כיצד להפחית את עלויות הייצור והעיבוד של טיטניום טהור תעשייתי

לטיטניום וסגסוגות טיטניום יש סיכויי יישום רחבים בתחומים הצבאיים, האזרחיים ואחרים בשל הצפיפות הנמוכה שלהם, חוזק ספציפי גבוה, יחס חוזק כיפוף גבוה, קשיחות פלסטית טובה, עמידות טובה בפני קורוזיה וכו'. הביצועים שלהם ורמת טכנולוגיית הייצור שלהם השפעה ישירה על התפתחות תחומים אלו ורמת השיפור. צוואר הבקבוק בהרחבת שוק סגסוגות הטיטניום הוא שהמיצוי, ההיתוך והעיבוד של טיטניום קשים, מה שמוביל לעלויות ייצור גבוהות. עלות הייצור של מטיל טיטניום היא בערך פי 30 מזו של מטיל פלדה באותו משקל, פי 6 מזו של מטיל אלומיניום, מתוכם עלות ייצור ספוג טיטניום מעפרה למגנזיום היא בערך פי 20 מייצור באותו משקל. בַּרזֶל. נכון לעכשיו, העלות של כל טון טיטניום טהור תעשייתי היא כ-7.5 ~ 10 $/ק"ג, בעוד שעלות הייצור של סגסוגת טיטניום תעופה וחלל היא עד 40 $/ק"ג.

לכן, הפחתת עלויות היא בעיקר להפחית את העלות של ייצור טיטניום טהור תעשייתי ועלויות ייצור ועיבוד טיטניום וסגסוגת טיטניום. על מנת להפחית את העלות של סגסוגות טיטניום, מדינות זרות מפתחות במרץ סגסוגות טיטניום ללא חיתוך, פחות תהליך חיתוך כמעט נטו, טכנולוגיית מתכות אבקה היא אחד מתהליך הצורה כמעט נטו. ייצור חלקי סגסוגת טיטניום ישנן כיום שלוש שיטות עיקריות: ① עיבוד חומרי חישול מסורתיים; ② יציקה; ⑧ מתכות אבקה. עיבוד חומר עם פרזול, תכונות החומר שלו מצוינות, אבל בזבוז, עיבוד, עלות גבוהה, וקשה להשיג את הצורה של מוצרים מורכבים; ניתן להשיג יציקה בצורת צורה נטו מורכבת או צורה כמעט נטו של המוצר, העלות נמוכה יותר, אך קשה להימנע מתהליך היציקה של הפרדת הרכב החומר, התרופפות, התכווצות סולנואידים ופגמים אחרים, החומר הביצועים נמוכים. טכנולוגיית המתכות האבקה של סגסוגת טיטניום מתגברת על החסרונות של שתי השיטות הללו, ובו בזמן יש לה את היתרונות שלהן. לכן, חוקרים מקומיים וזרים ביצעו עבודה רבה על הכנת סגסוגת טיטניום על ידי טכנולוגיית מתכות אבקה. במאמר זה נחקרו ופותחו בחו"ל בשנים האחרונות מספר סוגים של טכנולוגיות מטלורגיית אבקה להכנת סגסוגות טיטניום בעלות ביצועים גבוהים ויישומיהן, והיישומים שלהן מוצגים בקצרה.1 טכנולוגיה חדשה להכנת מתכות אבקה 1.1 הזרקת מתכת ( MlM)

טכנולוגיית הזרקת אבקת מתכת (MIM), כטכנולוגיית יצירת כמעט נטו, יכולה להכין חלקים מורכבים באיכות גבוהה ובדיוק גבוה, הנחשבת לאחת מטכנולוגיות העיצוב המועילות ביותר. ייצור חלקי טיטניום וסגסוגת טיטניום כמעט בצורת נטו בשיטת MIM יכול להפחית משמעותית את עלות העיבוד. ההערכה היא שנפח הייצור הנוכחי של חלקי MIM מטיטניום ברחבי העולם הוא 3-5ט לחודש. עם שיפור תהליך הכנת אבקת טיטניום והפחתת עלות האבקה -, נפח הייצור של חלקי הזרקת סגסוגת טיטניום נמצא במגמה גוברת. טכנולוגיית MIM הראשונה של יפן לייצר נעלי ספורט מסגסוגת Ti a 4wt% Fe. כעת מפעל ייצור הזרקת אבקת טיטניום הגדול ביותר הוא Japan Injex, ייצור חודשי של כ-2 ~ 3 טונות. מוצרי טיטניום MIM היו בראש הגולף, רכב, ציוד רפואי, השתלות שיניים וכיסויי שעונים ורצועות והיבטים אחרים של היישום. מארז סגסוגת טיטניום מתוצרת Hitachi Metal Precision Company וחברת Casio Computer ביפן זכה בפרס MIM של הצטיינות בוועידת האבקה הבינלאומית ב-1999, ושעון זה עדיין יכול לפעול כרגיל בעומק מים של 200 מטר. חלק מהאוניברסיטאות היפניות משתמשות באבקת טיטניום כדורית מסוג Sumitomo Sitix, בשיטת MIM כדי להשיג סגסוגת Ti 6Al 4V, Ti 12Mo, Ti 5Co. תכונות החומר טובות יותר מאותם תנאים באותם תנאים עם תהליך מתכות אבקה קונבנציונלי המיוצר על ידי תכונות החומר, הגיע במלואו לאותו הרכב של רמת ההיתוך והחישול של החומר. בנוסף, חברה יפנית השתמשה בשיטת הזרקה לייצור חלקי סגסוגת טיטניום-ברזל בעלי צורות מורכבות, כמו ציפורני הסוליות של נעלי ריצה בשטח. השיטה תהיה מסגסוגת טיטניום-ברזל (Ti a 5wt% Fe) אבקת אבקת ותערובת קלסרים אורגנית, הזרקה בלחץ של 196MPa, בהסרת שומנים של 550 מעלות, ולאחר מכן בתנאי 1000-1400 מעלות, 1.33 × 1O Pa עבור ואקום סינטור. בהשוואה לקוצים מסגסוגת מוליבדן, דוקרני סגסוגת טיטניום-ברזל המיוצרים בדרך זו שיפרו את עמידות הבלאי ועמידות הפגיעה. והמשקל מופחת ב-45%.