Titaani ja titaanisulami pulbermetallurgia protsessi valmistamine

Pulbermetallurgia abil valmistatud titaanmetall ja titaanisulamid. Titaanil on kõrge keemiline aktiivsus ning see on kergesti saastunud gaaside ja tiiglimaterjalidega. Seetõttu toodetakse kvaliteetset titaanipulbrit peamiselt tsentrifugaalpihustamise pulbristamise protsessiga vaakumi või kõrge puhtusastmega inertgaasi kaitse all. Tooted moodustatakse üldjuhul ilma sideaineta ja toorik tuleb paagutada vaakumis.

1940. aastate lõpus hakati esmakordselt uurima pressimise ja paagutamise protsessi, kasutades toorainena titaankäsnapulbrit. Selle protsessiga toodetud toodete jõudlus ei saa aga veel vastata lennundussektori nõuetele. Seda kasutatakse peamiselt korrosioonikindluse, filtreerimise ja muude keemiatööstuse, kergetööstuse, metallurgia, ookeanide arendamise ja muude sektorite jaoks vajalike osade tootmiseks. Esimene toode, mida tööstuslikult kasutati, oli poorne titaanist filtrimaterjal. Kesk-1960} hakati välja töötama titaani eellegeeritud pulbri valmistamise protsessi pöörleva elektroodmeetodi ja kuumisostaatilise pressimise tihendamise teel. Selle protsessi käigus toodetud toodete staatilised mehaanilised omadused on samaväärsed sulatustoodete omadega, kuid lõikamisprotsess on oluliselt vähenenud, materjalide kasutusaste paraneb ja seda on hakatud kasutama lennutööstuses. 1970. aastate lõpuks oli titaanpulbermetallurgia toodete kasutamine korrosioonikindluses ja lennunduses kiiresti arenenud. Hiina hakkas 1970. aastate alguses uurima titaani pulbermetallurgia protsesse ja tooteid. Titaanist metallist klapid, hülsid, poorsed torud ja plaadid, titaan-titaankarbiidi kulumiskindlad materjalid ja titaan-molübdeeni korrosioonikindlad sulamid on kõik tööstuslikult toodetud. 1970. aastate lõpus viidi läbi uuringud tsentrifugaalpihustamise alal, et toota kvaliteetset titaanisulamist pulbrit ja kuumisostaatpressimise vormimistehnoloogiat.

1. Naatriumi vähendamise käsna titaanipulber. Seda tüüpi pulbril on suur toodang, madal hind, hea pulbri plastilisus ja see sobib külmvormimiseks. See on peamine tooraine üldiste korrosioonikindlate toodete tootmiseks. Kuna see sisaldab palju naatriumi- ja kloriidioone, võib see paagutamise ajal seadmeid kergesti saastada ja halvendada materjali keevitust.

2. Elektrolüütiline titaanipulber. Puhtus on kõrgem kui vähendatud naatriumisisaldusega käsn-titaanipulbril, kuid elektrolüütilise titaanipulbri vormitavus on halvem kui käsna-titaanipulbril.

3. Hüdrodehüdrogeenitud titaanipulber. Titaanipulbrit ja selle sulamipulbrit, millel on hea kvaliteet ja peene osakeste suurus, saab hüdrogeenimise ja dehüdrogeenimise protsessi kaudu; partii suurus on aga väike ja hind suhteliselt kallis.

4. Tsentrifugaalselt pihustatud titaanipulber. 1960. aastatel kasutas American Nuclear Metal Company esmakordselt titaani eellegeeritud pulbri tootmiseks kaar-pöörleva elektroodi meetodit. Pulber on sfäärilise kujuga. Seda tüüpi sulamipulbril on kõrge puhtusaste, ühtlane koostis, hea voolavus ja täite tihedus 65% teoreetilisest väärtusest. Selline pulber sobib ainult kuumvormimiseks ja keeruka kujuga osi saab valmistada kuumisostaatilise pressimise teel. Kaare pöörleva elektroodi pulbri valmistamise protsessis, kuna üks elektroodidest on volframvarras, on kerge tekitada volframi saastumist (volframi sisaldus pulbris jõuab 400 ppm), mis vähendab materjali väsimust. Volframireostuse kõrvaldamiseks on välja töötatud erinevad tsentrifugaalpihustamise pulbristamise protsessid, nagu pöörlevad elektroodid, kaarpöörlevad tiiglid ja elektronkiirega pöörlevad kettad, mis kasutavad soojusallikana elektronkiire või plasmat. Seda tüüpi pulber on titaanpulbermetallurgia kosmoseosade valmistamise peamine tooraine.

1. Lahtise või madalrõhu vormimispulbri toorikute paagutamine. Paagutatud keha poorsus on 25-70% ja seda protsessi kasutatakse enamasti poorsete titaanist toodete ja materjalide tootmiseks.

2. Pressimine ja paagutamine. Pressimine võib toimuda mehaaniliselt või isostaatiliselt. Pressimisrõhk on vahemikus 2000 kuni 4000 kgf/cm2 ja paagutamistemperatuur on vahemikus 1000 kuni 1400 kraadi. Paagutatud keha suhteline tihedus võib ulatuda 92-95%; seda protsessi kasutatakse korrosioonikindlate osade, üldiste konstruktsiooniosade või töötlemiseks mõeldud valuplokkide tootmiseks.

3. Termovormimine. See on pulbri või pulbri valuploki survestamine kuumutamisprotsessi ajal. Termovormimisprotsessid hõlmavad peamiselt kuumisostaatilist pressimist, vaakumkuumpressimist jne. Tsentrifugaalpihustamise teel toodetud titaanisulami pulber moodustatakse kuumisostaatilise pressimise teel. Toote tihedus võib olla teoreetilise tiheduse lähedal ja omadused on kõikides suundades ühtlased; suure jõudlusega kosmosesõidukite konstruktsiooniosad toodetakse peamiselt kuumisostaatilise pressimise teel. .

4. Titaanipulbri ja pulbritooriku pulbervaltsimine. Toorikute ekstrusioon ja sepistamine jne. Nende protsesside abil on võimalik saada suure tihedusega ja hea jõudlusega titaanpulbri materjale või osi. Nende hulgas on pulbervaltsimine tõhus ja ökonoomne töötlemistehnoloogia poorsete titaanplaatide ja tihedate titaanplaatide tootmiseks.