編號：CYYJ043283
篇名：黏結(jié)劑噴射3D打印工業(yè)純鈦TA1的組織與性能研究
作者：肖攀 陳維平 黃麗冉 程韜潛 付志強(qiáng)
關(guān)鍵詞： 黏結(jié)劑噴射3D打印 純鈦TA1 燒結(jié)工藝 力學(xué)性能 電化學(xué)腐蝕性能
機(jī)構(gòu)： 華南理工大學(xué)廣東省金屬新材料制備與成形重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室
摘要： 目的探究不同類型黏結(jié)劑對黏結(jié)劑噴射3D打印(BJ3DP)制備TA1的C和O雜質(zhì)含量、組織、性能的影響,并基于優(yōu)選的黏結(jié)劑通過BJ3DP成形TA1,厘清燒結(jié)溫度對微觀組織、力學(xué)性能和電化學(xué)腐蝕性能的影響,為BJ3DP制備高性能TA1零件提供參考。方法基于BJ3DP打印技術(shù),使用商用酚醛和2種自研黏結(jié)劑打印出純鈦TA1生坯,并將其固化、脫脂,隨后分別在1320、1380、1440℃下燒結(jié),對燒結(jié)后的樣品進(jìn)行C和O含量檢測、掃描電鏡測試、單向拉伸測試、電化學(xué)腐蝕試驗(yàn)測試。結(jié)果采用商用酚醛和SCUT-1黏結(jié)劑BJ3DP打印的TA1樣品經(jīng)1320℃燒結(jié)后,C和O含量較高且形成了TiC第二相,導(dǎo)致室溫脆性較大。采用SCUT-2黏結(jié)劑BJ3DP制備TA1燒結(jié)態(tài)樣品的C和O含量較低,質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.038%和0.100%,無第二相形成,并表現(xiàn)出良好的強(qiáng)度-塑性匹配。同時(shí),隨燒結(jié)溫度的提高,基于SCUT-2黏結(jié)劑BJ3DP制備的TA1樣品的相對密度從91.9%提高至95.4%,促使力學(xué)和電化學(xué)腐蝕性能同步提升。經(jīng)1440℃燒結(jié)后,BJ3DP制備的純鈦TA1屈服強(qiáng)度為412 MPa、抗拉強(qiáng)度為502 MPa、斷后伸長率為19.6%,在3.5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))NaCl溶液中的腐蝕電流密度低至309 nA/cm2。結(jié)論SCUT-2黏結(jié)劑適用于BJ3DP成形鈦及其合金,能夠獲得雜質(zhì)含量低且無第二相的組織,提高燒結(jié)溫度可有效降低孔隙等缺陷,進(jìn)而獲得綜合性能優(yōu)異的BJ3DP零件,且其性能優(yōu)于粉末注射成形(MIM)制備的TA1的性能。
