Jak obniżyć koszty produkcji i przetwarzania czystego tytanu przemysłowego

Tytan i stopy tytanu mają szerokie perspektywy zastosowania w wojsku, cywilu i innych dziedzinach ze względu na ich niską gęstość, wysoką wytrzymałość właściwą, wysoki współczynnik wytrzymałości na zginanie, dobrą ciągliwość plastyczną, dobrą odporność na korozję itp. Ich działanie i poziom technologii produkcji mają bezpośredni wpływ na rozwój tych dziedzin i poziom doskonalenia. Wąskim gardłem w rozwoju rynku stopów tytanu jest to, że ekstrakcja, topienie i obróbka tytanu są trudne, co prowadzi do wysokich kosztów produkcji. Koszt produkcji wlewka tytanowego jest około 30 razy większy w przypadku wlewka stalowego o tej samej masie, 6 razy większy w przypadku wlewka aluminiowego, z czego koszt produkcji gąbki tytanowej od rudy do redukcji magnezu jest około 20 razy większy niż w przypadku produkcji wlewka o tej samej masie żelazo. Obecnie koszt każdej tony czystego tytanu przemysłowego wynosi około 7,5 ~ 10 $/kg, podczas gdy koszt produkcji stopu tytanu dla przemysłu lotniczego sięga aż 40 $/kg.

Dlatego redukcja kosztów polega głównie na obniżeniu kosztów przemysłowej produkcji czystego tytanu oraz kosztów produkcji i przetwarzania tytanu i stopów tytanu. Aby obniżyć koszty stopów tytanu, zagraniczne kraje aktywnie opracowują stopy tytanu bez cięcia, mniej cięcia w procesie kształtowania bliskiego netto, technologia metalurgii proszków jest jednym z procesów kształtowania zbliżonego do netto. Produkcja części ze stopów tytanu Obecnie istnieją trzy główne metody: ① tradycyjna obróbka materiału kutego; ② odlewanie; ⑧ metalurgia proszków. Obróbka materiału za pomocą kucia, jego właściwości materiałowe są doskonałe, ale odpady, przetwarzanie, wysokie koszty i trudne do uzyskania kształty skomplikowanych produktów; odlew można uzyskać w postaci złożonego kształtu netto lub prawie netto produktu, koszt jest niższy, ale proces odlewania polegający na segregacji składu materiału, rozluźnieniu, skurczeniu elektromagnesów i innych wadach jest trudny do uniknięcia, materiał wydajność jest niska. Technologia metalurgii proszków stopu tytanu przezwycięża wady tych dwóch metod, a jednocześnie ma swoje zalety. Dlatego też badacze krajowi i zagraniczni przeprowadzili wiele prac nad otrzymaniem stopu tytanu technologią metalurgii proszków. W tym artykule w ostatnich latach zbadano i opracowano za granicą kilka rodzajów technologii metalurgii proszków do wytwarzania wysokowydajnych stopów tytanu oraz ich zastosowania, a także pokrótce przedstawiono ich zastosowania.1 Nowa technologia przygotowania metalurgii proszków 1.1 Formowanie wtryskowe metali ( MLM)

Technologia formowania wtryskowego proszków metali (MIM), jako technologia formowania niemal netto, pozwala na przygotowanie wysokiej jakości, precyzyjnych, skomplikowanych części, co jest uważane za jedną z najkorzystniejszych technologii formowania. Wytwarzanie części o kształcie zbliżonym do netto z tytanu i stopów tytanu metodą MIM może znacznie obniżyć koszty przetwarzania. Szacuje się, że obecna wielkość produkcji tytanowych części MIM na całym świecie wynosi 3-5t miesięcznie. wraz z usprawnieniem procesu przygotowania proszku tytanowego i obniżeniem jego kosztów, wielkość produkcji części do formowania wtryskowego ze stopów tytanu wykazuje tendencję rosnącą. Pierwsza w Japonii technologia MIM umożliwiająca produkcję sportowych korków ze stopu Ti i Fe o zawartości 4% wag. Obecnie największym zakładem produkującym wtryskiwanie proszku tytanu jest Japan Injex, miesięczna produkcja około 2 ~ 3 ton. Produkty Titanium MIM znajdują zastosowanie w głowicach golfowych, samochodach, sprzęcie medycznym, implantach dentystycznych oraz kopertach i paskach zegarków, a także w innych aspektach zastosowań. Koperta ze stopu tytanu, wykonana przez firmy Hitachi metal Precision Company i Casio Computer Company w Japonii, zdobyła nagrodę MIM Award of Merit na Międzynarodowej Konferencji Metalurgii Proszków w 1999 roku, a zegarek ten może nadal normalnie działać na głębokości 200 m. Niektóre japońskie uniwersytety stosują sferyczny proszek tytanu w aerozolu Sumitomo Sitix metodą MIM w celu otrzymania stopu Ti 6Al 4V, Ti 12Mo, Ti 5Co. Właściwości materiału są lepsze niż w tych samych warunkach w tych samych warunkach w konwencjonalnym procesie metalurgii proszków wytwarzanym przez właściwości materiału, w pełni osiągnięto ten sam skład poziomu materiału do topienia i kucia. Ponadto pewna japońska firma zastosowała metodę formowania wtryskowego do produkcji części ze stopu tytanu i żelaza o skomplikowanych kształtach, takich jak gwoździe podeszew butów do biegania lekkoatletycznego. Metodą będzie proszek stopu tytanu z żelazem (Ti a 5% wag. Fe) i mieszanka spoiwa organicznego, formowanie wtryskowe pod ciśnieniem 196 MPa, odtłuszczanie w temperaturze 550 stopni, a następnie w stopniach 1000-1400, w warunkach próżni 1,33 × 1O Pa spiekanie. W porównaniu do kolców ze stopu molibdenu, wykonane w ten sposób kolce ze stopu tytanu i żelaza mają zwiększoną odporność na zużycie i udarność. A waga została zmniejszona o 45%.