Voorbereiding van het poedermetallurgieproces van titanium en titaniumlegeringen

Titaniummetaal en titaniumlegeringen gemaakt door poedermetallurgie. Titanium heeft een hoge chemische activiteit en wordt gemakkelijk verontreinigd door gassen en smeltkroesmaterialen. Daarom wordt titaniumpoeder van hoge kwaliteit voornamelijk geproduceerd met behulp van een centrifugaal vernevelingsproces onder bescherming van vacuüm of een hoogzuiver inert gas. De producten worden doorgaans zonder bindmiddel gevormd en de plano moet in vacuüm worden gesinterd.

Eind jaren veertig werd voor het eerst onderzoek gedaan naar het pers- en sinterproces met titaniumsponspoeder als grondstof. De prestaties van de producten die met dit proces worden geproduceerd, kunnen echter nog niet voldoen aan de eisen van de luchtvaartsector. Het wordt voornamelijk gebruikt voor de vervaardiging van corrosiebestendigheid, filtratie en andere onderdelen die nodig zijn voor de chemische industrie, lichte industrie, metallurgie, oceaanontwikkeling en andere sectoren. Het eerste product dat industriële toepassing kreeg, was poreus titaniumfiltermateriaal. Halverwege-1960 begon de ontwikkeling van het proces voor het produceren van voorgelegeerd titaniumpoeder via de roterende elektrodemethode en verdichting door heet isostatisch persen. De statische mechanische eigenschappen van de producten die door dit proces worden geproduceerd, zijn gelijkwaardig aan die van smeltproducten, maar het snijproces is aanzienlijk verminderd, de benuttingsgraad van materialen is verbeterd en het wordt in de luchtvaartindustrie gebruikt. Tegen het einde van de jaren zeventig had de toepassing van titaniumpoedermetallurgische producten op het gebied van corrosieweerstand en luchtvaart zich snel ontwikkeld. China begon begin jaren zeventig onderzoek te doen naar titaniumpoedermetallurgische processen en producten. Kleppen, hulzen, poreuze buizen en platen van titanium-metaal, slijtvaste materialen van titanium-titaancarbide en corrosiebestendige titanium-molybdeen-legeringen zijn allemaal industrieel geproduceerd. Eind jaren zeventig werd onderzoek gedaan naar centrifugale verneveling om hoogwaardig titaniumlegeringspoeder en heet isostatische persvormtechnologie te produceren.

1. Titaniumpoeder voor natriumreductiespons. Dit soort poeder heeft een grote productie, een lage prijs, een goede poederplasticiteit en is geschikt voor koudvervormen. Het is de belangrijkste grondstof voor de productie van algemene corrosiebestendige producten. Omdat het veel natrium- en chloride-ionen bevat, kan het tijdens het sinteren gemakkelijk apparatuur vervuilen en de lasprestaties van het materiaal verslechteren.

2. Elektrolytisch titaniumpoeder. De zuiverheid is hoger dan die van natrium-gereduceerd spons-titaniumpoeder, maar de vervormbaarheid van elektrolytisch titaniumpoeder is slechter dan die van spons-titaanpoeder.

3. Gehydrogeneerd titaniumpoeder. Titaniumpoeder en zijn legeringspoeder met goede kwaliteit en fijne deeltjesgrootte kunnen worden verkregen via het hydrogenerings- en dehydrogeneringsproces; de batchgrootte is echter klein en de prijs is relatief duur.

4. Centrifugaal verneveld titaniumpoeder. In de jaren zestig gebruikte de American Nuclear Metal Company voor het eerst de boogroterende elektrodemethode om voorgelegeerd titaniumpoeder te produceren. Het poeder is bolvormig. Dit soort legeringspoeder heeft een hoge zuiverheid, uniforme samenstelling, goede vloeibaarheid en een vuldichtheid van 65% van de theoretische waarde. Dit soort poeder is alleen geschikt voor warmvervormen en onderdelen met complexe vormen kunnen worden gemaakt door heet isostatisch persen. Omdat een van de elektroden een wolfraamstaaf is, is het bij het maken van boogroterende elektrodepoeder gemakkelijk om wolfraamverontreiniging te veroorzaken (het wolfraamgehalte in het poeder bereikt 400 ppm), wat de vermoeiingsprestaties van het materiaal zal verminderen. Om wolfraamvervuiling te elimineren zijn verschillende centrifugale vernevelingspoederprocessen ontwikkeld, zoals roterende elektroden, boogroterende smeltkroezen en roterende schijven met elektronenbundels die elektronenbundels of plasma als warmtebronnen gebruiken. Dit type poeder is de belangrijkste grondstof voor de productie van titaniumpoedermetallurgie-luchtvaartonderdelen.

1. Sinteren van losse vormpoedervormstukken of vormpoeders onder lage druk. De porositeit van het gesinterde lichaam is 25-70%, en dit proces wordt meestal gebruikt om poreuze titaniumproducten en -materialen te produceren.

2. Persen en sinteren. Het persen kan mechanisch of isostatisch gebeuren. De persdruk ligt tussen 2000 en 4000 kgf/cm2 en de sintertemperatuur ligt tussen 1000 en 1400 graden. De relatieve dichtheid van het gesinterde lichaam kan 92-95% bereiken; dit proces wordt gebruikt om corrosiebestendige onderdelen, algemene structurele onderdelen of blokken voor verwerking te produceren.

3. Thermovormen. Het is bedoeld om het poeder of de poederstaaf onder druk te zetten tijdens het verwarmingsproces. Thermische vormprocessen omvatten voornamelijk heet isostatisch persen, vacuüm heet persen, enz. Titaanlegeringspoeder geproduceerd door centrifugale verneveling wordt gevormd door heet isostatisch persen. De dichtheid van het product kan dicht bij de theoretische dichtheid liggen en de eigenschappen zijn uniform in alle richtingen; hoogwaardige structurele onderdelen voor de lucht- en ruimtevaart worden voornamelijk geproduceerd door heet isostatisch persen. .

4. Poederwalsen van titaniumpoeder en blanco poeder. Extrusie en smeden van plano's, enz. Met deze processen kunnen titaniumpoedermaterialen of onderdelen met een hoge dichtheid en goede prestaties worden verkregen. Onder hen is poederwalsen een effectieve en economische verwerkingstechnologie voor de productie van poreuze titaniumplaten en dichte titaniumplaten.