ОСОБЛИВОСТІ ТЕХНОЛОГІЇ ІНЖЕКЦІЙНОГО ФОРМУВАННЯ ПОРОШКІВ ДЛЯ ВИГОТОВЛЕННЯ ДЕТАЛЕЙ СКЛАДНОЇ ГЕОМЕТРИЧНОЇ ФОРМИ З НІКЕЛЕВИХ ТА ТИТАНОВИХ СПЛАВІВ

Анотація

Досліджено прикладні аспекти застосування технології інжекційного формування металевих порошків для виготовлення деталей складної геометричної форми з нікелевого сплаву Inconel-718 та титанових сплавів (Ti–6 Al–4 V, Ti–3 Al–2 V). Використано як сферичні леговані порошки, так і суміші порошкових частинок неправильної форми. Мета дослідження — розв`язання ключових проблем: запобігти руйнуванню сформованих заготовок під час видалення органічної зв`язки до початку процесів спікання та забезпечити необхідну геометричну форму кінцевих спечених виробів при досягненні їх малопористої структури. Систематично оцінено різні інженерні підходи, що включали: використання опор різних конструкцій для спікання заготовок, застосування спеціальних підкладок із антиадгезійними шарами, горизонтальне або вертикальне розташування заготовок, формування підсилювальних ребер безпосередньо в їх конструкції. Експерименти продемонстрували суттєві недоліки методів, в яких використовуються зовнішні опорні системи. Вони виявилися неефективними для усунення пошкоджень, спричинених усадкою, які ведуть до розтріскування та руйнування заготовок. Крім того, виникали дефекти, викликані адгезією поверхні заготовки з опорною конструкцією, що супроводжувалося спотворенням форми виробу, погіршенням якості та забрудненням поверхні. Оптимальним конструктивним рішенням стало додавання підсилювальних ребер безпосередньо в конструкцію самої сформованої заготовки, які легко видаляються фінальною обробкою спечених виробів, що дозволило відмовитися від зовнішніх опорних елементів. Розроблений підхід дозволив реалізувати процес спікання без утворення тріщин та спотворення форми кінцевих виробів. Порошкові покриття на основі оксида ітрію (Y₂O₃) забезпечили оптимальні антиадгезійні характеристики поверхонь заготовок. Мікроструктурний аналіз спечених матеріалів підтвердив утворення щільних, однорідних сплавів із середнім розміром зерна 30–60 мкм (Inconel-718) та 100–150 мкм (титанові сплави). Розроблена методологія дозволила успішно виготовити прототип лопатки турбіни із заданою якістю поверхні