Мы используем файлы cookie для улучшения вашего опыта. Продолжая просматривать этот сайт, вы соглашаетесь на использование нами файлов cookie. Дополнительная информация.
В недавней статье, опубликованной в журнале Additive Manufacturing Letters, исследователи обсуждают полезность химически травленных брызг из нержавеющей стали для продления срока службы порошка в аддитивном производстве.
Исследование: продление срока службы порошка в аддитивном производстве: химическое травление брызг из нержавеющей стали. Изображение предоставлено: MarinaGrigorivna/Shutterstock.com
Металлический лазерный сплав в порошковом слое (LPBF) Частицы брызг образуются каплями расплава, выбрасываемыми из ванны расплава, или частицами порошка, нагретыми почти до или выше точки плавления при прохождении через лазерный луч.
Несмотря на использование инертной среды, высокая реакционная способность металла вблизи его температуры плавления способствует окислению. Хотя частицы брызг, выбрасываемые во время LPBF, хотя бы ненадолго плавятся на поверхности, вероятно, происходит диффузия летучих элементов на поверхность, и эти элементы с высоким сродством к кислороду образуют толстые оксидные слои.
Поскольку парциальное давление кислорода в НДТ обычно выше, чем при газовом распылении, увеличивается возможность связывания с кислородом.
Известно, что брызги из нержавеющей стали и сплавов на основе никеля быстро окисляются, образуя островки толщиной до нескольких метров. Кроме того, нержавеющие стали и сплавы на основе никеля, такие как те, которые производят оксидные брызги островного типа, чаще являются материалами, обрабатываемыми в LPBF, и применение этого метода к более типичным металлическим брызгам LPBF, чтобы продемонстрировать, что химическое обновление имеет решающее значение для порошка обычным способом.
(a) СЭМ-изображение частиц брызг из нержавеющей стали, (b) экспериментальный метод термического химического травления, (c) LPBF-обработка раскисленных частиц брызг. Изображение предоставлено: Murray, JW, et al, Additive Manufacturing Letters.
В этом исследовании авторы использовали новый метод химического травления для удаления оксидов с поверхности окисленных порошков из нержавеющей стали. Растворение металла вокруг и ниже оксидных островков на порошке используется в качестве основного механизма удаления оксидов, что позволяет более агрессивно удалять оксиды. Порошки брызг, травления и первичные порошки были просеяны до одного и того же диапазона размеров порошка для обработки LPBF.
Команда продемонстрировала, как удалить оксиды из частиц брызг нержавеющей стали, особенно тех, которые были выделены с помощью химических методов для образования оксидных островков, богатых кремнием и марганцем, на поверхности порошка. 316 л брызг было собрано из порошкового слоя отпечатков LPBF и подвергнуто химическому травлению методом погружения.
Исследователи изучили температуру, а также два разных травителя для нержавеющей стали. После скрининга в одном и том же диапазоне размеров были созданы одиночные дорожки LPBF с использованием аналогичных первичных порошков, порошков для распыления и эффективно протравленных порошков для распыления.
Отдельные следы LPBF, полученные из брызг, брызг травления и исходного порошка. Изображение с большим увеличением показывает, что оксидный слой, преобладающий на напыленной дорожке, удален на протравленной напыленной дорожке. Исходный порошок показал, что некоторые оксиды все еще присутствуют.
Покрытие поверхности оксидом порошка из нержавеющей стали 316L уменьшилось в 10 раз, с 7% до 0,7% после того, как реагент Ральфа был нагрет до 65 °C на водяной бане в течение 1 часа. Данные EDX, нанесенные на карту большой площади, показали снижение уровня кислорода с 13,5% до 4,5%.
Протравленные брызги имеют более низкое оксидное шлаковое покрытие на поверхности дорожки по сравнению с брызгами. Кроме того, химическое травление порошка увеличивает ассимиляцию порошка на дорожке. Химическое травление может улучшить возможность повторного использования и долговечность брызг или массовых порошков, изготовленных из широко используемых и коррозионно-стойких порошков из нержавеющей стали.
Во всем диапазоне размеров сита 45–63 мкм оставшиеся агломерированные частицы в протравленных и непротравленных порошках объясняют, почему следовые объемы протравленных и напыленных порошков одинаковы, в то время как объемы исходных порошков примерно на 50% больше. Было замечено, что агломерированные или сателлитные порошки влияют на объемную плотность и, следовательно, на объем.
Протравленные брызги имеют более низкое оксидное шлаковое покрытие на поверхности дорожки по сравнению с брызгами. Когда оксиды удаляются химически, полусвязанные и чистые порошки демонстрируют признаки лучшего связывания восстановленных оксидов, что объясняется лучшей смачиваемостью.
Схема, показывающая преимущества обработки LPBF при химическом удалении оксидов из разбрызгиваемого порошка в системах из нержавеющей стали. Превосходная смачиваемость достигается за счет удаления оксидов. Изображение предоставлено: Murray, J. W, et al, Additive Manufacturing Letters
Таким образом, в этом исследовании использовалась процедура химического травления для химической регенерации сильно окисленных порошков брызг нержавеющей стали путем погружения в реагент Ральфа, раствор хлорида железа и хлорида меди в соляной кислоте. Было замечено, что погружение в нагретый раствор травителя Ральфа на 1 час привело к 10-кратному уменьшению площади покрытия оксидом на распыленном порошке.
Авторы считают, что химическое травление может быть улучшено и использоваться в более широком масштабе для обновления нескольких повторно используемых частиц брызг или порошков LPBF, тем самым повышая ценность дорогих материалов на основе порошка.
Мюррей, Дж. В., Шпайдель, А., Спирингс, А. и др. Продление срока службы порошка в аддитивном производстве: химическое травление брызг нержавеющей стали. Письма по аддитивному производству 100057 (2022). https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2772369022000317
Отказ от ответственности: мнения, выраженные здесь, принадлежат автору в его личном качестве и не обязательно отражают точку зрения AZoM.com Limited T/A AZoNetwork, владельца и оператора этого веб-сайта. Этот отказ от ответственности является частью условий использования этого веб-сайта.
Сурбхи Джайн — технический писатель-фрилансер из Дели, Индия. Она имеет степень доктора философии. Получила степень доктора философии по физике в Университете Дели и участвовала в ряде научных, культурных и спортивных мероприятий. Ее академическое образование связано с исследованиями в области материаловедения, она специализируется на разработке оптических устройств и датчиков. Она имеет большой опыт в написании контента, редактировании, анализе экспериментальных данных и управлении проектами. Увлекается чтением, письмом, исследованиями и технологиями, любит готовить, играть, заниматься садоводством и спортом.
Джайнизм, Суби (24 мая 2022 г.). Новый метод химического травления удаляет оксиды из брызг окисленного порошка нержавеющей стали. AZOM. Получено 21 июля 2022 г. с https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59143.
Джайнизм, Суби. «Новый метод химического травления для удаления оксидов из окисленного порошка брызг нержавеющей стали». AZOM. 21 июля 2022 г. ..
Джайнизм, Суби. «Новый метод химического травления для удаления оксидов из окисленного порошка брызг нержавеющей стали». AZOM.https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59143.
Джайнизм, Суби.2022.Новый метод химического травления для удаления оксидов из порошка окисленной нержавеющей стали. AZoM, по состоянию на 21 июля 2022 г., https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59143.
На выставке Advanced Materials в июне 2022 года AZoM поговорил с Беном Мелроузом из International Syalons о рынке передовых материалов, Индустрии 4.0 и стремлении к нулевому результату.
В Advanced Materials AZoM поговорил с Вигом Шерриллом из General Graphene о будущем графена и о том, как их новая технология производства снизит затраты, чтобы открыть совершенно новый мир приложений в будущем.
В этом интервью AZoM беседует с президентом Levicron доктором Ральфом Дюпоном о потенциале нового мотор-шпинделя (U)ASD-H25 для полупроводниковой промышленности.
Откройте для себя OTT Parsivel², лазерный измеритель смещения, который можно использовать для измерения всех типов осадков. Он позволяет пользователям собирать данные о размере и скорости падающих частиц.
Environics предлагает автономные системы пермеации для одной или нескольких одноразовых пермеационных трубок.
Автосэмплер MiniFlash FPA Vision от Grabner Instruments представляет собой автосамплер на 12 позиций. Это аксессуар для автоматизации, предназначенный для использования с анализатором MINIFlash FP Vision Analyzer.
В этой статье приводится оценка срока службы литий-ионных аккумуляторов с упором на переработку растущего числа использованных литий-ионных аккумуляторов, чтобы обеспечить устойчивые и замкнутые подходы к использованию и повторному использованию аккумуляторов.
Коррозия — это разрушение сплава из-за воздействия окружающей среды. Для предотвращения коррозионного износа металлических сплавов, подвергающихся воздействию атмосферных или других неблагоприятных условий, используются различные методы.
В связи с растущим спросом на энергию увеличивается и спрос на ядерное топливо, что в дальнейшем приводит к значительному увеличению спроса на технологию послереакторного контроля (ПДИ).