Kā samazināt rūpnieciskā tīra titāna ražošanas un pārstrādes izmaksas

Titānam un titāna sakausējumiem ir plašas pielietošanas iespējas militārajā, civilajā un citās jomās, pateicoties to zemajam blīvumam, augstajai īpatnējai stiprībai, augstai lieces izturības attiecībai, labajai plastmasas stingrībai, labajai izturībai pret koroziju utt. To veiktspēja un ražošanas tehnoloģijas līmenis ir tieša ietekme uz šo jomu attīstību un uzlabojumu līmeni. Sašaurinājums titāna sakausējuma tirgus paplašināšanā ir tas, ka titāna ieguve, kausēšana un apstrāde ir sarežģīta, kas rada augstas ražošanas izmaksas. Titāna stieņa ražošanas izmaksas ir aptuveni 30 reizes lielākas nekā tāda paša svara tērauda lietņiem, 6 reizes lielākas nekā alumīnija lietņiem, no kuriem titāna sūkļa ražošanas izmaksas no rūdas līdz magnija samazināšanai ir aptuveni 20 reizes lielākas nekā tāda paša svara ražošanas izmaksas. dzelzs. Pašlaik katras rūpnieciskā tīra titāna tonnas izmaksas ir aptuveni 7,5–10 USD / kg, savukārt kosmosa titāna sakausējuma ražošanas izmaksas ir 40 USD / kg.

Tāpēc izmaksu samazināšana galvenokārt ir paredzēta rūpnieciskā tīra titāna ražošanas un titāna un titāna sakausējuma ražošanas un apstrādes izmaksu samazināšanai. Lai samazinātu titāna sakausējumu izmaksas, ārvalstis enerģiski attīsta titāna sakausējumus bez griešanas, mazāk griežot gandrīz neto formas procesu, pulvermetalurģijas tehnoloģija ir viens no gandrīz neto formas procesiem. Titāna sakausējuma detaļu ražošanai pašlaik ir trīs galvenās metodes: ① tradicionālā kalšanas materiālu apstrāde; ② liešana; ⑧ pulvermetalurģija. Materiālu apstrāde ar kalšanu, tās materiālu īpašības ir lieliskas, bet atkritumi, apstrāde, augstas izmaksas, un grūti iegūt formu sarežģītiem izstrādājumiem; lējumu var iegūt sarežģītas tīkla formas vai izstrādājuma gandrīz tīkla formā, izmaksas ir zemākas, bet liešanas procesā ir grūti izvairīties no materiāla sastāva segregācijas, atslābšanas, solenoīdu saraušanās un citiem defektiem, materiāls veiktspēja ir zema. Titāna sakausējuma pulvermetalurģijas tehnoloģija novērš abu šo metožu trūkumus, un tajā pašā laikā tai ir savas priekšrocības. Tāpēc vietējie un ārvalstu pētnieki ir veikuši lielu darbu pie titāna sakausējuma sagatavošanas ar pulvermetalurģijas tehnoloģiju. Šajā rakstā ārzemēs pēdējos gados ir pētītas un izstrādātas vairāku veidu pulvermetalurģijas tehnoloģijas augstas veiktspējas titāna sakausējumu sagatavošanai un to pielietojumi, kā arī īsi iepazīstināti ar to pielietojumiem.1 Jauna pulvermetalurģijas sagatavošanas tehnoloģija 1.1 Metāla iesmidzināšana ( MlM)

Metāla pulvera iesmidzināšanas formēšanas (MIM) tehnoloģija kā gandrīz tīkla formēšanas tehnoloģija var sagatavot augstas kvalitātes, augstas precizitātes sarežģītas detaļas, kas tiek uzskatīta par vienu no izdevīgākajām formēšanas tehnoloģijām. Titāna un titāna sakausējuma gandrīz neto formas detaļu ražošana ar MIM metodi var ievērojami samazināt apstrādes izmaksas. Tiek lēsts, ka pašreizējais titāna MIM detaļu ražošanas apjoms visā pasaulē ir 3-5t mēnesī. uzlabojot titāna pulvera sagatavošanas procesu un samazinot pulvera izmaksas - titāna sakausējuma iesmidzināšanas formēšanas detaļu ražošanas apjoms pieaug. Japānā pirmā MIM tehnoloģija, kas ražo Ti a 4 masu% Fe sakausējuma sporta skavas. Tagad lielākā titāna pulvera iesmidzināšanas formēšanas rūpnīca ir Japan Injex, ikmēneša produkcija ir aptuveni 2–3 t. Titanium MIM produkti ir bijuši golfa galviņās, automašīnās, medicīnas iekārtās, zobu implantos un pulksteņu futrāļos un siksnās, kā arī citos lietojuma aspektos. Titāna sakausējuma korpuss, ko ražo Hitachi metal Precision Company un Casio Computer Company Japānā, 1999. gadā Starptautiskajā pulvermetalurģijas konferencē ieguva MIM balvu par nopelniem, un šis pulkstenis joprojām var normāli darboties 200 m ūdens dziļumā. Dažas Japānas universitātes izmanto Sumitomo Sitix aerosolizētu sfērisku titāna pulveri, izmantojot MIM metodi, lai iegūtu Ti 6Al 4V, Ti 12Mo, Ti 5Co sakausējumu. Materiālu īpašības ir labākas nekā tādos pašos apstākļos tādos pašos apstākļos ar parasto pulvermetalurģijas procesu, ko ražo materiāla īpašības, pilnībā sasniedzot to pašu kušanas un kalšanas materiāla sastāvu. Turklāt Japānas uzņēmums izmantoja iesmidzināšanas liešanas metodi, lai ražotu sarežģītas formas titāna-dzelzs sakausējuma detaļas, piemēram, vieglatlētikas skriešanas apavu zoles nagus. Metode būs titāna-dzelzs sakausējuma (Ti 5 masas% Fe) pulvera un organiskās saistvielas maisījums, iesmidzināšana 196 MPa spiedienā, 550 grādu attaukošana un pēc tam 1000-1400 grādos, 1,33 × 1O Pa vakuuma apstākļos. saķepināšana. Salīdzinot ar molibdēna sakausējuma tapas, šādā veidā izgatavotās titāna-dzelzs sakausējuma tapas ir uzlabojušas nodilumizturību un triecienizturību. Un svars ir samazināts par 45%.