Komposisi dariPaduan titanium TC4adalah Ti-6AI-4V, yang termasuk dalam paduan titanium tipe (a+β). Ini memiliki sifat mekanik komprehensif yang baik, kekuatan spesifik yang tinggi, ketahanan korosi yang sangat baik, biokompatibilitas yang baik, dan banyak digunakan di bidang luar angkasa, petrokimia, biomedis dan bidang lainnya. Artikel ini memilih metode elektroda berputar plasma untuk dipersiapkanbubuk paduan titanium, dan membahas mekanisme spheroidisasi bubuk paduan titanium. Hukum evolusi struktur mikronya dieksplorasi, dan metode perlakuan panas utama dibahas, memberikan landasan teori yang diperlukan untuk penerapan paduan titanium TC4 dalam teknologi pencetakan 3D.
2.1 Bahan dan Metode Eksperimen: Serbuk paduan TC4 dibuat dengan metode atomisasi elektroda berputar plasma, dan komposisi kimianya dianalisis dengan instrumen, seperti yang ditunjukkan pada Tabel 1.
| Al | Fe | V | C | N | Dan | O | H | Dari |
| 6.25 | 0.27 | 3.92 | 0.1 | 0.006 | 0.10 | 0.12 | 0.005 | 89.23 |
Berdasarkan tabel, kandungan H, N, dan O dalam bubuk relatif rendah, sehingga memenuhi persyaratan untuk mencetak produk berperforma tinggi. Bentuk partikel serbuk yang dihasilkan melalui proses ini sangat mendekati bulat, permukaannya halus, daya alirnya baik, dan tidak ada pengotor yang berlebihan. Gambar SEM yang diamati di bawah mikroskop elektron pemindaian ditunjukkan pada Gambar 1, dan masing-masing partikel bubuk ditunjukkan pada Gambar 2. Melalui pengamatan, ketika bentuk geometris partikel bubuk paduan titanium TC4 berbentuk bola, sifat mampu bentuknya baik, sedangkan bubuk elips memiliki kemampuan mengalir dan mampu bentuk yang buruk. Bubuk paduan titanium bulat memiliki kemampuan mengalir yang baik selama persiapan pencetakan 3D laser.
2.2 Hasil Eksperimen dan Analisis 2.2.1 Mekanisme Pembentukan Bola Serbuk Paduan Titanium TC4 Dalam teknologi pencetakan 3D, bahan serbuk logam merupakan bahan baku pencetakan 3D logam, dan sifat dasarnya mempunyai pengaruh yang signifikan terhadap kualitas pembentukan produk akhir. Ini juga merupakan salah satu bahan dasar dan elemen kunci untuk mencapai pembuatan prototipe cepat. Serbuk paduan TC4 yang dibuat dengan metode atomisasi elektroda berputar plasma memiliki bentuk partikel yang sangat mendekati bola, dengan permukaan halus dan kemampuan mengalir yang baik. Mekanisme powder balling terutama terdiri dari tiga proses, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3. Pada proses pertama, tetesan paduan cair dipengaruhi oleh aliran udara berkecepatan tinggi, menyebabkannya tumbuh menjadi lapisan cairan bergelombang dan menjauh dari pusat gas. dengan kecepatan tinggi; Pada proses kedua, karena tekanan, tetesan paduan yang memanjang menjadi tidak stabil. Di bawah tegangan permukaan cairan, mereka kemudian tertiup dan pecah, membentuk tetesan elips; Pada proses ketiga, tetesan elips terus terpecah lagi di bawah pengaruh tekanan udara dan tegangan permukaan cairan, dan tersegmentasi menjadi beberapa tetesan kecil. Di bawah pengaruh tegangan permukaan, tetesan cenderung menyusut menjadi bentuk bola selama proses penurunan, dan pendinginan semakin cepat, segera memadat menjadi bentuk bola.
Eksperimen ini dapat memperoleh ukuran partikel paduan titanium TC4 yang sebagian besar terdistribusi pada kisaran 50-160 μm dengan mengontrol parameter eksperimen yang relevan. Distribusi ukuran partikelnya sempit dan memenuhi persyaratan pencetakan 3D.
2.2.2 Struktur Mikro Sampel Paduan Titanium TC4 Struktur metalografi penampang sampel paduan titanium TC4 ditunjukkan pada Gambar 4. Ketika berkas ion bekerja pada bubuk paduan titanium TC4, kolam cair melingkar akan terbentuk. Di dalam kolam cair, suhu secara bertahap menurun dari pusat ke tepi, menunjukkan distribusi Gaussian. Perbedaan suhu mengakibatkan tingkat peleburan bubuk paduan titanium TC4 yang berbeda-beda, dengan bubuk pada suhu yang lebih rendah di wilayah tepi tetap tidak meleleh atau tidak cukup meleleh, sehingga menyebabkan perbedaan struktur mikro dan ukuran butir antara kumpulan lelehan dan wilayah tepi. Penggunaan mode pulse dot untuk pelapis serbuk logam dapat mengurangi pengaruh gradien suhu pada zona yang terkena panas. Ketika sumber panas terakhir bekerja pada bubuk paduan, hal ini juga menambah energi ke area tepi tempat sebelumnya untuk peleburan kembali. Setelah memperoleh energi, butiran tersebut terus tumbuh searah dengan arah penyerapan energi.
Foto struktur metalografi bagian memanjang sampel paduan titanium TC4 ditunjukkan pada Gambar 5. Melalui pengamatan mikroskop metalografi, struktur mikronya berupa produk β - kolom kasar. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 5, batas butir dapat diamati dengan jelas, dan kristal kolumnar tumbuh sepanjang arah lapisan penumpukan, dengan arah pertumbuhan yang berbeda. Pertumbuhan berhenti di batas kristal β - kolumnar, dan pada saat yang sama, kristal kolumnar yang jauh dari substrat terus tumbuh secara epitaksi, dengan fenomena pertumbuhan butiran. Setelah dianalisis, ditemukan bahwa suhu yang dihasilkan selama preparasi paduan TC4 dengan pencetakan 3D berdampak pada struktur mikro paduan titanium. Ketika sebagian bubuk paduan dilebur oleh berkas ion, bagian depan paduan dipanaskan kembali. Namun, koefisien difusi mandiri fase beta dari paduan TC4 relatif besar, dan energi yang lebih kecil dapat mendorong pertumbuhan butir. Oleh karena itu, kristal kolumnar rentan terhadap pertumbuhan dan panas berlebih selama pemanasan ulang.
Oleh karena itu, mengendalikan energi sumber panas dapat secara efektif mengubah struktur mikro paduan TC4.
2.2.3 Larutan padat dan perlakuan panas penuaan Gambar 6 menunjukkan struktur metalografi paduan TC4 dalam tiga kondisi perlakuan panas yang berbeda: seperti yang diendapkan (a), 970 ° C/1 jam+540 ° C/4 jam (b), dan 970 ° C /1 jam (c). Paduan TC4 yang diendapkan memiliki struktur mikro campuran larutan padat alfa dan larutan padat beta; Setelah perlakuan panas pada 970 ° C/1 jam+540 ° C/4 jam (b), struktur metalografi diubah menjadi struktur keranjang jaring; Setelah perlakuan panas lebih lanjut pada 970 ° C/FC/1 jam (c), struktur diubah menjadi struktur bimodal yang terdiri dari struktur seperti keranjang dan fase alfa berbentuk bola. Diantaranya, kinerja mulur suhu tinggi, kekuatan, dan plastisitas struktur keranjang baik, sedangkan plastisitas struktur bimodal rendah dan kekuatannya tinggi.
Melalui analisis, diketahui bahwa larutan padat dan perlakuan panas penuaan dapat secara efektif meningkatkan kekuatan dan plastisitas paduan titanium TC4, namun laju pendinginan memiliki pengaruh yang signifikan terhadap kekuatan dan plastisitas paduan titanium TC4, dan metode pendinginan yang tepat harus diterapkan. dalam produksi.
Gambar 7 menunjukkan gambar mikroskopis struktur mikro keranjang mesh paduan titanium TC4 dalam metode pendinginan yang berbeda. Ketika paduan titanium TC4 didinginkan dengan udara, terjadi transformasi fase semi difusi. Setelah larutan padat dan perlakuan penuaan, larutan padat fasa β antara larutan padat fasa α primer akan tampak sebagai larutan padat fasa α sekunder kecil, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 7 (a); Ketika paduan titanium TC4 didinginkan dalam tungku, terjadi transformasi fase tipe difusi. Setelah perlakuan larutan padat, struktur bimodal terbentuk. Larutan padat fasa β antara larutan padat fasa α primer dalam paduan tidak menghasilkan larutan padat fasa α sekunder karena kurangnya perlakuan panas penuaan berikutnya, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 7 (b); Sebagai perbandingan, terlihat bahwa pada kondisi pendinginan tungku, batas butir dan larutan padat fase alfa intragranular lebih kasar dibandingkan pada kondisi pendinginan udara. Ketika paduan titanium TC4 terkena gaya eksternal, retakan lebih mungkin terjadi dan menyebar pada batas butir, sehingga mengurangi plastisitas, dan pencetakan tidak digunakan.
Ringkasan: (1) Bubuk paduan titanium TC4 dibuat dengan metode elektroda berputar plasma, (Logam Tianjiu dapat menyesuaikan bubuk paduan titanium TC4 dengan proses berbeda sesuai kebutuhan pelanggan), bentuk partikel bubuk sangat mendekati bola, permukaannya halus, the kemampuan mengalirnya bagus, dan memiliki karakteristik bubuk yang baik, yang memenuhi persyaratan pencetakan 3D.
(2) Struktur mikro penampang paduan titanium TC4 menunjukkan kristal kolumnar yang memancar dari pusat suhu ke tepi, sedangkan struktur mikro bagian memanjang menunjukkan kristal kolumnar yang tumbuh sepanjang arah lapisan penumpukan. Kontrol energi sumber panas dapat secara efektif meningkatkan struktur mikro paduan titanium TC4.
(3) Metode perlakuan panas larutan padat+penuaan dan pendinginan udara secara efektif meningkatkan kekuatan dan plastisitas paduan titanium TC4 yang disimpan, menjadikan kinerjanya memenuhi persyaratan pencetakan 3D paduan titanium TC4.
SAT NANO adalah pemasok terbaik bubuk paduan titanium bubuk paduan TC4 di Cina, kami dapat menawarkan partikel 15-45um, 15-53um, 45-105um dan ukuran partikel lainnya, jika Anda memiliki pertanyaan, jangan ragu untuk menghubungi kami di sales03 @satnano.com
