Výroba aditív, známa tiež ako 3D tlač, spôsobila revolúciu vo výrobnom priemysle tým, že umožnila vytváranie zložitých geometrií a prispôsobených dielov so zníženým odpadom z materiálu. Horčík, ľahký a vysokovýkonný kov, získal významnú pozornosť pri výrobe aditív vďaka svojim vynikajúcim mechanickým vlastnostiam a potenciálnym aplikáciám v rôznych odvetviach, ako sú letectvo, automobilový priemysel a biomedicínsky. Vlastnosti aditívne vyrobených častí horčíka však môžu byť významne ovplyvnené liečbou následkom spracovania, ako je napríklad ošetrenie starnutím. V tomto blogu ako dodávateľHorčík pre výrobu aditív, Preskúmam, ako ošetrenie starnutia ovplyvňuje vlastnosti aditívne vyrábaných častí horčíka.
Porozumenie aditívne vyrobené časti horčíka
Aditívna výroba častí horčíka zvyčajne zahŕňa použitie techník fúzie práškového lôžka (PBF) alebo usmerňovaných techník depozície energie (DED). V PBF sa laserový alebo elektrónový lúč selektívne topí a spája vrstvu horčíka práškovou vrstvou, aby sa vytvorila požadovaná časť. Na druhej strane Ded používa zameraný zdroj energie na roztopenie a vkladový horčík na substráte, čím sa postaví vrstva časti po vrstve.
Vystavené aditívne vyrobené časti horčíka často vykazujú jedinečné mikroštruktúry a vlastnosti v porovnaní s konvenčne vyrobenými dielmi. Tieto časti môžu mať jemnozrnnú štruktúru, vysokú pórovitosť a zvyškové napätie v dôsledku rýchleho zahrievania a chladiaceho cyklov počas procesu výroby prísad. Výsledkom je, že mechanické vlastnosti, ktoré sú postavené, časti horčíka, ktoré nie sú splnené požiadavkami niektorých aplikácií, a na zlepšenie ich výkonu sú často potrebné ošetrenia po spracovaní.
Úloha starnutia liečby
Ošetrenie starnutia, tiež známe ako zrážanie alebo kalenie veku, je proces tepelného spracovania, ktorý sa používa na zlepšenie pevnosti a tvrdosti kovov podporou tvorby jemných zrazenín v kovovej matrici. Proces zvyčajne zahŕňa zahrievanie kovu na špecifickú teplotu (teplota starnutia) a držanie ho pri tejto teplote po určitú dobu (čas starnutia), po ktorom nasleduje chladenie na teplotu miestnosti.
V prípade aditívne vyrábaných častí horčíka môže mať starnutie ošetrenie niekoľko priaznivých účinkov na ich vlastnosti:
1. Posilnenie
Počas ošetrenia starnutia sa jemné zrazeniny tvoria v matrici horčíka, ktoré pôsobia ako prekážky pri dislokačnom pohybe. Dislokácie sú defekty v kryštálovej štruktúre kovov, ktoré sú zodpovedné za plastickú deformáciu. Zastupovaním pohybu dislokácií zrazeniny zvyšujú pevnosť a tvrdosť častí horčíka. Veľkosť, distribúcia a objemová frakcia precipitátov môžu významne ovplyvniť posilňovací účinok. Všeobecne povedané, menšie a rovnomernejšie rozložené zrazeniny vedú k väčšiemu posilneniu.
2. Zlepšená ťažnosť
V niektorých prípadoch môže ošetrenie starnutia tiež zlepšiť ťažnosť aditívne vyrobených častí horčíka. Tvorba precipitátov môže pomôcť zmierniť zvyškové napätie a vylepšiť štruktúru zŕn, ktorá môže zvýšiť schopnosť plasticky deformovať sa bez zlomenia. Účinok liečby starnutia na ťažnosť však závisí od rôznych faktorov, ako je teplota starnutia, čas starnutia a počiatočná mikroštruktúra častí.
3. Znížená pórovitosť
Ošetrenie starnutia môže tiež znížiť pórovitosť aditívne vyrobených častí horčíka. Proces tepelného spracovania môže spôsobiť zmenšenie a zatváranie pórov v dôsledku difúzie atómov horčíka. Toto zníženie pórovitosti môže zlepšiť hustotu a mechanické vlastnosti častí, ako je rezistencia na únavu a odolnosť proti korózii.
4. Zvýšený odolnosť proti korózii
Tvorba precipitátov počas ošetrenia starnutia môže tiež zlepšiť odolnosť voči aditívne vyrobeným horčíkovým dielom. Zrazeniny môžu pôsobiť ako bariéra difúzie korozívnych druhov, ako je kyslík a voda, a chrániť matricu horčíka pred koróziou. Okrem toho môžu k zlepšeniu odolnosti proti korózii prispievať aj vylepšenie štruktúry zŕn a zmiernenie zvyškových napätí.
Faktory ovplyvňujúce proces liečby starnutia
Účinnosť starnutia liečby na vlastnosti aditívne vyrobených častí horčíka závisí od niekoľkých faktorov vrátane:
1. Teplota starnutia
Teplota starnutia je kritický parameter, ktorý ovplyvňuje tvorbu a rast zrazenín. Ak je teplota starnutia príliš nízka, proces zrážania môže byť pomalý a požadovaný efekt posilňovania sa nemusí dosiahnuť. Na druhej strane, ak je teplota starnutia príliš vysoká, môžu zrazeniny hrubé, čo vedie k zníženiu pevnosti. Preto je potrebné na základe zloženia a počiatočnej mikroštruktúry horčíkových častí starostlivo zvoliť teplotu starnutia.
2. Čas starnutia
Čas starnutia tiež hrá dôležitú úlohu v procese liečby starnutia. Dlhšie časy starnutia vo všeobecnosti vedú k väčšiemu objemu frakcie precipitátov a vyššej sile. Nadmerný čas starnutia však môže viesť k nadmernému starnutiu, kde sa zráža hrubé a pevnosť klesá. Preto je potrebné určiť optimálny čas starnutia, aby sa dosiahla požadovaná rovnováha medzi silou a inými vlastnosťami.
3. Počiatočná mikroštruktúra
Počiatočná mikroštruktúra aditívne vyrobených častí horčíka, ako je veľkosť zŕn, pórovitosť a zvyškové napätia, môžu významne ovplyvniť proces liečby starnutia. Časti s jemnejšou štruktúrou zŕn a nižšou pórovitosťou môžu vyžadovať rôzne parametre starnutia v porovnaní s časťami s hrubšou štruktúrou zŕn a vyššou pórovitosťou. Prítomnosť zvyškových napätí môže navyše ovplyvniť tvorbu a rast zrazenín a môže si pred starnutím vyžadovať ďalšie ošetrenie na zmiernenie stresu.
4. Zloženie zliatiny
Zloženie zliatiny horčíka používanej v aditívnej výrobe môže tiež ovplyvniť proces ošetrenia starnutia. Rôzne prvky legovania môžu mať rôzne účinky na správanie zrážok a výsledné mechanické vlastnosti. Napríklad niektoré zliatinové prvky, ako napríklad hliník a zinok, môžu podporovať tvorbu zrazenín a zvýšiť účinok posilňovania. Výber vhodnej zliatiny horčíka je preto rozhodujúci pre dosiahnutie požadovaných vlastností po starnutí liečby.
Aplikácie aditívne vyrobených častí horčíka po ošetrení starnutím
Vylepšené vlastnosti aditívne vyrábaných horčíkových dielov po ošetrení starnutím ich robia vhodné pre širokú škálu aplikácií:
1. Letecký priemysel
V leteckom priemysle sú ľahké materiály veľmi žiaduce znížiť hmotnosť lietadiel a kozmickej lode, čo môže viesť k zlepšeniu palivovej účinnosti a výkonu. Aditívne vyrobené časti horčíka so zvýšenou pevnosťou a odolnosťou proti korózii po ošetrení starnutím sa môžu použiť v rôznych leteckých komponentoch, ako sú časti motora, štrukturálne rámce a konzoly.
2. Automobilový priemysel
Automobilový priemysel sa stále viac zaujíma o použitie častí horčíka na zníženie hmotnosti vozidiel a zlepšenie spotreby paliva. Dodatočne vyrobené časti horčíka so zlepšenými mechanickými vlastnosťami po starnutí sa môžu použiť v automobilových komponentoch, ako sú motorové bloky, prenosové puzdrá a časti suspenzie.
3. Biomedicínsky priemysel
Horčík má vynikajúcu biokompatibilitu a biologicky odbúrateľnosť, čo z neho robí sľubný materiál pre biomedicínske aplikácie. V ortopedických implantátoch, ako sú kostné skrutky a platne, sa môžu použiť aditívne vyrobené časti horčíka s vlastnosťami prispôsobených po starnutí.
Záver
Ako dodávateľHorčík pre výrobu aditív, Chápem dôležitosť postupov po spracovaní, ako je ošetrenie starnutím, pri zvyšovaní vlastností aditívne vyrábaných častí horčíka. Ošetrenie starnutia môže významne zlepšiť pevnosť, ťažnosť, pórovitosť a odolnosť proti korózii v týchto častiach, čo ich robí vhodnými pre širokú škálu aplikácií v rôznych odvetviach.
Účinnosť starnutia liečby však závisí od niekoľkých faktorov vrátane teploty starnutia, času starnutia, počiatočnej mikroštruktúry a zloženia zliatiny. Preto je nevyhnutné starostlivo optimalizovať proces liečby starnutia, aby sa dosiahli požadované vlastnosti pre konkrétne aplikácie.
Ak máte záujem používať pre svoje projekty aditívne vyrobené časti horčíka a chcete sa dozvedieť viac o procese liečby starnutím a jeho účinkoch na vlastnosti týchto častí, alebo ak hľadáte kvalitné materiály horčíka pre výrobu aditív, neváhajte nás kontaktovať a požiadať o ďalšiu diskusiu a vyjednávanie o obstarávaní. Zaviazali sme sa, že vám poskytneme najlepšie riešenia a produkty, ktoré vyhovujú vašim potrebám.
Odkazy
- Gu, D., Shen, Y., & Ding, Y. (2012). Selektívne laserové topenie biokompatibilných kovov pre rýchlu výrobu lekárskych častí. International Journal of Spravode Tools and Manufacture, 60, 47-60.
- Starink, MJ a StJohn, DH (2018). Zliatiny horčíka a spracované výrobky pre zvýšené teplotné aplikácie. Journal of horčík a zliatiny, 6 (3), 359-376.
- Nie, JF (2007). Posledný výskum a vývoj vo vysoko pevných zliatinách MG-Re. Pokrok v Materials Science, 52 (8), 891-939.