Używamy plików cookie, aby poprawić Twoje wrażenia. Kontynuując przeglądanie tej witryny, zgadzasz się na używanie przez nas plików cookie. Więcej informacji.
W niedawnym artykule opublikowanym w czasopiśmie Additive Manufacturing Letters naukowcy omawiają przydatność chemicznie trawionych odprysków stali nierdzewnej do przedłużania trwałości proszku w produkcji addytywnej.
Badania: Wydłużanie trwałości proszku w produkcji addytywnej: Wytrawianie chemiczne rozprysków ze stali nierdzewnej.Źródło zdjęcia: MarinaGrigorivna/Shutterstock.com
Metal Laser Powder Bed Fusion (LPBF) Cząsteczki rozbryzgowe są wytwarzane przez stopione kropelki wyrzucane ze stopionego jeziorka lub cząstki proszku podgrzane do temperatury bliskiej lub wyższej od temperatury topnienia, gdy przechodzą przez wiązkę laserową.
Pomimo zastosowania obojętnego środowiska, wysoka reaktywność metalu w pobliżu jego temperatury topnienia sprzyja utlenianiu. Chociaż cząstki rozprysków wyrzucane podczas LPBF topią się przynajmniej na krótko na powierzchni, prawdopodobnie nastąpi dyfuzja pierwiastków lotnych na powierzchnię, a te pierwiastki o dużym powinowactwie do tlenu tworzą grube warstwy tlenków.
Ponieważ ciśnienie cząstkowe tlenu w LPBF jest zwykle wyższe niż w przypadku atomizacji gazu, zwiększa się możliwość wiązania z tlenem.
Wiadomo, że rozpryski ze stali nierdzewnej i stopów na bazie niklu szybko utleniają się, tworząc wyspy o grubości do kilku metrów. Ponadto stale nierdzewne i stopy na bazie niklu, takie jak te, które wytwarzają rozpryski tlenków typu wyspowego, są częściej materiałami obrabianymi w LPBF i zastosowanie tej metody do bardziej typowych rozprysków metali LPBF w celu wykazania, że ​​odnowa chemiczna ma krytyczne znaczenie dla Powder w zwykły sposób.
(a) obraz SEM cząstek rozprysków ze stali nierdzewnej, (b) eksperymentalna metoda trawienia termiczno-chemicznego, (c) obróbka LPBF odtlenionych cząstek rozprysków. Źródło zdjęcia: Murray, J. W i in., Additive Manufacturing Letters
W tym badaniu autorzy zastosowali nową technikę wytrawiania chemicznego w celu usunięcia tlenków z powierzchni utlenionych proszków rozpryskowych stali nierdzewnej. Rozpuszczanie metalu wokół i poniżej wysp tlenków na proszku jest wykorzystywane jako główny mechanizm usuwania tlenków, co pozwala na bardziej agresywne usuwanie tlenków. Proszki rozbryzgowe, wytrawiające i pierwotne zostały przesiane do tego samego zakresu wielkości proszku do przetwarzania LPBF.
Zespół pokazał, jak usunąć tlenki z cząstek odprysków ze stali nierdzewnej, zwłaszcza tych, które zostały wyizolowane przy użyciu technik chemicznych w celu utworzenia wysp tlenków bogatych w Si i Mn na powierzchni proszku. 316 litrów odprysków zebrano ze złoża proszkowego wydruków LPBF i wytrawiono chemicznie przez zanurzenie.
Badacze przyjrzeli się temperaturze, a także dwóm różnym wytrawiaczom do stali nierdzewnej. Po przesiewaniu do tego samego zakresu rozmiarów, pojedyncze ścieżki LPBF zostały utworzone przy użyciu podobnych pierwotnych proszków, proszków rozbryzgowych i wydajnie wytrawionych proszków rozbryzgowych.
Poszczególne ślady LPBF wygenerowane z odprysków, odprysków trawiących i nieskazitelnego proszku. Obraz w dużym powiększeniu pokazuje, że warstwa tlenku przeważająca na ścieżce napylonej katodowo jest eliminowana na wytrawionej ścieżce napylonej katodowo. Oryginalny proszek wykazał, że niektóre tlenki były nadal obecne. Źródło: Murray, J. W i in., Additive Manufacturing Letters
Pokrycie powierzchni tlenkiem proszku rozpryskowego ze stali nierdzewnej 316L zmniejszyło się 10-krotnie, z 7% do 0,7% po podgrzaniu odczynnika Ralpha do 65°C w łaźni wodnej przez 1 godzinę. Mapowanie dużego obszaru, dane EDX wykazały zmniejszenie poziomu tlenu z 13,5% do 4,5%.
Wytrawione rozpryski mają niższą warstwę tlenku żużla na powierzchni toru w porównaniu z rozpryskami. Ponadto wytrawianie chemiczne proszku zwiększa asymilację proszku na torze. Wytrawianie chemiczne może potencjalnie poprawić przydatność do ponownego użycia i trwałość odprysków lub proszków do masowego użytku wykonanych z powszechnie stosowanych i odpornych na korozję proszków stali nierdzewnej.
W całym zakresie wielkości sita 45-63 µm pozostałe aglomerowane cząstki w wytrawionych i nietrawionych proszkach rozpryskowych wyjaśniają, dlaczego śladowe objętości wytrawionych i rozpryskiwanych proszków są podobne, podczas gdy objętości pierwotnych proszków są o około 50% większe. Zaobserwowano, że proszki aglomerowane lub tworzące satelity wpływają na gęstość nasypową, a tym samym na objętość.
Wytrawione odpryski mają powłokę żużlu o mniejszej zawartości tlenku na powierzchni toru w porównaniu z rozpryskami. Gdy tlenki są usuwane chemicznie, częściowo związany i nagi proszek wykazuje lepsze wiązanie zredukowanych tlenków, co przypisuje się lepszej zwilżalności.
Schemat przedstawiający zalety obróbki LPBF podczas chemicznego usuwania tlenków z rozpryskiwanych proszków w systemach ze stali nierdzewnej.Doskonałą zwilżalność uzyskuje się poprzez eliminację tlenków.Źródło zdjęcia: Murray, J.W i in., Additive Manufacturing Letters
Podsumowując, w badaniu tym wykorzystano procedurę wytrawiania chemicznego do chemicznej regeneracji silnie utlenionych proszków rozpryskowych ze stali nierdzewnej poprzez zanurzenie w odczynniku Ralpha, roztworze chlorku żelazowego i chlorku miedziowego w kwasie chlorowodorowym. Zaobserwowano, że zanurzenie w ogrzanym roztworze trawiącym Ralpha na 1 godzinę spowodowało 10-krotne zmniejszenie pokrycia powierzchni tlenku na rozpylanym proszku.
Autorzy uważają, że wytrawianie chemiczne może zostać ulepszone i wykorzystane na szerszą skalę do odnawiania wielu ponownie użytych cząstek odprysków lub proszków LPBF, zwiększając w ten sposób wartość drogich materiałów na bazie proszków.
Murray, JW, Speidel, A., Spierings, A. et al. Przedłużenie żywotności proszku w produkcji addytywnej: chemiczne wytrawianie odprysków ze stali nierdzewnej. Additive Manufacturing Letters 100057 (2022). https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2772369022000317
Zastrzeżenie: Poglądy wyrażone tutaj są poglądami autora jako osoby prywatnej i niekoniecznie reprezentują poglądy AZoM.com Limited T/A AZoNetwork, właściciela i operatora tej witryny. Niniejsze wyłączenie odpowiedzialności stanowi część warunków korzystania z tej witryny.
Surbhi Jain jest niezależną pisarką techniczną z siedzibą w Delhi w Indiach. Posiada doktorat. Uzyskała stopień doktora fizyki na Uniwersytecie w Delhi i brała udział w wielu działaniach naukowych, kulturalnych i sportowych. Jej doświadczenie akademickie obejmuje badania materiałoznawcze, specjalizując się w opracowywaniu urządzeń optycznych i czujników. Ma duże doświadczenie w pisaniu treści, edytowaniu, analizie danych eksperymentalnych i zarządzaniu projektami. Opublikowała 7 artykułów naukowych w czasopismach indeksowanych przez Scopus i złożyła 2 indyjskie patenty na podstawie swoich prac badawczych. Pasjonuje się czytaniem, pisaniem, badaniami i technologią, lubi gotować, grać, uprawiać ogród i uprawiać sport.
Jainism, Subi. (24 maja 2022). Nowa metoda wytrawiania chemicznego usuwa tlenki z utlenionego proszku rozbryzgowego stali nierdzewnej.
Jainism, Subi.”Nowa metoda trawienia chemicznego do usuwania tlenków z utlenionego proszku odprysków ze stali nierdzewnej”.AZOM.21 lipca 2022 r..
Jainism, Subi.”Nowa metoda wytrawiania chemicznego do usuwania tlenków z utlenionego proszku odprysków ze stali nierdzewnej”.AZOM.https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59143.(dostęp: 21 lipca 2022 r.).
Dżinizm, Subi.2022.Nowa metoda wytrawiania chemicznego do usuwania tlenków z utlenionego proszku rozbryzgowego stali nierdzewnej.AZoM, dostęp 21 lipca 2022 r., https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59143.
Podczas konferencji Advanced Materials w czerwcu 2022 r. AZoM rozmawiał z Benem Melrose z International Syalons na temat rynku zaawansowanych materiałów, Przemysłu 4.0 i dążenia do zera netto.
W Advanced Materials AZoM rozmawiał z Vigiem Sherrillem z General Graphene o przyszłości grafenu i o tym, jak ich nowatorska technologia produkcji obniży koszty, otwierając zupełnie nowy świat zastosowań w przyszłości.
W tym wywiadzie AZoM rozmawia z prezesem firmy Levicron, dr. Ralfem Dupontem, na temat potencjału nowego wrzeciona silnikowego (U)ASD-H25 dla przemysłu półprzewodnikowego.
Odkryj OTT Parsivel², laserowy miernik przemieszczenia, który może być używany do pomiaru wszystkich rodzajów opadów. Pozwala użytkownikom zbierać dane o wielkości i prędkości spadających cząstek.
Environics oferuje niezależne systemy permeacyjne dla jednej lub wielu rur permeacyjnych jednorazowego użytku.
MiniFlash FPA Vision Autosampler firmy Grabner Instruments to 12-pozycyjny autosampler. Jest to akcesorium do automatyzacji przeznaczone do użytku z analizatorem wizyjnym MINIFLASH FP.
Ten artykuł zawiera ocenę wycofania z eksploatacji akumulatorów litowo-jonowych, ze szczególnym uwzględnieniem recyklingu coraz większej liczby zużytych akumulatorów litowo-jonowych, aby umożliwić zrównoważone i oparte na obiegu zamkniętym podejście do użytkowania i ponownego użycia akumulatorów.
Korozja to degradacja stopu w wyniku narażenia na działanie środowiska. Aby zapobiec korozji stopów metali wystawionych na działanie warunków atmosferycznych lub innych niekorzystnych warunków, stosuje się różne techniki.
W związku z rosnącym zapotrzebowaniem na energię wzrasta również zapotrzebowanie na paliwo jądrowe, co dodatkowo prowadzi do znacznego wzrostu zapotrzebowania na technologię kontroli popromiennych (PIE).