華中科技大学における金属系セラミック相強化合金工具鋼粉末の製造

この投稿は Little Soft Bear によって 2016-12-12 10:31 に最後に編集されました。

近年、一部の研究者は3Dプリントを利用して微量セラミックと工具鋼マトリックスの複合材料を形成し、セラミック相を利用して金属の強度、硬度、耐摩耗性を高めることを研究しており、金型分野での優れた応用見通しを示しています。

鋼材に硬質セラミック粒子を添加し、新しい製造プロセスを使用して、セラミック粒子の高強度、高硬度、高融点と鋼マトリックスの靭性および熱伝導性を組み合わせることで、粒子強化鋼ベースの複合材料を製造することができます。これにより、高温、高速、激しい摩耗、激しい腐食などの環境で材料が機能することが求められる現代の産業の課題に対応できます。金属ベースのセラミック相強化合金工具鋼粉末の製造技術における華中科技大学の画期的な進歩をぜひ体験してください。

3Dプリントされたコンフォーマル冷却射出成形金型は、射出時間を短縮し、金型寿命を延ばし、製品の表面品質を向上させることが実証されています。ただし、現在市場で広く使用されている3Dプリント用の鉄系粉末材料には、304、304L、316、316L、403、302、430、420などがあります。これらの材料は主に部品の加工に使用され、適切な金型材料ではありません。従来の合金工具鋼の種類と比較すると、金型の製造に使用できる 3D プリント粉末材料、特に工具鋼材料は現在非常に少ないです。

華中科技大学は、ガスアトマイズ法を用いてセラミック相強化合金工具鋼粉末を製造し、誘導溶解によってセラミック相金属を合金化する目的を達成し、ガスアトマイズプロセスを使用して、安定した均一な物理的および化学的パラメータを持つ粉末材料を得ています。これらの材料を高エネルギービームレーザー、電子ビーム、プラズマなどのエネルギー源を用いた積層造形により一体的に加工・成形することができ、高強度、高硬度、高耐摩耗性の金型の3Dプリントを実現します。材料の主な準備プロセスは次のとおりです。

1. 計量した原料混合粉末を酸炉ライニングに入れて真空誘導溶解し、溶融物を形成します。

- 真空誘導溶解中の真空度を正確に制御し、溶解中の電力を正確に制御し、電流衝撃が停止した後も全電力を供給します。
- 原料混合粉末を溶解した後、溶融物の表面のスラグを削り取り、石灰石を加えて新しいスラグを再生します。
- 失われた元素を補充して合金の化学組成を調整します。
- 加熱後、まずフェロマンガンを添加し、次に予備脱酸のためにフェロシリコンを添加し、その後、溶融物を加熱し、工業用純アルミニウムとともに炉内で強制的に脱酸します。

2. 溶融物を脱酸素する。

３．脱酸された溶融物をタンディッシュるつぼに注ぎ、脱硫、脱リン、非金属介在物の除去を行う。このとき、溶融物はタンディッシュるつぼ内に配置され、配置中、タンディッシュるつぼは中周波電磁気浄化装置内に置かれる。

4. 精製された溶融物はガスアトマイズ装置を通過し、スプレー堆積技術によって工具鋼合金粉末材料が得られる。

華中科技大学は、真空誘導溶解とガス噴霧粉末製造を組み合わせた方法で、金属ベースのセラミック相強化合金工具鋼粉末を製造し、2つの材料の機械的混合によって生じる組成と粒子サイズの不均一な分布の問題を解決しました。 3D Science Valley は、華中科技大学の金属ベースのセラミック相強化合金工具鋼粉末の製造に関する研究が、金属印刷金型用途の新たな市場を開拓したと考えています。 3D プリントに適した合金工具鋼粉末は、真空誘導溶解とガスアトマイズ法を組み合わせて製造され、金属ベースのセラミック相に関連する金属元素をターゲットに添加することで、強化された合金工具鋼粉末が得られ、粒子が微細化され、第 2 相のマクロ偏析が排除され、材料の性能が向上します。

出典: 3D Science Valley 詳しい情報:
華科3Dナイロン3Dプリント義肢は通気性と軽量性に優れ、障害者に朗報をもたらす。工業情報化部設備産業部のXin Chenhua副部長と彼のチームは華科3Dを訪問した。

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