Низкий

May 29, 2024

21 августа 2023 г.

Поделитесь в своей сети:

В весеннем выпуске журнала PIM International за 2023 год (стр. 52–54) мы сообщили о комплексном исследовании, в котором описывается значительный прогресс, достигнутый в исследовании потенциала литья порошков под низким давлением (LPIM) за последние пару десятилетий. Было показано, что LPIM не только является экономичным процессом прототипирования и мелкосерийного производства компонентов сложной формы, близкой к заданной, но и успешно используется для мелкосерийного и крупносерийного производства очень сложных форм, особенно в область керамики. Некоторые из ключевых преимуществ LPIM по сравнению с PIM высокого давления заключаются в том, что машины LPIM, как правило, меньше по размеру и используют простую гидравлическую механику, что приводит к снижению затрат на оборудование и снижению энергопотребления. В LPIM обычно используется сырье с низкой вязкостью (<20 Па·с), которое впрыскивается под давлением, в 50–200 раз более низким, чем давление, используемое для обычного PIM, что дает дополнительное преимущество в виде меньшего износа пресс-формы. Однако, несмотря на ценовые преимущества LPIM, нынешнее понимание производства металлических компонентов с помощью LPIM остается ограниченным лишь несколькими доказательствами концепции.

В этот обзор LPIM была включена ссылка на исследование в Ecole de Technologie Superieure в Монреале, Канада, по использованию железных порошков неправильной формы, полученных распылением воды, для сырья LPIM. Самые последние результаты этой исследовательской работы теперь опубликованы в статье «Влияние размера порошка на формуемость и спеченные свойства нерегулярного сырья на основе железа, используемого при литье порошков под низким давлением», авторы А. А. Тафти, В. Демерс, и В. Браиловский из Высшей технологической школы в Монреале и Г. Вачон из компании Rio Tinto Metal Powders в Сорел-Трейси, Канада, производителя распыленного водой железного порошка. Статья была опубликована в журнале Powder Technology Vol. 42, онлайн в марте 2023 г.

Авторы заявили, что более ранние исследования формуемости сырья с использованием недорогого распыленного водой железного порошка с частицами неправильной формы продемонстрировали, что LPIM подходит для изготовления сложных сырых форм. Также было изучено влияние характеристик порошка и условий обработки LPIM на плотность спекания при использовании нерегулярного сырья на основе железа. Таким образом, в центре внимания данной текущей работы было изучение влияния частиц различных размеров на формуемость сырья LPIM, а также конечную микроструктуру и механические характеристики деталей, изготовленных с использованием порошков на основе железа неправильной формы.

Авторы сообщили, что железные порошки были произведены с использованием трехэтапного рабочего процесса, включающего распыление воды, высокоэнергетическое измельчение и просеивание. Процесс измельчения истиранием, используемый для уменьшения размера частиц, по-видимому, отвечает за бимодальное распределение трех произведенных партий порошка: -45, -25 и -10 мкм (что соответствует размеру ячеек 325, 600 и 1250). , соответственно). Что касается размера просеивания, то порошок -45 мкм, как говорят, представляет собой партию порошка, состоящую из частиц, прошедших через сито с размером отверстий 45 мкм. В таблице 1 показаны физические свойства трех типов полученных железных порошков.

Железные порошки смешивали со специально разработанным для данного исследования связующим, которое содержало (об. %): 1 % СА, 2 % ЭВА, 2 % CW и 36–38 % PW, при этом значение PW составляло является функцией твердых загрузок, используемых для каждого сырья. Формовочное поведение сырья из железного порошка оценивалось в два этапа. На первом этапе оценивалось влияние размера частиц на вязкость сырья, и общая загрузка твердых веществ для всех партий порошка была установлена ​​на уровне 57 об.%. Это значение соответствует максимально допустимой загрузке твердого вещества самого мелкого порошка, использованного в этом исследовании (т.е. -10 мкм). На втором этапе оценивались общие характеристики каждой партии порошка в процессе LPIM (т.е., в первую очередь, формуемость и спекаемость); В рецептуре исходного сырья использовали максимальную загрузку твердых веществ в каждой партии порошка. Эта загрузка порошка в сырье варьировалась от 57 до 59 об.%, при этом увеличение содержания твердого вещества наблюдалось по мере того, как порошки становились крупнее. В результате анализа формуемости авторы обнаружили, что сырье толщиной 10 мкм показало наилучший потенциал для формования благодаря более высокой однородности сырья и немного более низкому содержанию твердого вещества, составляющему 57 об.%. На рис. 1 показано сравнение достигнутого индекса формуемости и расстояния спирального течения, достигнутого при LPIM.