پردازش متالورژی پودر آلیاژ تیتانیوم

1، پرس زینترینگ
ایالات متحده در آماده سازی تف جوشی فشرده سازی پودر تیتانیوم تحقیقات محصولات آلیاژ تیتانیوم بسیار زود است. فناوری Dynamet متعهد به تولید محصولات قالب گیری فشرده پودر تیتانیوم است، همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است، بخشی از محصول در مقیاس کوچک اعمال شده است. اولین محصول تیتانیوم متالورژی پودری که توسط این شرکت تولید شد، پیش‌فرم آلیاژ Ti-6Al-4V برای پوسته گنبدی موشک‌های Rattlesnake Raytheon بود و بعداً متالورژی پودر Ti-6Al-6 را تولید کرد. {4}}V-2محصولات آلیاژی Sn برای کاربرد در پوسته‌های سرجنگی موشک‌های استینگر. با توجه به سهم قابل توجه خود در محصولات تیتانیوم، Dynamet Technology تنها تامین کننده محصولات آلیاژ تیتانیوم پودر شده برای بوئینگ شد. علاوه بر این، ADMA Products ایالات متحده از سال 1985 تولید قطعات تیتانیوم متالورژی پودر را آغاز کرده است و برخی از محصولات آن در زمینه هوافضا استفاده می شود. موسسه تحقیقاتی فلزات غیر آهنی شمال غربی چین در زمینه تحقیق و توسعه تشکیل پودر تیتانیوم نزدیک به شبکه بیش از 30 سال تجربه داشته است، توسعه محصولات تیتانیوم متخلخل در صنایع شیمیایی، مواد غذایی و سایر زمینه ها استفاده شده است، شکل 1 ( ب) در صنعت فیلتراسیون برای استفاده از ورق تیتانیوم متخلخل نورد شده نشان داده شده است.
2، پرس ایزواستاتیک داغ
فرآیند پرس ایزواستاتیک داغ (HIP) توسط مؤسسه Battelle (Battelle) ایالات متحده در دهه 1950 اختراع شد، این فناوری نوعی گاز بی اثر به عنوان رسانه انتقال فشار، در دمای 850-2000 درجه و {{2} است. }} مگاپاسکال تحت اثر هم افزایی فشار گاز، محصولات پرس و تف جوشی در دمای بالا، در حال حاضر تقریبا خالص شکل دادن به پودر تیتانیوم و آلیاژ تیتانیوم قطعات ساختاری کل چگالش مهم ترین ابزار، محصولات است. یک سازمان یکسان، بدون ساختار، بدون تفکیک و سایر ویژگی ها.

توسعه خارجی فناوری پرس گرم ایزواستاتیک پودر آلیاژ تیتانیوم در دهه 1850 آغاز شد، موسسه فلزات سبک روسیه در اوایل دهه 1970 در جهان برای اولین بار شکل پیچیده ای از توربین پمپ هیدروژنی پودر آلیاژ تیتانیوم را توسعه داد و در RD{{{ 2}} موتور اکسیژن هیدروژن در کاربرد ایالات متحده در دهه 1990، اولین در زمینه هوافضا برای دستیابی به کاربردهای تجاری، و به تدریج در زمینه حمل و نقل هوایی، سلاح، مانند شاتون موتور F110 PW، موشک کروز تاماهاوک گسترش یافت. روتور کمپرسور موتور F107، روتور موشک Sidewind، پروانه موتور موشک کروز F107 و همچنین محفظه رزمی موشک ضد هوایی استینگر.
3، قالب گیری تزریق پودر
فناوری قالب گیری تزریق پودر فلز (مدلینگ تزریق فلز، MIM) را می توان به طور مستقیم با یا نزدیک به شکل نهایی قطعات آماده کرد، برای جلوگیری یا کاهش ماشینکاری، هزینه آماده سازی را به میزان قابل توجهی کاهش داد. بنابراین فناوری قالب گیری تزریق پودر یکی از موثرترین ابزار فنی برای تولید انبوه قطعات تیتانیوم و آلیاژ تیتانیوم است. محصولات 3C در ارتباطات الکترونیکی (از جمله تلفن های همراه، پوشیدنی های هوشمند، قاب عینک، قطعات سیگنال 5G) مهمترین زمینه کاربردی فناوری قالب گیری تزریق پودر است که 84.2٪ را به خود اختصاص داده است. در این مرحله، مواد اصلی مبتنی بر آهن، و طراحی سبک وزن مواد و پیگیری کیفیت بالا، جهت اصلی توسعه آینده محصولات 3C است. آلیاژ تیتانیوم دارای چگالی کم (چگالی فقط نیمی از مواد مبتنی بر آهن)، استحکام بالا، مقاومت در برابر خوردگی و سایر ویژگی ها است تا آینده مواد سبک وزن و طراحی با کیفیت بالا را برآورده کند. طبق آمار، اندازه بازار صنعت قالب‌گیری تزریقی تیتانیوم چین در سال 2020 به 680 میلیون یوان رسید و انتظار می‌رود که اندازه بازار در سال 2026 با نرخ رشد سالانه تا 20.13 درصد به 2 میلیارد یوان برسد. پیش بینی نهاده های سمت تقاضا و رشد درآمدهای سمت عرضه.
4، تولید مواد افزودنی
ساخت افزودنی (Additive Manufacturing، AM) یک تکنولوژی شکل دهی تجمعی نقطه، خط، لایه سطحی به لایه است، تحت تأثیر پیچیدگی قطعه قرار نمی گیرد، می تواند به طور خودکار، سریع و دقیق طراحی و ساخت قطعات پیچیده را تکمیل کند. در مقایسه با فن‌آوری‌های تولید سنتی، تولید افزودنی مزایای منحصربه‌فردی از نظر آزادی طراحی، شکل‌دهی قطعات پیچیده و استفاده از مواد دارد که آن را به یک فناوری ساخت بسیار امیدوارکننده برای آلیاژهای تیتانیوم تبدیل می‌کند. بر اساس گزارش تحلیلی SmarTech، بازار جهانی پرینت سه بعدی فلزات در سال 2019 به 3.3 میلیارد دلار رسید که شامل تجهیزات، مواد و خدمات پرینت سه بعدی می شود و انتظار می رود در سال 2024 به 11 میلیارد دلار برسد و آلیاژهای تیتانیوم مهمترین فلز قابل چاپ هستند. . هوافضا و دفاع نظامی کاربر شماره یک تولید افزودنی تیتانیوم است که با موفقیت برای شکل‌دهی مستقیم اجزای دقیق کوچک برای موتورهای فضایی و قطعات بزرگ و پیچیده برای هوانوردی مانند سیستم‌های پرتاب فضایی، بال‌های هواپیما، سطوح کنترل یکپارچه استفاده شده است. و دریچه ها، تیغه های موتور و سایر اجزای کلیدی تجهیزات پرواز.