Er mwyn mynd i'r afael â'r cydrannau cymhleth sy'n ofynnol mewn meysydd fel awyrofod, mae castio powdr yn datrys yr heriau technegol sy'n gynhenid mewn castio manwl gywir yn effeithiol, megis ceudodau crebachu, mandylledd, a gwahanu cyfansoddiadol, yn ogystal â nifer o broblemau sy'n gysylltiedig â gofaniadau weldio. Ar hyn o bryd, wrth gynhyrchu aloion Ti2AlNb gan ddefnyddio meteleg powdr, rydym yn canolbwyntio ar baramedrau proses gwasgu isostatig poeth (HIP) (amser, tymheredd, pwysau), triniaeth wres ddilynol a phrosesau dadffurfiad poeth, ac astudiaeth o ficrostrwythur a pherfformiad aloion powdr a dimensiynau'r cydrannau ffurfiedig. Mae ein cwmni wedi paratoi powdr aloi Ti2AlNb cyn- gan ddefnyddio'r broses electrod cylchdroi plasma (PREP) ac yna wedi cynhyrchu aloion powdr Ti2AlNb trwy'r broses wasgu isostatig poeth powdr.
Dull paratoi aloi powdr Ti2AlNb: Mae powdr aloi Ti2AlNb cyn- gyda maint gronynnau o dan 250 μm yn cael ei lwytho i mewn i wain dur carbon isel silindrog mewn amgylchedd atmosfferig. Ar ôl cywasgu, weldio yn y fan a'r lle, dad-nwyo gwactod, a weldio selio, cwblheir gwasgu isostatig poeth (HIP) mewn ffwrnais gwasgu isostatig poeth math RD(Z) -1-850 o Sefydliad Ymchwil Dur Haopu Technology Co, Ltd, i gael biledau meteleg powdr. Proses wasgu isostatig poeth: Mae tymheredd y ffwrnais yn cael ei godi i 1030 gradd, mae'r pwysedd yn fwy na 140 MPa, yr amser dal yw 2-4 h, ac yna mae'r ffwrnais yn cael ei oeri. Proses trin gwres: Mae amodau triniaeth wres datrysiad yn 980 gradd am 2 h, ac yna oeri ffwrnais, gydag amser i dymheredd ystafell o ddim llai nag 1 h. Mae amodau triniaeth wres heneiddio yn 890 gradd am 4 h, ac yna oeri ffwrnais, gydag amser i dymheredd ystafell o ddim llai nag 1 h. Ar ôl gwasgu isostatig poeth, mae'r wain a'r craidd allanol yn cael eu tynnu trwy beiriannu a melino cemegol i gael rhannau impeller caeedig aloi titaniwm. Mae'r ffigur isod yn dangos y berthynas cydosod a delwedd gorfforol y llawes impeller caeedig arbrofol a'r craidd.
Ffig. Perthynas cynulliad a diagram corfforol o graidd llawes impeller amdo.
Profwyd priodweddau tynnol ar 650 gradd gan ddefnyddio peiriant profi cyffredinol electronig CMT5305, yn ôl GB/T 228.2-2015 "Deunyddiau metelaidd, profion tynnol-Rhan 2: Dull prawf tymheredd uchel"; profwyd oes ymgripiad ar 650 gradd /360 MPa gan ddefnyddio peiriant profi ymgripiad electronig a reolir gan RD-100 micro-, yn ôl GB/T 2039-2012 "Deunyddiau metelaidd, dull prawf ymgripiad tynnol un-axial"; roedd dimensiynau'r sbesimen ar gyfer profion tynnol a creep yn 5 mm mewn diamedr a 25 mm o hyd mesurydd, gydag o leiaf ddau sbesimen cyfochrog. Cafodd samplau aloi powdr Ti2AlNb, ar ôl eu mowntio a'u caboli, eu hysgythru ag adweithydd Kroll (3% HF + 6% HNO3 + 91% H2O, ffracsiwn cyfaint), a chafwyd delweddau SEM gan ddefnyddio microsgop electron sganio allyriadau maes TESCAN MIRA4. Perfformiwyd dadansoddiad EBSD ar SEM math Thermo Quattro SEM wedi'i gyfarparu â chwiliedydd diffraction backscatter electron (EBSD), a'r meddalwedd prosesu data oedd HKL Channel 5. Nodweddwyd mandylledd yr aloi Ti2AlNb poeth wedi'i wasgu'n isostatig gan ddefnyddio system tomograffeg microgyfrifiadur pelydr-X VersaXRM-500 (Micro-CT). Roedd ardal ddadansoddi'r compact powdr oddeutu Φ1.9 mm × 2.2 mm.
Wrth wneud cydrannau meteleg powdr, mae dyluniad y strwythur amgáu yn hanfodol. Mae angen i ddyluniad strwythur amgįu rhesymol sicrhau bod pob rhan o'r compact powdr wedi'i ddwysáu a'i fod yn agos at-rhwyd-ffurfio siâp. Fel y cynhwysydd ar gyfer gwasgu isostatig poeth (HIP) o aloion meteleg powdr, mae'r amgáu yn effeithio'n uniongyrchol ar ansawdd metelegol ac ymddangosiad dimensiwn y cynnyrch gorffenedig. Yn ymarferol, gall amrywiadau mewn paramedrau proses yn ystod dwysedd HIP arwain at wahaniaethau yn y broses ddwyshau. Yn enwedig wrth ffugio cydrannau mawr, cymhleth, mae'r strwythur amgáu / llwydni fel arfer yn gymharol gymhleth, ac mae'r gwahaniaethau yn y broses ddwysáu o'r wyneb i'r tu mewn i'r compact powdr yn fwy amlwg, hyd yn oed yn arddangos ffenomen o "ddwysáu gwisg unffurf". Mae'r ffenomen hon yn arwain at lefelau densification anghyson ac anffurfiad crebachu mewn gwahanol rannau o'r gydran, gan effeithio felly ar briodweddau mecanyddol y gydran. Gan ddefnyddio powdr EIGA, cafodd gwahanol fathau o gydrannau meteleg powdr Ti2AlNb eu gwneud yn llwyddiannus o dan drefn HIP o 1030 gradd /140 MPa/3 h. Dangosodd profion fod gwyriad dimensiwn y cydrannau allweddol yn llai na 2%, ac roedd ansawdd yr wyneb yn well nag aloion cast. Trwy fabwysiadu dyluniad strwythur amgáu â chymorth elfen gyfyngedig, mae'r broses ddwyseiddio yn tueddu i fod yn unffurf trwy gydol y broses ffurfio dwysáu gyfan, gan osgoi'r ffenomen o "ddwysau unffurf" a helpu i sicrhau cysondeb perfformiad cyffredinol y gydran.
1) O'i gymharu â'r dull PREP, mae gan y powdr aloi Ti2AlNb pre- a baratowyd gan y dull EIGA ddosbarthiad maint gronynnau ehangach, nifer fach o sfferau lloeren, a dwysedd tap uwch.
(2) O'i gymharu â'r aloi Ti2AlNb a ffurfiwyd gan wasgu isostatig poeth powdr PREP, mae cryfder tymheredd uchel a bywyd ymgripiad yr aloi sy'n cyfateb i bowdr EIGA yn cael eu lleihau ychydig, ond mae'r elongation yn well oherwydd unffurfiaeth uwch y microstrwythur. Yn y broses o baratoi cydrannau, mae'r canlyniadau efelychu elfen feidraidd yn dangos bod gan y impeller Ti2AlNb a baratowyd gan bowdr EIGA grebachu llai ac mae'n fwy addas ar gyfer gwasgu isostatig poeth o gydrannau cymhleth.
(3) Gan ddefnyddio efelychiad elfen feidraidd i gynorthwyo gyda dylunio'r amgįu, paratowyd cydrannau meteleg powdr Ti2AlNb cymhleth yn llwyddiannus gan ddefnyddio powdr aloi EIGA cyn-. Mae gan y cydrannau gywirdeb dimensiwn ac arwyneb uchel a dim diffygion metelegol.
