티타늄 및 티타늄 합금 분말 야금 공정 준비

분말 야금으로 만든 티타늄 금속 및 티타늄 합금. 티타늄은 화학적 활성이 높으며 가스 및 도가니 재료에 의해 쉽게 오염됩니다. 따라서 진공 또는 고순도 불활성 가스의 보호하에 원심 분무 분말화 공정을 사용하여 고품질의 티타늄 분말을 주로 생산합니다. 제품은 일반적으로 바인더 없이 성형되며, 블랭크는 진공에서 소결되어야 합니다.

1940년대 후반에 티타늄 스폰지 분말을 원료로 사용하는 압착 및 소결 공정에 대한 연구가 처음으로 이루어졌습니다. 그러나 이 공정으로 생산된 제품의 성능은 아직 항공 부문의 요구 사항을 충족할 수 없습니다. 주로 화학 산업, 경공업, 야금, 해양 개발 및 기타 분야에서 요구되는 내식성, 여과 및 기타 부품을 제조하는 데 사용됩니다. 산업적 응용을 얻은 첫 번째 제품은 티타늄 다공성 필터 소재였습니다. 중반{1}}에는 회전전극법과 열간 등압성형 치밀화법으로 티타늄 합금분말을 생산하는 공정이 개발되기 시작했습니다. 이 공정을 통해 생산된 제품의 정적 기계적 성질은 제련 제품과 동등하지만, 절단 공정이 대폭 단축되고 소재의 활용도가 향상되어 항공산업에 활용되기 시작했습니다. 1970년대 말까지 티타늄 분말 야금 제품을 내식성 및 항공 분야에 적용하는 것이 급속히 발전했습니다. 중국은 1970년대 초부터 티타늄 분말 야금 공정과 제품에 대한 연구를 시작했습니다. 티타늄 금속 밸브, 슬리브, 다공성 튜브 및 플레이트, 티타늄-티타늄 카바이드 내마모성 재료, 티타늄-몰리브덴 내식성 합금은 모두 산업적으로 생산되었습니다. 1970년대 후반에는 고품질의 티타늄 합금 분말을 생산하기 위한 원심분무화와 열간 등압성형 기술에 대한 연구가 진행되었습니다.

1. 나트륨 환원 스폰지 티타늄 분말. 이러한 종류의 분말은 생산량이 크고 가격이 저렴하며 분말 가소성이 좋으며 냉간 성형에 적합합니다. 일반 내식성 제품 생산의 주요 원료입니다. 나트륨 및 염화물 이온 함량이 높기 때문에 소결 시 장비를 쉽게 오염시키고 재료의 용접 성능을 저하시킬 수 있습니다.

2. 전해 티타늄 분말. 나트륨 환원 스폰지 티타늄 분말보다 순도는 높지만 전해 티타늄 분말의 성형성은 스폰지 티타늄 분말보다 떨어집니다.

3. 수소탈수소화 티타늄 분말. 수소화 및 탈수소화 공정을 통해 품질이 좋고 입자 크기가 미세한 티타늄 분말 및 그 합금 분말을 얻을 수 있습니다. 그러나 배치 크기가 작고 가격이 상대적으로 비쌉니다.

4. 원심분리된 티타늄 분말. 1960년대 미국 핵금속 회사(American Nuclear Metal Company)는 처음으로 아크 회전 전극 방식을 사용하여 티타늄 사전 합금 분말을 생산했습니다. 분말은 구형이다. 이러한 종류의 합금분말은 순도가 높고, 조성이 균일하며, 유동성이 좋고, 충진밀도가 이론치의 65%에 달합니다. 이런 종류의 분말은 열간 성형에만 적합하며 열간 등압 성형으로 복잡한 형상의 부품을 만들 수 있습니다. 아크 회전 전극 분말 제조 공정에서 전극 중 하나가 텅스텐 막대이기 때문에 텅스텐 오염이 발생하기 쉽고(분말의 텅스텐 함량이 400ppm에 도달) 재료의 피로 성능이 저하됩니다. 텅스텐 오염을 제거하기 위해 전자빔이나 플라즈마를 열원으로 사용하는 회전 전극, 아크 회전 도가니, 전자빔 회전 디스크 등 다양한 원심 미립화 분말화 공정이 개발되었습니다. 이러한 종류의 분말은 티타늄 분말 야금 항공우주 부품을 제조하는 주요 원료입니다.

1. 느슨한 또는 저압 성형 분말 블랭크의 소결. 소결체의 기공률은 25-70%이며, 이 공정은 주로 다공성 티타늄 제품 및 재료를 생산하는 데 사용됩니다.

2. 프레싱 및 소결. 프레싱은 기계적으로 또는 등압적으로 수행될 수 있습니다. 가압압력은 2000~4000kgf/cm2이고, 소결온도는 1000~1400도이다. 소결체의 상대 밀도는 92-95%에 도달할 수 있습니다. 이 공정은 내식성 부품, 일반 구조 부품 또는 가공용 잉곳을 생산하는 데 사용됩니다.

3. 열성형. 가열 과정에서 분말 또는 분말 잉곳에 압력을 가하는 것입니다. 열 성형 공정에는 주로 열간 등압 성형, 진공 열간 압착 등이 포함됩니다. 원심 분무에 의해 생산된 티타늄 합금 분말은 열간 등압 성형에 의해 형성됩니다. 제품의 밀도는 이론적인 밀도에 가까울 수 있으며 특성은 모든 방향에서 균일합니다. 고성능 항공우주 구조 부품은 주로 열간 등압 성형으로 생산됩니다. .

4. 티타늄 분말과 분말 블랭크의 분말 압연. 블랭크 등의 압출 및 단조. 이러한 공정을 통해 밀도가 높고 성능이 우수한 티타늄 분말 재료 또는 부품을 얻을 수 있습니다. 그 중 분말 압연은 다공성 티타늄 판과 치밀한 티타늄 판을 생산하는 효과적이고 경제적인 가공 기술입니다.