Мы используем файлы cookie для улучшения вашего опыта. Продолжая просмотр этого сайта, вы соглашаетесь на использование нами файлов cookie.Дополнительная информация.
В недавней статье, опубликованной в журнале Additive Manufacturing Letters, исследователи обсуждают возможность использования химически протравленных брызг нержавеющей стали для продления срока службы порошка в аддитивном производстве.
Исследование: Продление срока службы порошка в аддитивном производстве: химическое травление брызг нержавеющей стали. Кредит изображения: MarinaGrigorivna/Shutterstock.com
Лазерная плавка металла в слое порошка (LPBF) Частицы брызг образуются при распылении расплавленных капель из ванны расплава или частиц порошка, нагретых до температуры, близкой к температуре плавления или выше, при прохождении через лазерный луч.
Несмотря на использование инертной среды, высокая реакционная способность металла вблизи температуры плавления способствует окислению. Хотя частицы брызг, выбрасываемые во время LPBF, плавятся на поверхности, по крайней мере, ненадолго, вероятно, произойдет диффузия летучих элементов к поверхности, и эти элементы с высоким сродством к кислороду образуют толстые оксидные слои.
Поскольку парциальное давление кислорода в LPBF обычно выше, чем при газовом распылении, вероятность связывания с кислородом увеличивается.
Известно, что брызги 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 образуют островковые оксидные брызги, чаще всего обрабатываются методом LPBF, и применение этого метода к более типичным металлическим брызгам LPBF позволяет продемонстрировать, что химическое обновление имеет решающее значение для порошка обычным способом.
(a) СЭМ-изображение частиц брызг нержавеющей стали, (b) экспериментальный метод термического химического травления, (c) обработка LPBF раскисленных частиц брызг. Изображение предоставлено: Murray, J. W, et al, Additive Manufacturing Letters
В этом исследовании авторы использовали новую технологию химического травления для удаления оксидов с поверхности окисленных распыленных порошков нержавеющей стали. Растворение металла вокруг и под островками оксида на порошке используется в качестве основного механизма удаления оксида, что позволяет производить более агрессивное удаление оксида. Распыленные, травленные и чистые порошки были просеяны до одинакового диапазона размеров порошка для обработки LPBF.
Команда показала, как удалять оксиды с частиц брызг нержавеющей стали, особенно тех, которые были изолированы с помощью химических методов для формирования богатых Si и Mn оксидных островков на поверхности порошка. 316 л брызг было собрано с порошкового слоя отпечатков LPBF и подвергнуто химическому травлению методом погружения. После просеивания всех частиц до одинакового диапазона размеров LPBF обрабатывает их за один проход с оптимизированными протравленными брызгами и чистой нержавеющей сталью.
Исследователи изучили температуру, а также два различных травителя нержавеющей стали. После просеивания до одинакового диапазона размеров были созданы одиночные дорожки LPBF с использованием аналогичных первичных порошков, распыляемых порошков и эффективно протравленных распыляемых порошков.
Отдельные следы LPBF, полученные из брызг, брызг травления и чистого порошка. Изображение с большим увеличением показывает, что оксидный слой, преобладающий на распыленной дорожке, удален на протравленной распыленной дорожке. Исходный порошок показал, что некоторые оксиды все еще присутствуют. Кредит изображения: Murray, J. W, et al, Additive Manufacturing Letters
Площадь покрытия оксидом на распыленном порошке из нержавеющей стали 316L уменьшилась в 10 раз, с 7% до 0,7% после нагрева реагента Ральфа до 65 °C в водяной бане в течение 1 часа. Данные EDX, картографирующие большую площадь, показали снижение уровня кислорода с 13,5% до 4,5%.
Травленые брызги имеют более низкое покрытие оксидного шлака на поверхности дорожки по сравнению с брызгами. Кроме того, химическое травление порошка увеличивает усвоение порошка на дорожке. Химическое травление имеет потенциал для улучшения возможности повторного использования и долговечности брызг или порошков массового использования, изготовленных из широко используемых и устойчивых к коррозии порошков нержавеющей стали.
Во всем диапазоне размеров сита 45–63 мкм оставшиеся агломерированные частицы в протравленных и нетравленных порошках-брызгах объясняют, почему следовые объемы протравленных и протравленных порошков схожи, в то время как объемы исходных порошков примерно на 50% больше. Было обнаружено, что агломерированные или образующие сателлиты порошки влияют на насыпную плотность и, следовательно, на объем.
Протравленные брызги имеют более низкое покрытие оксидного шлака на поверхности дорожки по сравнению с обычными брызгами. При химическом удалении оксидов полусвязанные и непокрытые порошки демонстрируют признаки лучшего связывания восстановленных оксидов, что объясняется лучшей смачиваемостью.
Схема, демонстрирующая преимущества обработки LPBF при химическом удалении оксидов из распыленного порошка в системах из нержавеющей стали. Отличная смачиваемость достигается за счет устранения оксидов. Изображение предоставлено: Murray, J. W, et al, Additive Manufacturing Letters
Подводя итог, можно сказать, что в данном исследовании использовалась процедура химического травления для химической регенерации сильно окисленных порошков напыления нержавеющей стали путем погружения в реагент Ральфа, раствор хлорида железа и хлорида меди в соляной кислоте. Было отмечено, что погружение в нагретый раствор травителя Ральфа на 1 час привело к 10-кратному уменьшению площади покрытия оксидом на напыленном порошке.
Авторы полагают, что химическое травление может быть усовершенствовано и использовано в более широких масштабах для обновления многократно используемых частиц напыления или порошков LPBF, тем самым повышая ценность дорогостоящих порошковых материалов.
Мюррей, Дж. В., Шпайдель, А., Спирингс, А. и др. Продление срока службы порошка в аддитивном производстве: химическое травление брызг нержавеющей стали. Письма об аддитивном производстве 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 положений и условий использования этого веб-сайта.
Сурбхи Джайн — внештатный технический писатель из Дели, Индия. Имеет степень доктора философии. Получила степень доктора философии по физике в Делийском университете и участвовала в ряде научных, культурных и спортивных мероприятий. Имеет обширный опыт в области материаловедения, специализируясь на разработке оптических устройств и датчиков. Имеет большой опыт в написании контента, редактировании, анализе экспериментальных данных и управлении проектами, опубликовала 7 исследовательских работ в индексируемых журналах Scopus и подала 2 индийских патента на основе своей исследовательской работы. Увлеченная чтением, письмом, исследованиями и технологиями, она любит готовить, играть, заниматься садоводством и спортом.
Джайнизм, Суби. (24 мая 2022 г.). Новый метод химического травления удаляет оксиды с окисленного порошка нержавеющей стали. AZOM. Получено 21 июля 2022 г. с сайта 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-брызга нержавеющей стали». AZOM.https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59143. (Дата обращения 21 июля 2022 г.).
Джайнизм, Subi.2022. Новый метод химического травления для удаления оксидов из окисленного порошка нержавеющей стали.AZoM, доступ 21 июля 2022 г., https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59143.
На выставке Advanced Materials в июне 2022 года AZoM побеседовал с Беном Мелроузом из International Syalons о рынке современных материалов, Индустрии 4.0 и движении к нулевым выбросам.
На выставке Advanced Materials AZoM побеседовал с Вигом Шериллом из General Graphene о будущем графена и о том, как новая технология его производства позволит снизить затраты и открыть совершенно новый мир его применения 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.
Компания Environics предлагает автономные системы пермеации для одной или нескольких одноразовых пермеационных трубок.
Автосэмплер MiniFlash FPA Vision от Grabner Instruments — это 12-позиционный автосэмплер. Это автоматическое приспособление, разработанное для использования с анализатором MINIFLASH FP Vision.
В статье представлена ​​оценка срока службы литий-ионных аккумуляторов с упором на переработку растущего числа использованных литий-ионных аккумуляторов для обеспечения устойчивых и циклических подходов к использованию и повторному использованию аккумуляторов.
Коррозия — это разрушение сплава под воздействием окружающей среды. Для предотвращения коррозионного разрушения металлических сплавов, подверженных воздействию атмосферных или других неблагоприятных условий, используются различные методы.
В связи с ростом спроса на энергию увеличивается и спрос на ядерное топливо, что в дальнейшем приводит к значительному росту спроса на технологию послереакторного контроля (PIE).