Vi använder cookies för att förbättra din upplevelse. Genom att fortsätta att surfa på den här sidan godkänner du vår användning av cookies. Mer information.
I en nyligen publicerad artikel publicerad i tidskriften Additive Manufacturing Letters diskuterar forskare nyttan av kemiskt etsade rostfria stålstänk för att förlänga pulverlivslängden vid additiv tillverkning.
Forskning: Förlänga pulverlivslängden i additiv tillverkning: Kemisk etsning av sprut av rostfritt stål. Bildkredit: MarinaGrigorivna/Shutterstock.com
Metal Laser Powder Bed Fusion (LPBF) Stänkpartiklar produceras av smälta droppar som drivs ut från den smälta poolen eller pulverpartiklar som värms upp till nära eller över smältpunkten när de passerar genom laserstrålen.
Trots användningen av en inert miljö, främjar metallens höga reaktivitet nära sin smälttemperatur oxidation. Även om stänkpartiklar som sprutas ut under LPBF smälter åtminstone kort vid ytan, kommer diffusion av flyktiga element till ytan sannolikt att inträffa, och dessa element med hög affinitet för syre producerar tjocka oxidlager.
Eftersom partialtrycket av syre i LPBF vanligtvis är högre än vid gasförstoftning, ökar möjligheten att binda till syre.
Stänk av rostfritt stål och nickelbaserade legeringar är kända för att oxidera snabbt och bildar öar upp till flera meter i tjocklek. Dessutom är rostfria stål och nickelbaserade legeringar, såsom de som producerar oxidstänk av ö-typ, mer vanligt bearbetade material i LPBF, och att använda denna metod på mer typiska LPBF-metallstänk för att visa att det är kritiskt med metallstänk på vanliga sätt.
(a) SEM-bild av stänkpartiklar av rostfritt stål, (b) experimentell metod för termisk kemisk etsning, (c) LPBF-behandling av deoxiderade stänkpartiklar. Bildkredit: Murray, J. W, et al, Additive Manufacturing Letters
I den här studien använde författarna en ny kemisk etsningsteknik för att ta bort oxider från ytan av oxiderade stänkpulver av rostfritt stål. Metallupplösning runt och under oxidöarna på pulvret används som den primära mekanismen för oxidavlägsnande, vilket möjliggör mer aggressiv oxidborttagning. Stänk-, etsnings- och jungfrupulvret siktades till samma storlek för LPBF-pulverprocessen.
Teamet visade hur man tar bort oxider från stänkpartiklar av rostfritt stål, särskilt de som isolerades med hjälp av kemiska tekniker för att bilda Si- och Mn-rika oxidöar på pulverytan. 316L stänk samlades upp från pulverbädden av LPBF-tryck och etsades kemiskt genom nedsänkning. Efter screening av alla partiklar till samma passformiga stålstorlekar och LPBF-processer, etc.
Forskarna tittade på temperatur såväl som två olika etsmedel av rostfritt stål. Efter screening i samma storleksintervall skapades LPBF-enspår genom att använda liknande jungfruliga pulver, stänkpulver och effektivt etsade stänkpulver.
Individuella LPBF-spår genererade från stänk, etsstänk och orörda pulver. Bilden med hög förstoring visar att oxidskiktet som är förhärskande på det sputtrade spåret elimineras på det etsade sputterade spåret. Det ursprungliga pulvret visade att vissa oxider fortfarande fanns kvar. Bildkredit: Murray, J. W, et al, Additive Manufacturing Letters
Oxidetäckningen på 316L stänkpulver av rostfritt stål minskade med en faktor 10, från 7 % till 0,7 % efter att Ralphs reagens värmts till 65 °C i ett vattenbad under 1 timme. Kartläggning av det stora området visade EDX-data en minskning av syrenivåerna från 13,5 % till 4,5 %.
Etsade stänk har en lägre oxidslaggbeläggning på spårytan jämfört med stänk.Dessutom ökar kemisk etsning av pulvret assimileringen av pulvret på banan.Kemisk etsning har potential att förbättra återanvändbarheten och hållbarheten hos stänk eller massbrukspulver tillverkade av allmänt använda och korrosionsbeständiga pulver av rostfritt stål.
Över hela siktstorleksintervallet på 45-63 µm, förklarar de återstående agglomererade partiklarna i de etsade och oetsade stänkpulvret varför spårvolymerna för de etsade och stänkta pulvren är lika, medan volymerna av de ursprungliga pulvren är ungefär 50 % större. Agglomererade eller satellitformande volymer och pulvret observerades således.
Etsade stänk har en lägre oxidslaggbeläggning på spårytan jämfört med stänk. När oxiderna avlägsnas kemiskt visar de halvbundna och kala pulvren tecken på bättre bindning av de reducerade oxiderna, vilket tillskrivs bättre vätbarhet.
Schematisk bild som visar fördelarna med LPBF-behandling vid kemiskt avlägsnande av oxider från stänkpulver i rostfria stålsystem. Utmärkt vätbarhet uppnås genom att eliminera oxider. Bildkredit: Murray, J. W, et al, Additive Manufacturing Letters
Sammanfattningsvis använde denna studie en kemisk etsningsprocedur för att kemiskt regenerera högoxiderade rostfria stålstänkpulver genom nedsänkning i Ralphs reagens, en lösning av järn(III)klorid och koppar(III)klorid i saltsyra. Det observerades att nedsänkning i den uppvärmda Ralph-etsmedelslösningen under 1 timme resulterade i en 10-faldig minskning av oxidytans täckning av pulvret.
Författarna tror att kemisk etsning har potential att förbättras och användas i större skala för att förnya flera återanvända sprutpartiklar eller LPBF-pulver, och därigenom öka värdet på dyra pulverbaserade material.
Murray, JW, Speidel, A., Spierings, A. et al. Förläng pulverlivslängden vid additiv tillverkning: kemisk etsning av stänk av rostfritt stål.Additive Manufacturing Letters 100057 (2022).https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S272720693
Friskrivningsklausul: De åsikter som uttrycks här är författarens personliga egenskaper och representerar inte nödvändigtvis åsikterna från AZoM.com Limited T/A AZoNetwork, ägaren och operatören av denna webbplats. Denna ansvarsfriskrivning utgör en del av villkoren för användning av denna webbplats.
Surbhi Jain är en frilansande teknisk skribent baserad i Delhi, Indien. Hon har en doktorsexamen. Fick en doktorsexamen i fysik från University of Delhi och deltog i ett antal vetenskapliga, kulturella och idrottsliga aktiviteter. Hennes akademiska bakgrund är inom materialvetenskaplig forskning, specialiserad på utveckling av optiska anordningar och sensorer. Hon har lång erfarenhet av att analysera och skriva dokument, skriva material, experiment och experiment. indexerade tidskrifter och lämnade in 2 indiska patent baserat på hennes forskningsarbete. Hon brinner för att läsa, skriva, forskning och teknik och gillar att laga mat, skådespeleri, trädgårdsskötsel och sport.
Jainism, Subi.(24 maj 2022).Ny kemisk etsmetod tar bort oxider från oxiderat rostfritt stålstänkpulver.AZOM.Hämtad 21 juli 2022 från https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59143.
Jainism, Subi."Ny kemisk etsmetod för att avlägsna oxider från oxiderat rostfritt stålstänkpulver".AZOM.21 juli 2022..
Jainism, Subi.”Ny kemisk etsningsmetod för att avlägsna oxider från oxiderat rostfritt stålstänkpulver”.AZOM.https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59143.(Nådd 21 juli 2022).
Jainism, Subi.2022.Ny kemisk etsmetod för att ta bort oxider från oxiderat rostfritt stålstänkpulver.AZoM, tillgänglig 21 juli 2022, https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59143.
På Advanced Materials i juni 2022 pratade AZoM med Ben Melrose från International Syalons om marknaden för avancerade material, Industry 4.0, och strävan mot nettonoll.
På Advanced Materials pratade AZoM med General Graphene's Vig Sherrill om framtiden för grafen och hur deras nya produktionsteknologi kommer att minska kostnaderna för att öppna upp en helt ny värld av applikationer i framtiden.
I den här intervjun pratar AZoM med Levicrons president Dr Ralf Dupont om potentialen hos den nya (U)ASD-H25 motorspindeln för halvledarindustrin.
Upptäck OTT Parsivel², en laserförskjutningsmätare som kan användas för att mäta alla typer av nederbörd. Den tillåter användare att samla in data om storleken och hastigheten på fallande partiklar.
Environics erbjuder fristående permeationssystem för enstaka eller flera engångspermeationsrör.
MiniFlash FPA Vision Autosampler från Grabner Instruments är en 12-positions autosampler. Det är ett automatiseringstillbehör designat för användning med MINIFLASH FP Vision Analyzer.
Den här artikeln ger en livslängdsbedömning av litiumjonbatterier, med fokus på återvinning av det ökande antalet använda litiumjonbatterier för att möjliggöra hållbara och cirkulära metoder för batterianvändning och återanvändning.
Korrosion är nedbrytningen av en legering på grund av exponering för miljön. Olika tekniker används för att förhindra korrosionsförsämring av metallegeringar som utsätts för atmosfäriska eller andra ogynnsamma förhållanden.
På grund av den ökande efterfrågan på energi ökar också efterfrågan på kärnbränsle, vilket ytterligare leder till en betydande ökning av efterfrågan på teknik för post-irradiation inspection (PIE).