Kako smanjiti troškove proizvodnje i obrade industrijskog čistog titana

Titan i legure titana imaju široke izglede za primjenu u vojnim, civilnim i drugim poljima zbog svoje niske gustoće, visoke specifične čvrstoće, visokog omjera čvrstoće na savijanje, dobre plastične žilavosti, dobre otpornosti na koroziju itd. Njihova izvedba i razina tehnologije proizvodnje imaju izravan utjecaj na razvoj ovih područja i razinu poboljšanja. Usko grlo u širenju tržišta legura titana je to što su ekstrakcija titana, topljenje i strojna obrada teški, što dovodi do visokih troškova proizvodnje. Trošak proizvodnje titanijskog ingota je oko 30 puta veći od čeličnog ingota iste težine, 6 puta veći od aluminijskog ingota, od čega je trošak proizvodnje titanijske spužve od rude do redukcije magnezija oko 20 puta veći od proizvodnje iste težine željezo. Trenutno je trošak svake tone industrijskog čistog titana oko 7,5 ~ 10 $/kg, dok je proizvodni trošak legure titana u zrakoplovstvu čak 40 $/kg.

Stoga se smanjenje troškova uglavnom odnosi na smanjenje troškova industrijske proizvodnje čistog titana i troškova proizvodnje i obrade titana i titanovih legura. Kako bi se smanjio trošak legura titana, strane zemlje snažno razvijaju legure titana bez rezanja, manje rezanje procesa gotovo neto oblika, tehnologija metalurgije praha jedan je od procesa gotovo neto oblika. Trenutno postoje tri glavne metode proizvodnje dijelova od legure titana: ① tradicionalna obrada materijala za kovanje; ② lijevanje; ⑧ metalurgija praha. Obrada materijala s kovanjem, njegova svojstva materijala su izvrsna, ali otpad, obrada, visoka cijena i teško dobiti oblik složenih proizvoda; lijevanje se može dobiti u obliku složenog mrežastog oblika ili gotovo neto oblika proizvoda, trošak je niži, ali proces lijevanja sastava materijala teško je izbjeći segregaciju, labavljenje, skupljanje solenoida i druge nedostatke, materijal performanse su niske. Tehnologija metalurgije praha legure titana nadilazi nedostatke ovih dviju metoda, a istovremeno ima svoje prednosti. Stoga su domaći i inozemni istraživači obavili veliki rad na pripremi titanovih legura tehnologijom metalurgije praha. U ovom je radu nekoliko vrsta tehnologija metalurgije praha za pripremu legura titana visokih performansi i njihove primjene istraženo i razvijeno u inozemstvu posljednjih godina, a njihove su primjene ukratko predstavljene.1 Nova tehnologija pripreme metalurgije praha 1.1 Injekcijsko prešanje metala ( MlM)

Tehnologija brizganja metalnog praha (MIM), kao tehnologija skoro neto oblikovanja, može pripremiti visokokvalitetne, visokoprecizne složene dijelove, što se smatra jednom od najpovoljnijih tehnologija oblikovanja. Proizvodnja dijelova gotovo neto oblika od titana i titanovih legura pomoću MIM metode može značajno smanjiti troškove obrade. Procjenjuje se da je trenutni obujam proizvodnje MIM dijelova od titana u cijelom svijetu 3-5t mjesečno. s poboljšanjem procesa pripreme titanovog praha i smanjenjem troškova praha -, obujam proizvodnje dijelova za injekcijsko prešanje od legura titana je u rastućem trendu. Prva japanska MIM tehnologija za proizvodnju sportskih kopački od Ti a 4wt% Fe legure. Sada je najveća tvornica za proizvodnju injekcijskog prešanja titanovog praha Japan Injex, mjesečna proizvodnja od oko 2 ~ 3 t. Titanium MIM proizvodi bili su u glavama za golf, automobilima, medicinskoj opremi, zubnim implantatima i kućištima i remenima za satove i drugim aspektima primjene. Kućište od legure titana koje su izradili Hitachi metal Precision Company i Casio Computer Company u Japanu osvojilo je MIM nagradu za zasluge na Međunarodnoj konferenciji metalurgije praha 1999. godine, a ovaj sat još uvijek može normalno raditi na dubini vode od 200 m. Neka japanska sveučilišta koriste Sumitomo Sitix aerosolizirani sferični titanski prah, metodom MIM za dobivanje legure Ti 6Al 4V, Ti 12Mo, Ti 5Co. Svojstva materijala su bolja od istih uvjeta pod istim uvjetima s konvencionalnim procesom metalurgije praha proizvedenog materijalnim svojstvima, u potpunosti dosegla isti sastav razine materijala za taljenje i kovanje. Osim toga, jedna je japanska tvrtka koristila metodu injekcijskog prešanja za proizvodnju dijelova od legure titana i željeza složenih oblika, kao što su čavli potplata tenisica za trčanje. Metoda će biti prah legure titana i željeza (Ti a 5wt% Fe) i mješavina organskog veziva, injekcijsko prešanje pod tlakom od 196 MPa, u odmašćivanju od 550 stupnjeva, a zatim u 1000-1400 stupnjevima, 1,33 × 1O Pa uvjetima za vakuum sinterovanje. U usporedbi s šiljcima od legure molibdena, šiljci od legure titana i željeza izrađeni na ovaj način imaju poboljšanu otpornost na habanje i udarce. A težina je smanjena za 45%.