Preparação de processo de metalurgia do pó de titânio e liga de titânio

Metal de titânio e ligas de titânio feitas por metalurgia do pó. O titânio possui alta atividade química e é facilmente contaminado por gases e materiais de cadinho. Portanto, o pó de titânio de alta qualidade é produzido principalmente usando um processo de pulverização por atomização centrífuga sob a proteção de vácuo ou gás inerte de alta pureza. Os produtos são geralmente formados sem aglutinante e a peça bruta deve ser sinterizada a vácuo.

No final da década de 1940, foram realizadas pela primeira vez pesquisas sobre o processo de prensagem e sinterização utilizando pó de esponja de titânio como matéria-prima. Contudo, o desempenho dos produtos produzidos por este processo ainda não consegue satisfazer as exigências do setor da aviação. É usado principalmente para fabricar resistência à corrosão, filtração e outras peças exigidas pela indústria química, indústria leve, metalurgia, desenvolvimento oceânico e outros setores. O primeiro produto a ganhar aplicação industrial foi o material filtrante poroso de titânio. Em meados dos anos -1960, o processo de produção de pó pré-ligado de titânio pelo método do eletrodo rotativo e densificação por prensagem isostática a quente começou a ser desenvolvido. As propriedades mecânicas estáticas dos produtos produzidos por este processo são equivalentes às dos produtos de fundição, mas o processo de corte é significativamente reduzido, a taxa de utilização dos materiais é melhorada e começou a ser utilizado na indústria da aviação. No final da década de 1970, a aplicação de produtos de metalurgia do pó de titânio na resistência à corrosão e na aviação desenvolveu-se rapidamente. A China começou a realizar pesquisas sobre processos e produtos de metalurgia do pó de titânio no início da década de 1970. Válvulas, mangas, tubos e placas porosos de metal de titânio, materiais resistentes ao desgaste de carboneto de titânio-titânio e ligas resistentes à corrosão de titânio-molibdênio foram todos produzidos industrialmente. No final da década de 1970, foram realizadas pesquisas sobre atomização centrífuga para produzir pó de liga de titânio de alta qualidade e tecnologia de formação por prensagem isostática a quente.

1. Pó de titânio esponja de redução de sódio. Este tipo de pó tem grande produção, baixo preço, boa plasticidade do pó e é adequado para conformação a frio. É a principal matéria-prima para a produção de produtos resistentes à corrosão em geral. Por conter alto teor de íons sódio e cloreto, pode facilmente contaminar o equipamento durante a sinterização e piorar o desempenho de soldagem do material.

2. Pó eletrolítico de titânio. A pureza é maior do que a do pó de titânio esponjoso com teor reduzido de sódio, mas a formabilidade do pó de titânio eletrolítico é pior do que a do pó de titânio esponjoso.

3. Pó de titânio hidrodesidrogenado. O pó de titânio e seu pó de liga com boa qualidade e granulometria fina podem ser obtidos através do processo de hidrogenação e desidrogenação; entretanto, o tamanho do lote é pequeno e o preço é relativamente caro.

4. Pó de titânio atomizado centrifugamente. Na década de 1960, a American Nuclear Metal Company usou pela primeira vez o método do eletrodo giratório em arco para produzir pó pré-ligado de titânio. O pó tem formato esférico. Este tipo de pó de liga possui alta pureza, composição uniforme, boa fluidez e densidade de enchimento de 65% do valor teórico. Este tipo de pó é adequado apenas para conformação a quente, e peças com formatos complexos podem ser feitas por prensagem isostática a quente. No processo de fabricação de pó de eletrodo rotativo de arco, como um dos eletrodos é uma haste de tungstênio, é fácil produzir contaminação de tungstênio (o teor de tungstênio no pó chega a 400 ppm), o que reduzirá o desempenho de fadiga do material. A fim de eliminar a poluição por tungstênio, foram desenvolvidos vários processos de pulverização por atomização centrífuga, como eletrodos rotativos, cadinhos giratórios de arco e discos giratórios de feixe de elétrons usando feixes de elétrons ou plasma como fontes de calor. Este tipo de pó é a principal matéria-prima para a fabricação de peças aeroespaciais de metalurgia do pó de titânio.

1. Sinterização de peças em pó de formação solta ou de baixa pressão. A porosidade do corpo sinterizado é de 25-70%, e este processo é usado principalmente para produzir produtos e materiais porosos de titânio.

2. Prensagem e sinterização. A prensagem pode ser feita mecanicamente ou isosticamente. A pressão de prensagem está entre 2.000 e 4.000 kgf/cm2, e a temperatura de sinterização está entre 1.000 e 1.400 graus. A densidade relativa do corpo sinterizado pode atingir 92-95%; este processo é utilizado para produzir peças resistentes à corrosão, peças estruturais em geral ou lingotes para processamento.

3. Termoformação. É para pressurizar o pó ou lingote de pó durante o processo de aquecimento. Os processos de formação térmica incluem principalmente prensagem isostática a quente, prensagem a quente a vácuo, etc. O pó de liga de titânio produzido por atomização centrífuga é formado por prensagem isostática a quente. A densidade do produto pode estar próxima da densidade teórica e as propriedades são uniformes em todas as direções; peças estruturais aeroespaciais de alto desempenho são produzidas principalmente por prensagem isostática a quente. .

4. Laminação de pó de titânio e pó em branco. Extrusão e forjamento de blanks, etc. Esses processos podem obter materiais em pó de titânio ou peças com alta densidade e bom desempenho. Entre eles, a laminação de pó é uma tecnologia de processamento eficaz e econômica para a produção de placas de titânio porosas e placas densas de titânio.