El titani i els seus aliatges són àmpliament utilitzats en camps aeroespacial, militar i marí per la seva baixa densitat, alta resistència específica, biocompatibilitat i bona estabilitat a temperatures mitjanes i altes, així com bones propietats mecàniques i excel·lent resistència a la corrosió. La tecnologia tradicional de processament de forja en fosa té avantatges en la preparació de perfils o productes de titani de gran mida i forma senzilla, però en la preparació d'estructura complexa, productes de titani de mida petita i mitjana, hi ha problemes com ara baix rendiment, malbaratament de recursos i alts costos de producció. La tecnologia de conformació gairebé final de pols pot compensar amb precisió aquest defecte tècnic, mitjançant la preparació de pols, la ruta de la tecnologia de conformació gairebé final pot ser la fabricació per lots o personalitzada de productes d'aliatge de titani de diverses escales i característiques estructurals. Aquest tipus de productes de mida petita i mitjana a les àrees de consum aeroespacial, militar, mèdic i civil tenen un major potencial d'aplicació i valor afegit, és la promoció futura de la indústria del titani, transformació de fabricació verda i baixa en carboni d'una direcció important.
1, sinterització premsada
Els Estats Units en la preparació de sinterització de premsat de pols de titani de la investigació de productes d'aliatge de titani és molt aviat. Dynamet Technology s'ha compromès amb la producció de productes d'emmotllament de pols de titani, com es mostra a la figura 1, alguns dels productes s'han aplicat a petita escala. El primer producte de titani de pols metal·lúrgia produït per l'empresa va ser la preforma d'aliatge de Ti-6Al{-4V per a la carcassa de la cúpula del míssil Rattlesnake de Raytheon, i més tard va produir Ti-6Al{{ de pols metal·lúrgia. 4}}V-2Productes d'aliatge Sn per a la seva aplicació a la carcassa de l'ogiva del míssil Stinger. Com a resultat de la seva important contribució als productes de titani, Dynamet Technology es va convertir en l'únic proveïdor de productes d'aliatge de titani en pols de Boeing. A més, American ADMA Products ha estat produint peces de titani de metal·lúrgia en pols des de 1985, i alguns dels seus productes s'utilitzen en el camp aeroespacial. L'Institut de Recerca de Metalls No Ferros del Nord-oest de la Xina en el camp de la investigació i el desenvolupament de la formació de pols de titani prop de la xarxa té més de 30 anys d'experiència, el desenvolupament de productes de titani porós s'ha aplicat a la indústria química, alimentació i altres camps, figura 1 ( b) mostrat a la indústria de la filtració per a l'aplicació de plaques de titani porós laminat en pols.
2, premsa isostàtica en calent
El procés de premsat isostàtic en calent (HIP) va ser inventat per l'Institut Battelle (Battelle) dels Estats Units a la dècada de 1950, la tecnologia és una mena de gas inert com a mitjà de transferència de pressió, a la temperatura de 850-2000 grau i {{2} }} MPa sota l'efecte sinèrgic de la pressió del gas, els productes de la tecnologia de premsat i sinterització d'alta temperatura, és l'actual conformació propera a la xarxa de pols de titani i peces estructurals d'aliatge de titani de tot el conjunt. Densificació dels mitjans més importants de productes amb uniforme organització, sense teixit, sense segregació i altres característiques.
El desenvolupament estranger de la tecnologia de premsat isostàtica en pols d'aliatge de titani va començar a la dècada de 1850, l'Institut Rus de Metalls Lleugers ja a la dècada de 1970 va desenvolupar per primera vegada una forma complexa de la turbina de la bomba d'hidrogen d'aliatge de titani en pols, i en la RD{ {2}} motor d'oxigen d'hidrogen a l'aplicació dels EUA a la dècada de 1990, primer en el camp de l'aeroespacial per aconseguir la comercialització de l'aplicació, i ampliant gradualment a l'aviació, camp d'armes, com ara la biela del motor F110 de PW, Tomahawk Rotor del compressor del motor del míssil de creuer F107, caputxa del míssil Sidewind, impulsor del motor del míssil de creuer F107, així com carcassa de combat de míssils antiaeris Stinger.
3, emmotllament per injecció de pols
La tecnologia d'emmotllament per injecció de pols de metall (Metal Injection Moulding, MIM) es pot preparar directament amb o a prop de la forma final de les peces, evitant o reduint el mecanitzat, reduint significativament el cost de preparació. Per tant, la tecnologia d'emmotllament per injecció de pols és un dels mitjans tècnics més efectius per a la producció massiva de peces de titani i aliatges de titani. Els productes 3C (inclosos telèfons mòbils, portàtils intel·ligents, marcs d'ulleres, peces de senyal 5G) en comunicació electrònica són el camp d'aplicació més important de la tecnologia d'emmotllament per injecció de pols, que representen el 84,2%. En aquesta etapa, els principals materials a base de ferro i el disseny lleuger del material i la recerca d'alta qualitat són la direcció principal del desenvolupament futur dels productes 3C. L'aliatge de titani té una baixa densitat (densitat de només la meitat dels materials a base de ferro), alta resistència, resistència a la corrosió i altres característiques, per satisfer el futur dels materials lleugers i un disseny d'alta qualitat. Segons les estadístiques, la mida del mercat de la indústria de l'emmotllament per injecció de titani de la Xina va assolir els 680 milions de iuans el 2020 i s'espera que la mida del mercat arribi als 2.000 milions de iuans el 2026, amb una taxa de creixement anual de fins al 20,13%, segons la demanda. projeccions de creixement dels ingressos del costat dels inputs i de l'oferta.
4, fabricació additiva
La fabricació additiva (fabricació additiva, AM) és una tecnologia d'emmotllament acumulat capa per capa de punt, línia, superfície, no es veu afectada per la complexitat de les peces, pot completar de manera automàtica, ràpida i precisa el disseny i la fabricació de peces complexes. En comparació amb les tecnologies de fabricació tradicionals, la fabricació additiva té avantatges únics en termes de llibertat de disseny, modelat de peces complexes i utilització de materials, la qual cosa la converteix en una tecnologia de fabricació d'aliatges de titani molt prometedora. El mercat global d'impressió 3D de metall va assolir els 3.300 milions de dòlars el 2019, inclosos equips, materials i serveis d'impressió 3D, i s'espera que arribi als 11.000 milions de dòlars el 2024, sent els aliatges de titani el metall més important per imprimir, segons SmarTech Analytics. La defensa aeroespacial i militar és l'usuari número u de la fabricació d'additius de titani, que s'ha utilitzat amb èxit per a la formació directa de petits components de precisió per a motors espacials i components grans i complexos per a l'aviació, com ara sistemes de llançament espacial, ales d'avions, superfícies de control integrals. i escotilles, pales de motor i altres components clau de l'equip volador.
Com a matèria primera bàsica del procés d'emmotllament final de la pols metal·lúrgia anterior, el cost i la qualitat dels productes de pols metal·lúrgia són els factors més importants que afecten el preu i el rendiment dels productes de pols metal·lúrgia. Ltd. per al procés de preparació tradicional de pols d'aliatge de titani és complex, car i de baix rendiment del coll d'ampolla de la tecnologia de pols fines, després de tres anys d'investigació i desenvolupament d'una nova manera de crear un procés de preparació de pols de titani micro-fina, completa de manera independent el disseny i el desenvolupament de l'equip de nivell de producció de pols, per aconseguir la mida de partícula d'un nou tipus de pols de titani d'alta qualitat es pot controlar mitjançant la preparació del lot. El rendiment de pols fina s'ha augmentat del 35% al 80%, i el cost s'ha reduït en més d'un 40%, que es pot aplicar a camps de fabricació de gamma alta com l'emmotllament per injecció de pols, la fabricació additiva i el premsat isostàtic en calent. de pols. Els principals tipus de productes inclouen titani pur, TC4, TA15 i altres graus de pols a base de titani d'alta qualitat amb mida de partícula controlable, així com pols d'aliatge a base de titani hidrogenat, pols deshidrogenat hidrogenat i pols compostes de matriu metàl·lica personalitzada a base de titani. .
