3D打印TC4合金粉尘燃爆特性及惰化实验研究

摘要

为解决金属3D打印生产过程中TC4（Ti-6Al-4V）合金粉尘的安全问题，研究了TC4合金粉尘的燃爆特性及碳酸钙、滑石粉、磷酸二氢铵对TC4合金粉尘的惰化效果.结果表明，中位径为40μm的TC4粉尘的最小点火能为40 mJ、粉尘云最低着火温度为660℃、爆炸下限为50 g/m³、极限氧浓度为12%，最大爆炸压力和最大爆炸指数分别为0.42 MPa和3 MPa·m·s^-1（在质量浓度为600 g/m³时）；磷酸二氢铵的惰化效果显著优于碳酸钙和滑石粉，滑石粉效果略强于碳酸钙.在低温氧化阶段，TC4颗粒氧化膜具有良好的保护作用，当温度高于700℃时，氧化膜失去保护作用，氧气扩散成为燃烧过程中的关键因素.由于磷酸二氢铵更易热分解并产生气体阻碍氧气扩散，所以表现出更强的惰化效果.

关键词

3D打印 / TC4合金 / 粉尘爆炸 / 燃爆特性 / 惰化

基金资助

国家自然科学基金资助项目(52274180)