกรนูลนั้นหยาบกว่าภายใต้สภาวะการทำความเย็นด้วยอากาศ เมื่อโลหะผสมไทเทเนียม TC4 โดนแรงภายนอก รอยแตกมีแนวโน้มที่จะเริ่มต้นและแพร่กระจายที่ขอบเขตของเกรน ส่งผลให้ความเป็นพลาสติกลดลง และไม่ได้ใช้การขึ้นรูปการพิมพ์
สรุป: (1) ผงโลหะผสมไทเทเนียม TC4 จัดทำโดยวิธีอิเล็กโทรดหมุนพลาสม่า (Tianjiu Metal สามารถปรับแต่งผงโลหะผสมไทเทเนียม TC4 ด้วยกระบวนการที่แตกต่างกันตามความต้องการของลูกค้า) รูปร่างอนุภาคผงอยู่ใกล้กับทรงกลมมาก พื้นผิวเรียบ ความสามารถในการไหลเป็นสิ่งที่ดี และมีลักษณะเป็นผงที่ดี ซึ่งตรงตามข้อกำหนดของการพิมพ์ 3 มิติ
(2) โครงสร้างจุลภาคของหน้าตัดของโลหะผสมไททาเนียม TC4 แสดงผลึกเรียงเป็นแนวที่แผ่กระจายจากศูนย์กลางอุณหภูมิไปยังขอบ ในขณะที่โครงสร้างจุลภาคของส่วนตามยาวแสดงผลึกเรียงเป็นแนวที่เติบโตตามทิศทางของชั้นที่ซ้อนกัน การควบคุมพลังงานแหล่งความร้อนสามารถปรับปรุงโครงสร้างจุลภาคของโลหะผสมไทเทเนียม TC4 ได้อย่างมีประสิทธิภาพ
(3) วิธีการบำบัดความร้อนของสารละลายของแข็ง+อายุและการระบายความร้อนด้วยอากาศช่วยเพิ่มความแข็งแรงและความเป็นพลาสติกของโลหะผสมไทเทเนียม TC4 ที่สะสมไว้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้ประสิทธิภาพตรงตามข้อกำหนดของการพิมพ์ 3 มิติโลหะผสมไทเทเนียม TC4
SAT NANO เป็นซัพพลายเออร์ที่ดีที่สุดของผงโลหะผสมไททาเนียมผงโลหะผสม TC4 ในประเทศจีน เราสามารถนำเสนออนุภาค 15-45um, 15-53um, 45-105um และขนาดอนุภาคอื่น ๆ หากคุณมีคำถามใด ๆ โปรดอย่าลังเลที่จะติดต่อเราที่ sales03 @satnano.com
