טיטניום וסגסוגותיו נמצאים בשימוש נרחב בתחומי תעופה וחלל, צבאיים וימיים בשל צפיפותם הנמוכה, חוזק ספציפי גבוה, תאימות ביולוגית ויציבות טובה בטמפרטורות בינוניות וגבוהות, כמו גם תכונות מכניות טובות ועמידות מצוינת בפני קורוזיה. לטכנולוגיית העיבוד המסורתית של פרזול נמס יש יתרונות בהכנת פרופילי טיטניום בגודל גדול ובצורה פשוטה, אך בהכנת מבנה מורכב, מוצרי טיטניום קטנים ובינוניים, יש בעיות כמו תשואה נמוכה, בזבוז משאבים ו עלויות ייצור גבוהות. טכנולוגיית יצירת אבקה כמעט סופית יכולה לפצות במדויק על הפגם הטכני הזה, דרך הכנת האבקה, מסלול הטכנולוגיה של כמעט סופי יכול להיות ייצור אצווה או מותאם אישית של מוצרי סגסוגת טיטניום בקנה מידה ומאפיינים מבניים שונים. סוג זה של מוצרים קטנים ובינוניים בתחום התעופה והחלל, הצבא, הרפואי והצריכה האזרחית יש פוטנציאל יישום וערך מוסף גדול יותר, הוא קידום עתידי של תעשיית הטיטניום, שינוי פחמן דל, ייצור ירוק של כיוון חשוב.
1, סינטר לחוץ
ארצות הברית באבקת טיטניום לחיצה הכנת sintering של מחקר מוצרי סגסוגת טיטניום הוא מוקדם מאוד. Dynamet Technology התחייבה לייצור מוצרי דחיסת אבקת טיטניום, כפי שמוצג באיור 1, חלק מהמוצרים יושמו בקנה מידה קטן. מוצר הטיטניום הראשון של אבקת מתכות שיוצר על ידי החברה היה סגסוגת Ti-6Al-4V למעטפת הכיפה על טיל ה-Rattlesnake של רייתיאון, ומאוחר יותר ייצר מתכת אבקת Ti-6Al{{ 4}}V-2מוצרי סגסוגת Sn ליישום במעטפת ראש הנפץ של טיל סטינגר. כתוצאה מתרומתה המשמעותית למוצרי טיטניום, הפכה Dynamet Technology לספקית היחידה של מוצרי סגסוגת טיטניום אבקת לבואינג. בנוסף, ADMA Products האמריקאית מייצרת חלקי טיטניום אבקת מתכות מאז 1985, וחלק ממוצריה משמשים בתחום התעופה והחלל. המכון לחקר מתכות אל-ברזליות בצפון-מערב סין בתחום מחקר ופיתוח של אבקת טיטניום כמעט-נטוית כבר יותר מ-30 שנות ניסיון, פיתוח מוצרי טיטניום נקבובי יושמו בתעשייה הכימית, במזון ובתחומים אחרים, איור 1 ( ב) מוצג בתעשיית הסינון ליישום צלחת טיטניום נקבובי מגולגלת באבקה.
2, לחיצה איזוסטטית חמה
תהליך לחיצה איזוסטטית חמה (HIP) הומצא על ידי מכון Batelle (Battelle) של ארצות הברית בשנות ה-50, הטכנולוגיה היא סוג של גז אינרטי כמדיום העברת לחץ, בטמפרטורה של 850-2000 מעלות ו-{{2 }} MPa תחת ההשפעה הסינרגטית של לחץ גז, התוצרים של טכנולוגיית לחיצה וסינטר בטמפרטורה גבוהה, הוא הצורה הנוכחית כמעט נטו של חלקי מבנה אבקת טיטניום וסגסוגת טיטניום של כל הציפוף של האמצעים החשובים ביותר של מוצרים עם אחיד ארגון, ללא אריגה, ללא הפרדה ומאפיינים אחרים.
פיתוח זר של אבקת סגסוגת טיטניום טכנולוגיית לחיצה איזוסטטית חמה החלה בשנות ה-50, המכון הרוסי למתכות קלות כבר בשנות ה-70 פיתח לראשונה בעולם צורה מורכבת של כל הטורבינת משאבת מימן מסגסוגת טיטניום אבקת, וב-RD{ {2}} מנוע חמצן מימן על היישום של ארה"ב בשנות ה-90, תחילה בתחום התעופה והחלל כדי להשיג מסחור של היישום, והתרחב בהדרגה לתחום התעופה, נשק, כגון מוט החיבור של מנוע F110 של PW, Tomahawk רוטור מדחס מנוע טיל שיוט F107, כיסוי טיל Sidewind, דחף מנוע טיל שיוט F107, וכן בית קרב טיל נגד מטוסים Stinger.
3, הזרקת אבקה
טכנולוגיית הזרקת אבקת מתכת (Metal Injection Molding, MIM) ניתנת להכנה ישירה עם או קרוב לצורה הסופית של החלקים, תוך הימנעות או הפחתת עיבוד שבבי, מה שמפחית משמעותית את עלות ההכנה. לכן, טכנולוגיית הזרקת אבקה היא אחד האמצעים הטכניים היעילים ביותר לייצור המוני של חלקי טיטניום וסגסוגת טיטניום. מוצרי 3C (כולל טלפונים סלולריים, לביש חכם, מסגרות משקפיים, חלקי אותות 5G) בתקשורת אלקטרונית הוא תחום היישום החשוב ביותר של טכנולוגיית הזרקת אבקה, המהווה 84.2%. בשלב זה, החומרים העיקריים המבוססים על ברזל, והעיצוב הקל של החומר והשאיפה לאיכות גבוהה הם הכיוון העיקרי של הפיתוח העתידי של מוצרי 3C. לסגסוגת טיטניום יש צפיפות נמוכה (צפיפות של רק מחצית מהחומרים המבוססים על ברזל), חוזק גבוה, עמידות בפני קורוזיה ומאפיינים נוספים, כדי לעמוד בעתידם של חומרים קלים ועיצוב איכותי. לפי הסטטיסטיקה, גודל השוק של תעשיית הזרקת הטיטניום בסין הגיע ל-680 מיליון יואן בשנת 2020, וגודל השוק צפוי להגיע ל-2 מיליארד יואן בשנת 2026, עם קצב צמיחה שנתי של עד 20.13%, על פי הביקוש- תשומות צד ותחזיות צמיחת הכנסות בצד ההיצע.
4, ייצור תוסף
ייצור תוסף (Additive Manufacturing, AM) הוא טכנולוגיית יציקה מצטברת של נקודה, קו, משטח שכבה אחר שכבה, היא אינה מושפעת ממורכבות החלקים, יכולה להשלים באופן אוטומטי, מהיר ומדויק את התכנון והייצור של חלקים מורכבים. בהשוואה לטכנולוגיות ייצור מסורתיות, לייצור תוסף יתרונות ייחודיים במונחים של חופש עיצובי, יציקת חלקים מורכבים וניצול חומרים, מה שהופך אותו לטכנולוגיית ייצור מסגסוגת טיטניום מבטיחה ביותר. שוק הדפסת התלת מימד המתכת העולמי הגיע ל-3.3 מיליארד דולר ב-2019, כולל ציוד, חומרים ושירותים להדפסה תלת-ממדית, וצפוי להגיע ל-11 מיליארד דולר ב-2024, כאשר סגסוגות טיטניום הן המתכת החשובה ביותר להדפסה, לפי SmarTech Analytics. תעופה וחלל והגנה צבאית היא המשתמש מספר אחת בייצור תוספי טיטניום, אשר שימש בהצלחה ליצירה ישירה של רכיבי דיוק קטנים למנועי חלל ורכיבים גדולים ומורכבים לתעופה, כגון מערכות שיגור לחלל, כנפי מטוסים, משטחי בקרה אינטגרליים ופתחים, להבי מנוע ורכיבי ציוד מעופף מרכזיים אחרים.
כחומר הגלם הבסיסי של מטלורגיית האבקה הנ"ל ליד תהליך הדפוס הסופי, העלות והאיכות של מוצרי מתכת אבקה הם הגורמים החשובים ביותר המשפיעים על המחיר והביצועים של מוצרי מתכת אבקה. בע"מ עבור אבקת סגסוגת טיטניום תהליך ההכנה המסורתי מורכב, יקר, תשואה נמוכה של טכנולוגיית אבקה עדינה צוואר בקבוק, לאחר שלוש שנים של מחקר ופיתוח של דרך חדשה ליצור תהליך הכנת אבקת טיטניום מיקרו עדינה, להשלים באופן עצמאי את העיצוב והפיתוח של ציוד רמת ייצור האבקה, כדי להשיג את גודל החלקיקים של סוג חדש של אבקת טיטניום באיכות גבוהה ניתן לשלוט על ידי הכנת האצווה. התשואה של אבקה עדינה הוגדלה מ-35% ל-80%, והעלות הופחתה ביותר מ-40%, שניתן ליישם בתחומי ייצור מתקדמים כגון הזרקת אבקה, ייצור תוספים וכבישה איזוסטטית חמה. של אבקה. סוגי המוצרים העיקריים כוללים טיטניום טהור, TC4, TA15 ודרגות אחרות של אבקות איכותיות המבוססות על טיטניום עם גודל חלקיקים ניתן לשליטה, כמו גם אבקות סגסוגת על בסיס טיטניום מוקשה, אבקות מפושטות מוקשות ואבקות מרוכבות מתכת מטריצת מתכת בהתאמה אישית על בסיס טיטניום. .
