Hoe de productie- en verwerkingskosten van industrieel puur titanium kunnen worden verlaagd

Titanium en titaniumlegeringen hebben brede toepassingsmogelijkheden op militair, civiel en ander gebied vanwege hun lage dichtheid, hoge specifieke sterkte, hoge buigsterkteverhouding, goede plastic taaiheid, goede corrosieweerstand, enz. Hun prestaties en het niveau van de productietechnologie hebben een directe impact op de ontwikkeling van deze gebieden en het niveau van verbetering. Het knelpunt bij het uitbreiden van de markt voor titaniumlegeringen is dat de extractie, het smelten en het machinaal bewerken van titanium moeilijk zijn, wat tot hoge productiekosten leidt. De productiekosten van titaniumstaven zijn ongeveer 30 maal die van stalen staven met hetzelfde gewicht, 6 keer die van aluminiumstaven, waarvan de kosten van de productie van titaniumsponsen van erts- tot magnesiumreductie ongeveer 20 keer zo hoog zijn als die van de productie van hetzelfde gewicht. ijzer. Momenteel bedragen de kosten van elke ton industrieel puur titanium ongeveer 7,5 ~ 10 $ / kg, terwijl de productiekosten van een titaniumlegering voor de ruimtevaart oplopen tot 40 $ / kg.

Daarom is de kostenreductie voornamelijk bedoeld om de kosten van de industriële productie van puur titanium en de productie- en verwerkingskosten van titanium en titaniumlegeringen te verlagen. Om de kosten van titaniumlegeringen te verlagen, ontwikkelen buitenlandse landen krachtig titaniumlegeringen zonder te snijden, minder snijdend bijna-net-vormproces, poedermetallurgietechnologie is een van de bijna-net-vormprocessen. Voor de vervaardiging van onderdelen van titaniumlegering zijn er momenteel drie hoofdmethoden: ① traditionele verwerking van smeedmateriaal; ② gieten; ⑧ poedermetallurgie. Materiaalverwerking met smeden, de materiaaleigenschappen zijn uitstekend, maar verspilling, verwerking, hoge kosten en moeilijk om de vorm van complexe producten te verkrijgen; gieten kan worden verkregen in de vorm van een complexe netvorm of bijna-netvorm van het product, de kosten zijn lager, maar het gietproces van de materiaalsamenstelling, segregatie, losraken, krimpen van elektromagneten en andere defecten zijn moeilijk te vermijden, het materiaal prestaties zijn laag. De poedermetallurgietechnologie van titaniumlegeringen overwint de tekortkomingen van deze twee methoden en heeft tegelijkertijd hun voordelen. Daarom hebben binnenlandse en buitenlandse onderzoekers veel werk verricht aan de bereiding van titaniumlegeringen door middel van poedermetallurgietechnologie. In dit artikel zijn de afgelopen jaren verschillende soorten poedermetallurgietechnologieën voor de bereiding van hoogwaardige titaniumlegeringen en hun toepassingen in het buitenland onderzocht en ontwikkeld, en hun toepassingen worden kort geïntroduceerd.1 Nieuwe poedermetallurgische voorbereidingstechnologie 1.1 Metaalspuitgieten ( mlM)

Metaalpoederspuitgiettechnologie (MIM), als een near-net-vormtechnologie, kan hoogwaardige, uiterst nauwkeurige complexe onderdelen bereiden, wat als een van de meest voordelige vormtechnologieën wordt beschouwd. Het vervaardigen van bijna-netvormige onderdelen van titanium en titaniumlegeringen volgens de MIM-methode kan de verwerkingskosten aanzienlijk verlagen. Er wordt geschat dat het huidige productievolume van titanium MIM-onderdelen over de hele wereld 3-5t per maand bedraagt. met de verbetering van het proces voor het bereiden van titaniumpoeder en de verlaging van de poederkosten, vertoont het productievolume van spuitgietonderdelen van titaniumlegeringen een groeiende trend. De eerste Japanse MIM-technologie die sportschoenen van een Ti-legering met een Fe-legering van 4 gew.% produceert. Nu is Japan Injex de grootste productiefabriek voor spuitgieten van titaniumpoeder, met een maandelijkse productie van ongeveer 2 ~ 3 ton. Titanium MIM-producten zijn te vinden in de golfhead, auto's, medische apparatuur, tandheelkundige implantaten en horlogekasten en -riemen en andere aspecten van de toepassing. De kast van titaniumlegering, gemaakt door Hitachi Metal Precision Company en Casio Computer Company in Japan, won de MIM Award of Merit op de International Powder Metallurgy Conference in 1999, en dit horloge kan nog steeds normaal functioneren op een waterdiepte van 200 meter. Sommige Japanse universiteiten gebruiken Sumitomo Sitix bolvormig titaniumpoeder in een spuitbus, volgens de MIM-methode, om een ​​Ti 6Al 4V, Ti 12Mo, Ti 5Co-legering te verkrijgen. Materiaaleigenschappen zijn beter dan dezelfde omstandigheden onder dezelfde omstandigheden met conventionele poedermetallurgieprocessen geproduceerd door de materiaaleigenschappen, volledig bereikt dezelfde samenstelling van het smelt- en smeedmateriaalniveau. Bovendien gebruikte een Japans bedrijf een spuitgietmethode om onderdelen van titanium-ijzerlegeringen met complexe vormen te vervaardigen, zoals de zoolnagels van atletiekschoenen. De methode bestaat uit een mengsel van een poeder van een titanium-ijzerlegering (Ti a 5 gew.% Fe) en een organisch bindmiddel, spuitgieten bij een druk van 196 MPa, ontvetten bij 550 graden en vervolgens in de omstandigheden van 1000-1400 graden, 1,33 × 1O Pa voor vacuüm sinteren. Vergeleken met de spikes van een molybdeenlegering hebben de op deze manier gemaakte spikes van een titanium-ijzerlegering een verbeterde slijtvastheid en slagvastheid. En het gewicht is met 45% verminderd.