Influence of cold and hot pressing on densification behaviour of titanium alloy powder Ti6Al4V

• Autorzy: Gronostajski, Z. , Bandoła, P. , Skubiszewski, T.

Warianty tytułu

PL

Wpływ prasowania na zimno i gorąco na proces zagęszczania proszku stopu tytanu Ti6Al4V

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper analyzes three ways of processing Ti-6%Al-4%V titanium alloy powders: compacting specimens in 25 mm diameter under different pressures by a floating die and sintering in a vacuum furnace, producing axially symmetric PM compacts in a compacting device with a plastic die, hot compacting a powder in a die under protective argon atmosphere. The powder was produced by the following two methods: HDH (hydride-dehydride) and gas atomization (GA). A special device, allowing the simultaneous compaction and sintering of powder under protective argon atmosphere, was constructed. A solid material was obtained from Ti6Al4V titanium alloy powders produced by GA. It seems that the proposed technology of compaction under argon atmosphere could be used to manufacture products from titanium alloys on the industrial scale more economically since it combines compaction and sintering and does not require costly equipment.

PL

W pracy przeanalizowano trzy procesy przetwarzania proszków stopu tytanu Ti-6%Al-4%V: prasowanie z pływającą matrycą z różnym ciśnieniem próbek o średnicy 25 mm oraz spiekanie w piecu próżniowym, wytwarzania wyprasek osiowosymetrycznych na urządzeniu do prasowania z plastyczną matrycą, prasownie proszku w matrycy na gorąco w atmosferze ochronnej argonu. W badaniach zastosowano proszek Ti6Al4V otrzymywany dwiema metodami: HDH (hydride-dehydride) i gas atomization (GA). Zbudowane specjalne urządzenie, w którym jest możliwe jednoczesne prasowanie i spiekanie proszku w atmosferze ochronnej argonu, pozwoliło uzyskać z proszków stopu tytanu Ti6Al4V wytwarzanych metodą GA, lity materiał. Wydaje się, że opracowana technologia prasowania w atmosferze argonu, po odpowiednim dopracowaniu mogłaby posłużyć do bardziej ekonomicznego wytwarzania wyrobów z proszku stopów tytanu na skalę przemysłową, gdyż pozwala na połączenie procesu prasowania i spiekania oraz nie wymaga kosztownych urządzeń.

Słowa kluczowe

PL

prasowanie na zimno; prasowanie na gorąco; stop tytanu

EN

sintering; titanium alloy; consolidation

• Czasopismo: Archives of Civil and Mechanical Engineering
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 9, no 2
• Strony: 47-57
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Gronostajski, Z.

autor

Bandoła, P.

autor

Skubiszewski, T.

• Wrocław University of Technology, Wybrzeże Wyspiańskiego 25, 50-370 Wrocław, Poland

Bibliografia

• [1] Cosmi F., Martinelli B., Valentini R.: A mechanical and clinical evaluation of the Helix Wire for subcapital humerus fracture ostheosynthesis, Acta of Bioengineering and Biomechanics, Vol. 6, No. 1, 2004, pp. 3-12.
• [2] Chladek W., Hadasik E., Chladek G.: Influence of surface modification on friction coefficient of the titanium-elastomer couple, Acta of Bioengineering and Biomechanics, Vol. 9, No. 2, 2007, pp. 17-25.
• [3] Long M, Rack HJ. Titanium alloys in total joint replacement - a materials science perspective, Biomaterials, 19, 1998, pp. 1621-1639.
• [4] Czarnowska E., Wierzchoń T., Maranda-Niedbała A.: Properties of the surface layers on titanium alloy and their biocompatibility in vitro tests, Journal of Materials Processing Technology, 92-93, 1999, pp. 190-194.
• [5] Wang G., Zhang K.F., Wu D.Z., Wang J.Z., Yu Y.D.: Superplastic forming of bellows expansion joints made of titanium alloys, Journal of Materials Processing Technology, 178, 2006, pp. 24-28.
• [6] Kubiak K.: Technological plasticity of hot deformed two-phase titanium alloys (in polish), Rzeszów 2004, 104.
• [7] Niespodziana K., Jurczyk K., Jurczyk M.: Titanium-Silica Nanocomposites: Preparation and Characterization, Archives of Metallurgy and Materiale, Vol. 53/3, 2008, pp. 875-880.
• [8] Fujita T., Ogawa A., Ouchi C., Tajima H.: Microstructure and properties of titanium alloy produced in the newly developed blended elemental powder metallurgy process, Material Science and Engineering, A213, 1996, pp. 148-153.
• [9] Guden M., Celik E., Akar E., Cetiner S.: Compression testing of a sintered Ti6Al4V powder compact for biomedical applications, Materials Characterization, 54, 2005, pp. 399-408.
• [10] Froes F.H., Ward-Close C.M.: Processing of light metals for enhanced performance, Journal of Materials Processing Technology, 48, 1995, pp. 667-673.
• [11] Kim K.T., Yang H.C.: Densification behavior of titanium alloy powder during hot Pressing, Materials Science and Engineering, A313, 2001, pp. 46-52.
• [12] Mamoru Mabuchi, Kohei Kubotal.: New recycling process by extrusion for machined chips of AZ91 magnesium and mechanical properties of extruded bars, Materials Transactions, 36, 1995, pp. 1249-1254.
• [13] W. Chmura, Z. Gronostajski, Bearing materials obtained by diffusion bonding of aluminium and aluminium bronze chips, Archives of Civil and Mechanical Engineering, 2, 2007, pp. 53-66.
• [14] Dybiec H.: Plastic consolidation of metallic powders, Archives of Metallurgy and Materiale Vol. 52 / 2, 2007, pp. 161-170.
• [15] W. Smarsly: Zusammenhang von Mikrostruktur und Umformbedingungen von Ti6Al4V Pulver beim "Matrizenverbundschmieden (MVS)". PhD Thesis, Rheinisch-Westfalischen Technischen Hochschule Aachen, 1985.