粉末冶金钛合金的工艺应用特点

网站编辑:嘉兴精科科技有限公司 │ 发布时间:2021-10-25 

钛是继钢铁、铝之后的重要战略金属材料。它具有密度低、比强度高、耐热性强、耐腐蚀性好、生物相容性好等一系列优良性能。被誉为“第三金属”、“太空金属”、“海洋金属”,在航空航天、武器装备、汽车船舶、石油化工等领域发挥着关键作用。”钛合金粉末冶金制备技术作为钛合金的制备工艺,目前世界上最具潜力的方法值得我们关注。

粉末冶金

粉末冶金钛合金的工艺应用特点:

目前,钛材料的生产工艺是主要以传统的熔铸法和粉末冶金法为基础,在传统熔铸法的生产过程中,由于钛的化学性质活泼,在熔融状态下容易与普通耐火材料发生反应。在钛的熔点附近找不到耐火材料,因此,冶炼时不得使用坩埚或水冷铜坩埚,所以冶炼必须在高真空或高纯度惰性气氛条件下进行。目前比较成熟的熔炼工艺是真空电弧熔炼或冷床炉熔炼。

真空电弧炉熔炼钛合金需要焊接海绵钛和合金材料为电极,水冷铜坩埚为另一电极。电弧在两个电极之间开始。坩埚凝结成钛锭。这个过程需要预制电极,并且需要至少两次熔炼才能获得均匀的合金。同时有低密度夹杂物和高密度夹杂物。

冷床炉熔炼钛合金是利用高能电子束枪或等离子枪的能量将原料熔化,然后流入精炼区。精炼区的液态金属经过高温熔化、沉淀捕获等机制去除杂质和夹杂物,最终净化后的熔体流入坩埚,在坩埚底部逐渐凝固并被拉出。采用该技术可大大减少冶炼过程中的夹杂物,但设备投资成本高,工艺能耗高,设备一般依赖进口,冶炼过程中低熔点合金成分损失较大大,容易造成成分损失。

粉末冶金制备工艺以金属粉末为原料,经过成型和烧结,在低于熔点的温度下得到最终产品,可实现近净成形,降低加工成本与传统工艺相关。2013年Dynamet采用粉末冶金工艺(冷等静压-真空烧结-热等静压)生产钛合金,符合波音要求,荣获2013年国际钛协会应用开发奖,标志着粉末冶金钛合金进入新一轮快速发展。