Priprema titanijuma i legura titanijuma metalurškim procesom u prahu

Metalni titan i legure titanijuma proizvedene metalurgijom praha. Titanijum ima visoku hemijsku aktivnost i lako se kontaminira gasovima i materijalima iz lonaca. Stoga se visokokvalitetni titanijum u prahu uglavnom proizvodi pomoću procesa centrifugalne atomizacije u prahu pod zaštitom vakuuma ili inertnog plina visoke čistoće. Proizvodi se uglavnom formiraju bez veziva, a blanko se mora sinterovati u vakuumu.

Krajem 1940-ih, prvo su provedena istraživanja o procesu prešanja i sinterovanja koristeći titanijumski spužvasti prah kao sirovinu. Međutim, performanse proizvoda proizvedenih ovim procesom još uvijek ne mogu zadovoljiti zahtjeve zrakoplovnog sektora. Uglavnom se koristi za proizvodnju otpornosti na koroziju, filtracije i drugih dijelova potrebnih za hemijsku industriju, laku industriju, metalurgiju, razvoj oceana i druge sektore. Prvi proizvod koji je dobio industrijsku primenu bio je porozni materijal za filter od titanijuma. Sredinom -1960 počeo je da se razvija proces proizvodnje titanijumskog prethodno legiranog praha metodom rotirajućih elektroda i zgušnjavanjem vrućim izostatskim presovanjem. Statička mehanička svojstva proizvoda proizvedenih ovim postupkom su ekvivalentna proizvodima topljenja, ali je proces rezanja značajno smanjen, iskorištenost materijala je poboljšana i počeo se koristiti u zrakoplovnoj industriji. Do kraja 1970-ih, primjena proizvoda metalurgije praha titanijuma u otpornosti na koroziju i avijaciji brzo se razvila. Kina je počela da provodi istraživanja o procesima i proizvodima metalurgije praha titanijuma početkom 1970-ih. Titanijumski metalni ventili, čahure, porozne cijevi i ploče, materijali otporni na habanje od titan-titan-karbida i legure titan-molibden otporne na koroziju su industrijski proizvedeni. Krajem 1970-ih, provedeno je istraživanje centrifugalne atomizacije za proizvodnju visokokvalitetnog praha od legure titana i tehnologije oblikovanja vrućim izostatskim presovanjem.

1. Titanijum u prahu sunđera za redukciju natrijuma. Ova vrsta praha ima veliku snagu, nisku cijenu, dobru plastičnost praha i pogodna je za hladno oblikovanje. To je glavna sirovina za proizvodnju općenito otpornih na koroziju. Budući da sadrži visoke ione natrijuma i hlorida, može lako kontaminirati opremu tokom sinterovanja i pogoršati performanse zavarivanja materijala.

2. Elektrolitički titanijum u prahu. Čistoća je veća od čistoće spužvastog titanijumskog praha sa smanjenim sadržajem natrijuma, ali je sposobnost oblikovanja elektrolitičkog titanijumskog praha lošija od one u prahu spužvastog titanijuma.

3. Hidrodehidrogenirani titanijum u prahu. Titanijum u prahu i prah njegove legure dobrog kvaliteta i fine veličine čestica mogu se dobiti kroz proces hidrogenacije i dehidrogenacije; međutim, veličina serije je mala i cijena je relativno skupa.

4. Centrifugalno atomizirani prah titana. U 1960-ima, American Nuclear Metal Company je prvi put upotrijebila metodu rotirajućih elektroda za proizvodnju titanijumskog prethodno legiranog praha. Puder je sfernog oblika. Ova vrsta praha legure ima visoku čistoću, ujednačen sastav, dobru fluidnost i gustinu punjenja od 65% teorijske vrijednosti. Ovakav prah je pogodan samo za vruće oblikovanje, a dijelovi složenih oblika mogu se izrađivati ​​toplim izostatičkim presovanjem. U procesu izrade praha elektrode s rotirajućim lukom, budući da je jedna od elektroda volframova šipka, lako je proizvesti kontaminaciju volframa (sadržaj volframa u prahu doseže 400ppm), što će smanjiti učinak zamora materijala. Kako bi se eliminiralo zagađenje volframom, razvijeni su različiti centrifugalni procesi praškastog raspršivanja kao što su rotirajuće elektrode, lučno rotirajući lončići i rotirajući diskovi elektronskim snopom koji koriste elektronske zrake ili plazmu kao izvore topline. Ova vrsta praha je glavna sirovina za proizvodnju delova za vazduhoplovnu metalurgiju praha titanijuma.

1. Sinterovanje rastresitih ili niskotlačnih praškastih zaliha. Poroznost sinterovanog tijela je 25-70%, a ovaj proces se uglavnom koristi za proizvodnju poroznih proizvoda i materijala od titanijuma.

2. Prešanje i sinterovanje. Prešanje se može vršiti mehanički ili izostatski. Pritisak presovanja je između 2000 i 4000 kgf/cm2, a temperatura sinterovanja je između 1000 i 1400 stepeni. Relativna gustina sinterovanog tijela može dostići 92-95%; ovaj proces se koristi za proizvodnju dijelova otpornih na koroziju, općih strukturnih dijelova ili ingota za obradu.

3. Termoformiranje. To je da se prah ili ingot praha pod pritiskom tokom procesa zagrijavanja. Procesi termičkog oblikovanja uglavnom uključuju vruće izostatičko prešanje, vakuumsko vruće prešanje, itd. Prašak legure titana proizveden centrifugalnom atomizacijom formira se vrućim izostatičkim presovanjem. Gustoća proizvoda može biti bliska teoretskoj gustoći, a svojstva su ujednačena u svim smjerovima; Konstrukcijski dijelovi visokih performansi uglavnom se proizvode vrućim izostatskim prešanjem. .

4. Praškasto valjanje titanijumskog praha i praškastog praška. Ekstrudiranjem i kovanjem zaliha itd. Ovim procesima se mogu dobiti titanijumski praškasti materijali ili delovi visoke gustine i dobrih performansi. Među njima, valjanje praha je efikasna i ekonomična tehnologija obrade za proizvodnju poroznih titanijumskih ploča i gustih titanijumskih ploča.