Soorten hittebestendige metalen materialen bij laservormen

Vuurvaste metalen materialen met een hoog smeltpunt en bijzondere eigenschappen zijn ontwikkeld als high-tech materialen. Vanwege het hoge smeltpunt en de hoge temperatuursterkte is het smeltproces van deze materialen erg moeilijk, en de meeste vuurvaste legeringen worden vervaardigd doorpoedermetallurgie .

Vuurvaste metalen materialen

Met de vereisten voor het vormen van complexe structuren van vuurvaste materialen, het verlagen van de kosten en het verbeteren van de efficiëntie, hebben traditionele poedermetallurgieprocessen ook hun tekortkomingen laten zien:dure gereedschapsmallen, complexe processen en moeilijke om complexe driedimensionale vaste delen te vormen. In dit geval is het gebruik van additieve fabricage om vuurvaste metaalvorming te bereiken een effectieve manier geworden.

Van de meest gebruikte materialen voor de productie van additieven voor metalen is het smeltpunt van titaniummetaal hoog, namelijk 1660 ℃. Het smeltpunt van vuurvaste metalen is 1000-2000 graden hoger dan die van titanium. Zelfs als lasergieten wordt gebruikt, zijn er bepaalde moeilijkheden. Met de opwaardering van laservormapparatuur, de vooruitgang van de verpulveringstechnologie en de voortdurende toename van de vraag naar materialen, is het laservormen van vuurvaste metalen geleidelijk uitgevoerd en tot dusver is er grote vooruitgang geboekt.

wolfraam en wolfraamlegeringen

Tungsten heeft een smeltpunt van 3400 ℃. Het is het metalen materiaal met het hoogste smeltpunt en het heeft een hoge temperatuursterkte en kruipweerstand, evenals goede thermische geleidbaarheid, elektrische geleidbaarheid en elektronenemissie-eigenschappen.

Tungsten en wolfraamlegeringen worden veel gebruikt in de elektronica- en elektrische lichtbronindustrieën, maar ook in de lucht- en ruimtevaart-, giet- en wapensector voor de vervaardiging van raketstraalpijpen, spuitgietmatrijzen, wapeningskernen, contacten, verwarmingselementen en hitteschilden .

Tungsten-legeringen

Het 3D-printen proces voor wolfraam materialen is voornamelijk SLM. In 2014 ontwikkelde Philips een zuiver wolfraam-SLM-proces met behulp van EOS-metaalmachines en paste dit toe op zeer nauwkeurige fabricage van componenten op röntgenfluoroscopieapparatuur (zoals CT / PET / SPECT).

Bovendien heeft GE een gietproces voor wolfraammateriaal ontwikkeld met behulp van elektronenstraalsmelttechnologie en toegepast op röntgen- en CT-scannerfilters. Het Central Iron and Steel Research Institute gebruikte EOS-apparatuur om onderzoek te doen naar het vormingsproces van puur wolfraampoeder in recente jaren. 3D-printen is een effectieve methode voor het afwerken van moeilijk te bewerken materialen zoals wolfraam.

Op niobium gebaseerde legering

Niobiumlegeringen zijn goed bestand tegen bloedcorrosie en kunnen worden gebruikt om vasculaire stents te maken. Tegelijkertijd zijn ze, vanwege hun kleine soortelijk gewicht, hoge sterkte, goede taaiheid, gemakkelijk lassen, enz., ook belangrijke materialen voor het vervaardigen van onderdelen voor hoge temperaturen voor de ruimtevaart. Het smeltpunt van puur niobium is 2470 ℃, maar de auteur heeft geen relevante rapporten kunnen vinden voor de ontwikkeling van het 3D-printproces voor puur niobium.

In 2014 kondigde de Amerikaanse leverancier van ruimtecomponenten, Metal Technology (MTI), de succesvolle ontwikkeling aan van een op niobium gebaseerd 3D-printproces met de naam C-103 met behulp van de ProX 300-printer van 3D Systems. Dit materiaal heeft een smeltpunt van 2350 ° C. Het heeft een uitstekende hittebestendigheid, lichtgewicht, goede betrouwbaarheid en het vermogen om sterke trillingen en lage temperaturen te weerstaan, wat veel wordt gebruikt in de ruimtevaart.

De C-103 op niobium gebaseerde legering werd voor het eerst gebruikt in de NASA Apollo-commandomodule. MTI ontwikkelde een 3D-printproces voor dit materiaal, wat de deur opende voor het verkrijgen van bestellingen voor ruimteonderdelen van klanten zoals Lockheed Martin, Moog en NASA.

Tantalium

Poreus tantaal, ook wel trabeculair metaal genoemd, wordt al vele jaren veilig gebruikt in de medische wereld. Het heeft geen interactie met elektrodefolies van pacemakers en zendt geen röntgenstralen uit, die kunnen worden gebruikt voor schedelreparatie. In de afgelopen jaren zijn tantaalstaven zijn gebruikt als vroege behandelingen voor totale myeloïde en knie-implantaten, spinale gewrichtsimplantaten en osteonecrose.

Tantaliummetaal

Tantalium is een vuurvast metaal met een smeltpunt van wel 2996 . Het 3D-printproces is moeilijk en het stelt hoge eisen aan poederprestaties, lasersmeltparameters, stabiliteit van de apparatuur, poedercoatingkwaliteit en afdruknauwkeurigheid.

In 2016 ontwikkelde het Britse bedrijf Metalysis metalen sferische tantaalpoeders en voerde het 3D-printen en medisch onderzoek uit, wat de effectiviteit van tantaalpoeders aantoonde. in SLM die medische implantaten maakt.

Molybdeen

Molybdeen heeft uitstekende fysische, chemische en mechanische eigenschappen en wordt vaak gebruikt als materiaal voor glasverwerking, ruimtevaart en hoogwaardige elektronische componenten. In vergelijking met andere vuurvaste metalen is de dichtheid van molybdeen veel lager, wat aangeeft dat de specifieke sterkte van molybdeen hoger is, wat praktische resultaten oplevert voor toepassingen die gewichtsvermindering vereisen.

In 2018 gebruikte Oak Ridge National Laboratory (ORNL) met succes het Renishaw lasersmeltsysteem om de radio-isotoop molybdeen-99 (Mo-99) te vormen. Als de meest gebruikte radiografische isotoop in de moderne geneeskunde, is 3D-geprinte Mo-99 een belangrijke stap geworden in de commerciële productie van medische zorgmaterialen in de Verenigde Staten. Tegelijkertijd is dit ook de eerste keer dat 3D-printen ooit radioactieve materialen heeft gevormd.

Of een metalen materiaal met een laser kan worden gesmolten of niet, kan niet alleen worden bepaald door het smeltpunt en heeft ook een belangrijke relatie met de materiaalsamenstelling en materiaaleigenschappen.

Conclusie

Bedankt voor het lezen van ons artikel en we hopen dat het u kan helpen om een ​​beter begrip te krijgen van de types vuurvaste metalen materialen op hoge temperatuur bij laservormen . Als u meer wilt weten over vuurvaste metalen materialen , raden we u aan om Geavanceerde vuurvaste metalen te bezoeken (ARM) voor meer informatie.

Advanced Refractory Metals (ARM), met hoofdkantoor in Lake Forest, Californië, is een toonaangevende fabrikant en leverancier van vuurvaste metalen over de hele wereld. Wij zijn gespecialiseerd in het leveren van hoogwaardig vuurvast metaal producten zoals wolfraam, molybdeen, tantaal, renium, titanium en zirkonium aan klanten.