Метод металлургической обработки порошковых титановых сплавов

 

Дата выпуска：[2024/8/2]
 

Титан и его сплавы широко используются в аэрокосмической, военной и судостроительной промышленности благодаря низкой плотности, высокой удельной прочности, хорошей биосовместимости, стабильности при средних и высоких температурах, а также отличным механическим свойствам и коррозионной стойкости. Традиционные технологии кузнечной обработки имеют преимущества в подготовке крупногабаритных и простых форм титановых профилей или продуктов, но при подготовке сложных конструкций и малых и средних титановых изделий существуют проблемы с низкой производительностью, большими отходами ресурсов и высокими издержками производства. Технология почти конечного формирования порошка может точно компенсировать этот технический недостаток. Благодаря технологическим маршрутам подготовки порошка и почти конечного формования титановые сплавы могут быть серийно изготовлены или адаптированы к различным размерам и структурным характеристикам. Эти малые и средние продукты имеют большой потенциал применения и добавленную стоимость продукции в аэрокосмической, военной, медицинской и гражданской областях потребления, что является важным направлением для продвижения низкоуглеродного и зеленого производства в титановой промышленности в будущем.

1. Давление спекания

СоединенныеШтаты уже давно изучают производство титановых сплавов путем прессования и спекания титанового порошка. Компания Dynamet Technology занимается производством изделий из титанового порошка, некоторые из которых уже используются в небольших масштабах. Первым порошкообразным металлургическим титановым продуктом, произведенным компанией & quot; Рейтер & quot;, был сборный сплав Ti - 6Al - 4V для купольного корпуса ракеты & quot; Гремучая змея & quot;. Позднее порошковая металлургическая продукция из сплава Ti - 6Al - 6V - 2Sn также была произведена для корпусов боеголовок ракет & lt; & lt; Стингер & gt; & gt;. Благодаря своему значительному вкладу в титановую продукцию, Dynamet Technology стала единственным поставщиком порошковых титановых сплавов Boeing. Кроме того, ADMA Products с 1985 года производит порошковые металлургические титановые детали, некоторые из которых используются в аэрокосмической промышленности. Северо - западный научно - исследовательский институт цветных металлов Китая имеет более чем 30 - летний опыт исследований и разработок в области почти чистого формования титанового порошка, а разработанные пористые титановые продукты были применены в химической и пищевой промышленности.

2. Термоизостатическое давление

Технология термостатического давления (HIP) была изобретена в 1950 - х годах Институтом Батера в США. Эта технология представляет собой метод сжатия и спекания продуктов с использованием инертных газов в качестве среды давления при температуре 850 - 2000 °C и давлении 100 - 200 МПа. В настоящее время это наиболее важное средство полного уплотнения деталей конструкции из порошкового титана и титанового сплава. Продукт имеет однородную структуру, отсутствие текстуры, отсутствие сегрегации.

Развитие технологий статического давления, таких как порошковое тепло из титановых сплавов за рубежом, началось в 1850 - х годах. Еще в 1970 - х годах Российский институт легких металлов первым разработал сложную форму водородной насосной турбины из порошкового титанового сплава и применил ее к водородному кислородному двигателю РД - 0120. СоединенныеШтаты впервые получили коммерческое применение в аэрокосмической отрасли в 1990 - х годах и постепенно распространились на авиацию и вооружение, такие как шатун двигателя PW F110, ротор компрессора крылатой ракеты « Томагавк» F107, капот боковой ракеты, крыльчатка крылатой ракеты F107 и корпус боеголовки зенитной ракеты « Стингер».

3. Формирование порошка путем инъекций

Технология инъекционного формования металлов (MIM) может непосредственно готовить детали с конечной формой или вблизи нее, избегая или уменьшая обработку и значительно снижая затраты на подготовку. Таким образом, технология инъекционного формования порошка является одним из наиболее эффективных технических средств массового производства титана и титановых сплавов.

Продукты 3C в электронной связи, в том числе мобильные телефоны, интеллектуальные носимые устройства, оправы для очков, сигнальные элементы 5G и т. Д., являются наиболее важной областью применения технологии формирования порошка путем инъекций, на которую приходится 84,2%. В настоящее время в основном используются материалы на основе железа, легкий дизайн и стремление к высококачественным материалам являются основными направлениями будущего развития продукции 3C. Титановый сплав имеет низкую плотность (только половина плотности материала на основе железа), высокую прочность, коррозионную стойкость и другие характеристики, чтобы удовлетворить будущие требования к легкой и высококачественной конструкции материала. Согласно статистике, в 2020 году объем рынка титановой литья в Китае достиг 680 миллионов юаней. Исходя из роста инвестиций на стороне спроса и доходов на стороне предложения, ожидается, что к 2026 году объем рынка достигнет 2 млрд. юаней, а ежегодный рост составит 20,13%.

Применение порошковых инъекционных титановых сплавов в потребительской электронике: корпус из титанового сплава для часов Huawei, рамка из титанового сплава для мобильных телефонов Apple

4. Производство присадок

Производство присадок (AM) - это технология формирования пластовых точек накопления, линий и поверхностей. Он не зависит от сложности деталей и может автоматически, быстро и точно выполнять проектирование и производство сложных деталей. По сравнению с традиционными технологиями производства, аддитивное производство имеет уникальные преимущества с точки зрения свободы проектирования, формирования сложных деталей и использования материалов, что делает его очень перспективной технологией производства титановых сплавов. Согласно анализу SmarTech, мировой рынок 3D - печати металлов в 2019 году достиг 3,3 миллиарда долларов США, включая оборудование, материалы и услуги для 3D - печати, и, как ожидается, достигнет 11 миллиардов долларов США к 2024 году, из которых титановый сплав является наиболее важным печатным металлом.

Аэрокосмическая и военная оборона являются крупнейшими пользователями титанового аддитивного производства и успешно используются в небольших высокоточных компонентах аэрокосмических двигателей прямого формования, а также в крупных и сложных компонентах аэрокосмической техники, таких как системы космических запусков, крылья самолетов, общая поверхность управления и двери, ключевые компоненты аэрокосмической техники, такие как лопасти двигателя.

Применение титановых сплавов при аддитивном производстве в авиации: форсунки двигателей, рамы титановых сплавов для военных самолетов

В качестве основного сырья для вышеупомянутого процесса формирования порошковой металлургии, стоимость и качество порошка являются наиболее важными факторами, влияющими на цену и производительность порошковой металлургической продукции.
Компания Shenzhen Yujia New Technology Co., Ltd. ведет будущее с инновационными технологиями и самостоятельно разрабатывает технологию литья металлов из титанового сплава. Этот процесс является сложным и эффективным и позволяет точно изготавливать сложные компоненты медицинского оборудования, медицинские имплантаты и ключевые аэрокосмические компоненты. Благодаря точному смешиванию порошка из титанового сплава и клея, его впрыскивают в форму для формования, а затем выполняют тонкие шаги, такие как обезжиривание и спекание, продукт обеспечивает отличную биосовместимость, механические свойства и точность. Компания Yujia Xin предлагает высокоточные и надежные компонентные решения в области медицины, авиации и других областях.