Titāns un tā sakausējumi tiek plaši izmantoti kosmosa, militārajā un jūras jomā, pateicoties to zemajam blīvumam, augstajai īpatnējai izturībai, bioloģiskajai saderībai un labai stabilitātei vidējā un augstā temperatūrā, kā arī labām mehāniskajām īpašībām un lieliskajai izturībai pret koroziju. Tradicionālajai kausējuma kalšanas apstrādes tehnoloģijai ir priekšrocības liela izmēra, vienkāršas formas titāna profilu vai izstrādājumu sagatavošanā, bet sarežģītu struktūru, maza un vidēja izmēra titāna izstrādājumu sagatavošanā rodas tādas problēmas kā zema raža, resursu izšķērdēšana un augstas ražošanas izmaksas. Pulvera gandrīz galīgās formēšanas tehnoloģija var precīzi kompensēt šo tehnisko defektu, izmantojot pulvera sagatavošanu, gandrīz galīgās formēšanas tehnoloģiju ceļu var izgatavot dažāda mēroga un struktūras titāna sakausējuma izstrādājumu sērijveidā vai pēc pasūtījuma. Šāda veida maziem un vidējiem produktiem kosmosa, militārā, medicīnas un civilā patēriņa jomās ir lielāks pielietojuma potenciāls un pievienotā vērtība, un tie ir titāna nozares turpmākā veicināšana, zemas oglekļa emisijas, zaļās ražošanas pārveidošana ir svarīgs virziens.
1, presēta saķepināšana
Amerikas Savienotajās Valstīs titāna pulvera presēšanas saķepināšanas sagatavošana titāna sakausējuma izstrādājumu pētniecībā ir ļoti agri. Dynamet Technology ir apņēmusies ražot titāna pulvera presēšanas formēšanas produktus, kā parādīts 1. attēlā, daži produkti ir izmantoti nelielā mērogā. Pirmais uzņēmuma ražotais pulvermetalurģijas titāna izstrādājums bija Ti-6Al-4V sakausējuma sagatave Raytheon Rattlesnake raķetes kupola apvalkam, un vēlāk tika ražota pulvermetalurģija Ti-6Al{{ 4}}V-2Sn sakausējuma izstrādājumi izmantošanai Stinger raķetes kaujas galviņas apvalkā. Pateicoties tā nozīmīgajam ieguldījumam titāna izstrādājumu ražošanā, Dynamet Technology kļuva par vienīgo titāna sakausējuma pulverveida produktu piegādātāju Boeing. Turklāt amerikāņu ADMA Products kopš 1985. gada ražo pulvermetalurģijas titāna detaļas, un daži tā produkti tiek izmantoti kosmosa jomā. Ķīnas Ziemeļrietumu krāsaino metālu pētniecības institūtam titāna pulvera tuvu tīklu veidošanas pētniecības un izstrādes jomā ir vairāk nekā 30 gadu pieredze, porainu titāna izstrādājumu izstrāde ir izmantota ķīmiskajā rūpniecībā, pārtikā un citās jomās, 1. attēls ( b) parādīts filtrēšanas nozarē pulvera velmētas porainas titāna plāksnes uzklāšanai.
2, karstā izostatiskā presēšana
Karstās izostatiskās presēšanas (HIP) procesu izgudroja Amerikas Savienoto Valstu Batelles (Batelle) institūts 1950. gados, tehnoloģija ir sava veida inerta gāze kā spiediena pārneses līdzeklis, temperatūrā 850-2000 grādi un {{2 }} MPa zem gāzes spiediena sinerģiskā efekta, augstas temperatūras presēšanas un saķepināšanas tehnoloģijas produkti, ir pašreizējā gandrīz neto formas pulvera titāna un titāna sakausējuma struktūras daļas no visa Svarīgāko produktu blīvēšanas līdzekļu ar vienmērīgu. organizācija, nav aušanas, nav segregācijas un citas īpašības.
Ārvalstu titāna sakausējuma pulvera karstās izostatiskās presēšanas tehnoloģijas izstrāde sākās 1850. gados, Krievijas Vieglo metālu institūts jau 70. gados pasaulē pirmo reizi izstrādāja sarežģītas formas visa pulvera titāna sakausējuma ūdeņraža sūkņa turbīnu, un RD {2}} ūdeņraža skābekļa dzinējs, ko izmantoja ASV 1990. gados, vispirms aviācijas un kosmosa jomā, lai panāktu lietojumprogrammas komercializāciju, un pakāpeniski izvēršoties aviācijā, ieroču jomā, piemēram, PW F110 dzinēja savienojuma stienis, Tomahawk spārnotās raķetes F107 dzinēja kompresora rotors, Sidewind raķetes pārsegs, F107 spārnotās raķetes dzinēja lāpstiņritenis, kā arī Stinger pretgaisa raķešu kaujas korpuss.
3, pulvera iesmidzināšanas formēšana
Metāla pulvera iesmidzināšanas formēšanas (Metal Injection Molding, MIM) tehnoloģiju var tieši sagatavot ar detaļu galīgo formu vai tuvu tai, izvairoties no apstrādes vai samazinot to, ievērojami samazinot sagatavošanas izmaksas. Tāpēc pulvera iesmidzināšanas liešanas tehnoloģija ir viens no efektīvākajiem tehniskajiem līdzekļiem titāna un titāna sakausējumu detaļu masveida ražošanai. 3C produkti (tostarp mobilie tālruņi, viedie valkājamie briļļu rāmji, 5G signāla daļas) elektroniskajā komunikācijā ir vissvarīgākā pulvera iesmidzināšanas liešanas tehnoloģijas pielietojuma joma, kas veido 84,2%. Šajā posmā 3C produktu turpmākās attīstības galvenais virziens ir galvenie materiāli, kuru pamatā ir dzelzs, un materiāla vieglais dizains un tiekšanās pēc augstas kvalitātes. Titāna sakausējumam ir zems blīvums (blīvums tikai pusei no dzelzs bāzes materiāliem), augsta izturība, izturība pret koroziju un citas īpašības, kas atbilst vieglo materiālu nākotnei un augstas kvalitātes dizainam. Saskaņā ar statistiku Ķīnas titāna iesmidzināšanas liešanas nozares tirgus apjoms 2020. gadā sasniedza 680 miljonus juaņu, un paredzams, ka tirgus apjoms 2026. gadā sasniegs 2 miljardus juaņu ar gada pieauguma tempu līdz 20,13% atbilstoši pieprasījumam. sānu ieguldījumu un piedāvājuma puses ieņēmumu pieauguma prognozes.
4, piedevu ražošana
Piedevu ražošana (Additive Manufacturing, AM) ir punktu, līniju, virsmas slānis pa slānim kumulatīvās formēšanas tehnoloģija, to neietekmē detaļu sarežģītība, var automātiski, ātri un precīzi pabeigt sarežģītu detaļu projektēšanu un ražošanu. Salīdzinot ar tradicionālajām ražošanas tehnoloģijām, piedevu ražošanai ir unikālas priekšrocības attiecībā uz dizaina brīvību, sarežģītu detaļu formēšanu un materiālu izmantošanu, padarot to par ļoti daudzsološu titāna sakausējuma ražošanas tehnoloģiju. Saskaņā ar SmarTech Analytics datiem pasaules metāla 3D drukas tirgus 2019. gadā sasniedza 3,3 miljardus USD, ieskaitot 3D drukas iekārtas, materiālus un pakalpojumus, un sagaidāms, ka 2024. gadā tas sasniegs 11 miljardus USD, un titāna sakausējumi ir vissvarīgākais drukāšanai izmantojamais metāls. Aviācijas un militārā aizsardzība ir titāna piedevu ražošanas lietotājs numur viens, kas ir veiksmīgi izmantots nelielu precizitātes komponentu tiešai veidošanai kosmosa dzinējiem un lielu un sarežģītu aviācijas komponentu, piemēram, kosmosa palaišanas sistēmu, gaisa kuģu spārnu, integrētu vadības virsmu veidošanai. un lūkas, dzinēja lāpstiņas un citas galvenās lidojošā aprīkojuma sastāvdaļas.
Kā iepriekšminētās pulvermetalurģijas galvenā izejviela, kas ir tuvu galīgajam formēšanas procesam, pulvermetalurģijas izstrādājumu izmaksas un kvalitāte ir vissvarīgākie faktori, kas ietekmē pulvermetalurģijas izstrādājumu cenu un veiktspēju. SIA titāna sakausējuma pulvera tradicionālajam sagatavošanas procesam ir sarežģīts, dārgs, zems smalko pulvera tehnoloģiju sašaurinājums, pēc trīs gadu ilgas izpētes un jauna veida, kā izveidot mikrosmalku titāna pulvera sagatavošanas procesu, neatkarīgi pabeigt projektēšanu un izstrādi pulvera ražošanas līmeņa iekārtu, lai sasniegtu jauna veida augstas kvalitātes titāna pulvera daļiņu izmēru, var kontrolēt ar partijas sagatavošanu. Smalkā pulvera iznākums ir palielināts no 35% līdz 80%, un izmaksas ir samazinātas par vairāk nekā 40%, ko var izmantot augstākās klases ražošanas jomās, piemēram, pulvera iesmidzināšanā, piedevu ražošanā un karstā izostatiskā presēšanā. pulvera. Galvenie produktu veidi ir tīrs titāns, TC4, TA15 un citas augstas kvalitātes titāna bāzes pulveri ar kontrolējamu daļiņu izmēru, kā arī hidrogenēti titāna sakausējuma pulveri, hidrogenēti dehidrogenēti pulveri un uz titāna bāzes pielāgoti metāla matricas kompozītmateriālu pulveri. .
