Titanas ir jo lydiniai dėl mažo tankio, didelio specifinio stiprumo, biologinio suderinamumo ir gero stabilumo esant vidutinei ir aukštai temperatūrai, taip pat dėl gerų mechaninių savybių ir puikaus atsparumo korozijai yra plačiai naudojami aviacijos, karinės ir jūrų srityse. Tradicinė lydalo kalimo technologija turi pranašumų ruošiant didelio dydžio, paprastos formos titano profilius ar gaminius, tačiau ruošiant sudėtingos struktūros, mažo ir vidutinio dydžio titano gaminius, kyla problemų, tokių kaip mažas derlingumas, išteklių švaistymas ir didelės gamybos sąnaudos. Miltelių beveik galutinio formavimo technologija gali tiksliai kompensuoti šį techninį trūkumą, paruošiant miltelius, beveik galutinio formavimo technologija gali būti serijinė arba pritaikyta įvairių mastelių ir konstrukcinių savybių titano lydinio gaminių gamyba. Tokie maži ir vidutiniai gaminiai aviacijos, karinės, medicinos ir civilinio vartojimo srityse turi didesnį pritaikymo potencialą ir pridėtinę vertę, yra titano pramonės skatinimas ateityje, mažai anglies dioksido į aplinką išskiriančios, ekologiškos gamybos transformacijos svarbi kryptis.
1, presuotas sukepinimas
Jungtinėse Valstijose titano miltelių presavimo sukepinimo titano lydinių produktų tyrimai yra labai anksti. „Dynamet Technology“ įsipareigojo gaminti titano miltelių presavimo formavimo gaminius, kaip parodyta 1 paveiksle, kai kurie produktai buvo naudojami nedideliu mastu. Pirmasis bendrovės pagamintas miltelių metalurgijos titano produktas buvo Ti-6Al-4V lydinio ruošinys, skirtas Raytheon raketos Rattlesnake kupolo apvalkalui, o vėliau pagamintas miltelinės metalurgijos Ti-6Al{{ 4}}V-2Sn lydinio produktai, skirti naudoti „Stinger“ raketos kovinėje galvutėje. Dėl didelio indėlio į titano gaminius „Dynamet Technology“ tapo vienintele miltelių pavidalo titano lydinio gaminių tiekėja „Boeing“. Be to, Amerikos ADMA Products gamina miltelinės metalurgijos titano dalis nuo 1985 m., o kai kurie jos gaminiai naudojami aviacijos ir kosmoso srityje. Kinijos šiaurės vakarų spalvotųjų metalų tyrimų institutas titano miltelių tinklinio formavimo tyrimų ir plėtros srityje turi daugiau nei 30 metų patirtį, poringų titano gaminių kūrimas buvo taikomas chemijos pramonėje, maisto ir kitose srityse, 1 pav. b) parodyta filtravimo pramonėje, skirta naudoti milteliniu būdu valcuotą porėtą titano plokštę.
2, karštas izostatinis presavimas
Karšto izostatinio presavimo (HIP) procesą išrado Jungtinių Valstijų Battelle (Batelle) institutas XX a. šeštajame dešimtmetyje. Ši technologija yra tam tikros rūšies inertinės dujos kaip slėgio perdavimo terpė, esant 850-2000 laipsnio temperatūrai ir {{2 }} MPa veikiant sinergetiniam dujų slėgio poveikiui, aukštos temperatūros presavimo ir sukepinimo technologijos produktai, yra dabartinė beveik tinklinė miltelių titano ir titano lydinio struktūrinių dalių forma. organizacija, nėra audimo, jokios segregacijos ir kitų savybių.
Užsienyje titano lydinio miltelių karšto izostatinio presavimo technologija pradėta kurti XX a. šeštajame dešimtmetyje, Rusijos lengvųjų metalų institutas dar aštuntajame dešimtmetyje pirmą kartą pasaulyje sukūrė sudėtingos formos viso miltelių titano lydinio vandenilio siurblio turbiną, o RD{ 1 sparnuotosios raketos F107 variklio kompresoriaus rotorius, Sidewind raketos gaubtas, sparnuotosios raketos F107 variklio sparnuotė, taip pat priešlėktuvinės raketos kovos korpusas „Stinger“.
3, miltelių liejimas
Metalo miltelių liejimo įpurškimas (Metal Injection Molding, MIM) technologija gali būti tiesiogiai paruošta su galutine dalių forma arba jai artima, išvengiant arba sumažinant apdirbimą, žymiai sumažinant paruošimo išlaidas. Todėl miltelinio liejimo technologija yra viena iš efektyviausių techninių priemonių masinei titano ir titano lydinių dalių gamybai. 3C gaminiai (įskaitant mobiliuosius telefonus, išmaniuosius nešiojamus, akinių rėmelius, 5G signalo dalis) elektroninėje komunikacijoje yra svarbiausia miltelių liejimo technologijos taikymo sritis, kuri sudaro 84,2 proc. Šiame etape pagrindinės geležies pagrindu pagamintos medžiagos ir lengvas medžiagos dizainas bei aukštos kokybės siekis yra pagrindinė būsimos 3C produktų plėtros kryptis. Titano lydinys turi mažą tankį (tankis tik pusę geležies pagrindu pagamintų medžiagų), didelio stiprumo, atsparumo korozijai ir kitas savybes, kad atitiktų lengvų medžiagų ateitį ir aukštos kokybės dizainą. Remiantis statistika, Kinijos titano liejimo pramonės rinkos dydis 2020 m. pasiekė 680 mln. juanių, o 2026 m. rinkos dydis turėtų siekti 2 mlrd. juanių, o metinis augimo tempas sieks iki 20,13 proc., atsižvelgiant į paklausą. šalutinių sąnaudų ir pasiūlos pajamų augimo prognozės.
4, priedų gamyba
Priedų gamyba (Additive Manufacturing, AM) yra taškinė, linija, paviršiaus sluoksnis po sluoksnio kumuliacinio liejimo technologija, jai neturi įtakos dalių sudėtingumas, ji gali automatiškai, greitai ir tiksliai užbaigti sudėtingų dalių projektavimą ir gamybą. Palyginti su tradicinėmis gamybos technologijomis, priedų gamyba turi unikalių pranašumų dėl dizaino laisvės, sudėtingų dalių formavimo ir medžiagų panaudojimo, todėl tai yra labai perspektyvi titano lydinio gamybos technologija. Pasaulinė metalo 3D spausdinimo rinka 2019 m. pasiekė 3,3 milijardo JAV dolerių, įskaitant 3D spausdinimo įrangą, medžiagas ir paslaugas, ir tikimasi, kad 2024 m. ji pasieks 11 milijardų dolerių, o titano lydiniai yra svarbiausias spausdinamas metalas, teigia „SmarTech Analytics“. Oro erdvės ir karinė gynyba yra pirmasis titano priedų gamybos naudotojas, kuris buvo sėkmingai naudojamas tiesiogiai formuojant mažus tikslius kosminių variklių komponentus ir didelius bei sudėtingus aviacijos komponentus, tokius kaip paleidimo sistemos, orlaivių sparnai, integruoti valdymo paviršiai. ir liukai, variklio mentės ir kiti pagrindiniai skraidymo įrangos komponentai.
Kaip pagrindinė pirmiau minėtos miltelinės metalurgijos žaliava netoli galutinio liejimo proceso, miltelių metalurgijos gaminių kaina ir kokybė yra svarbiausi veiksniai, turintys įtakos miltelinės metalurgijos produktų kainai ir našumui. Ltd., skirtas tradiciniam titano lydinio miltelių paruošimo procesui, yra sudėtingas, brangus, mažas smulkių miltelių gamybos technologijos kliūtis, po trejų metų tyrimų ir naujo būdo, kaip sukurti smulkių titano miltelių paruošimo procesą, savarankiškai užbaigti projektavimą ir plėtrą. miltelių gamybos lygio įrangą, norint pasiekti naujo tipo aukštos kokybės titano miltelių dalelių dydį, galima kontroliuoti partijos paruošimą. Smulkių miltelių išeiga padidinta nuo 35% iki 80%, o sąnaudos sumažintos daugiau nei 40%, o tai gali būti taikoma aukščiausios klasės gamybos sritims, tokioms kaip miltelių liejimas, priedų gamyba ir karštas izostatinis presavimas. miltelių. Pagrindiniai produktų tipai yra grynas titanas, TC4, TA15 ir kitų rūšių aukštos kokybės titano pagrindu pagaminti milteliai su kontroliuojamu dalelių dydžiu, taip pat hidrintų titano lydinių milteliai, hidrinti dehidrogenuoti milteliai ir titano pagrindu pagaminti pritaikyti metalo matricos kompozitiniai milteliai. .
