Το τιτάνιο και τα κράματά του χρησιμοποιούνται ευρέως στην αεροδιαστημική, στρατιωτική και θαλάσσια πεδία λόγω της χαμηλής πυκνότητάς τους, της υψηλής ειδικής αντοχής, της βιοσυμβατότητας και της καλής σταθερότητας σε μεσαίες και υψηλές θερμοκρασίες, καθώς και των καλών μηχανικών ιδιοτήτων και της εξαιρετικής αντοχής στη διάβρωση. Η παραδοσιακή τεχνολογία επεξεργασίας σφυρηλάτησης τήγματος έχει πλεονεκτήματα στην παρασκευή προφίλ ή προϊόντων τιτανίου μεγάλου μεγέθους, απλού σχήματος, αλλά στην προετοιμασία σύνθετης δομής, μικρού και μεσαίου μεγέθους προϊόντων τιτανίου, υπάρχουν προβλήματα όπως χαμηλή απόδοση, σπατάλη πόρων και υψηλό κόστος παραγωγής. Η τεχνολογία σχεδόν τελικής διαμόρφωσης σκόνης μπορεί να αναπληρώσει με ακρίβεια αυτό το τεχνικό ελάττωμα, μέσω της προετοιμασίας της σκόνης, η οδός τεχνολογίας σχεδόν τελικής διαμόρφωσης μπορεί να είναι παρτίδα ή προσαρμοσμένη κατασκευή προϊόντων από κράμα τιτανίου διαφόρων κλιμάκων και δομικών χαρακτηριστικών. Αυτού του είδους τα μικρού και μεσαίου μεγέθους προϊόντα στον αεροδιαστημικό, στρατιωτικό, ιατρικό και πολιτικό τομέα κατανάλωσης έχουν μεγαλύτερη δυνατότητα εφαρμογής και προστιθέμενης αξίας, είναι η μελλοντική προώθηση της βιομηχανίας τιτανίου, χαμηλών εκπομπών άνθρακα, πράσινο μετασχηματισμό μεταποίησης μιας σημαντικής κατεύθυνσης.
1, συμπιεσμένη πυροσυσσωμάτωση
Οι Ηνωμένες Πολιτείες στην προετοιμασία συμπίεσης πυροσυσσωμάτωσης σκόνης τιτανίου των προϊόντων από κράμα τιτανίου έρευνα είναι πολύ νωρίς. Η Dynamet Technology έχει δεσμευτεί για την παραγωγή προϊόντων χύτευσης με συμπίεση σκόνης τιτανίου, όπως φαίνεται στο Σχήμα 1, ορισμένα από τα προϊόντα έχουν εφαρμοστεί σε μικρή κλίμακα. Το πρώτο προϊόν μεταλλουργίας σκόνης τιτανίου που παρήγαγε η εταιρεία ήταν το προφόρμα κράματος Ti-6Al{-4V για το κέλυφος θόλου στον πύραυλο Rattlesnake της Raytheon και αργότερα παρήγαγε μεταλλουργία σκόνης Ti-6Al{{ 4}}V-2Προϊόντα από κράμα Sn για εφαρμογή στο κέλυφος της κεφαλής του πυραύλου Stinger. Ως αποτέλεσμα της σημαντικής συνεισφοράς της στα προϊόντα τιτανίου, η Dynamet Technology έγινε ο μοναδικός προμηθευτής προϊόντων από κράμα τιτανίου σε σκόνη στην Boeing. Επιπλέον, η American ADMA Products παράγει εξαρτήματα τιτανίου μεταλλουργίας σκόνης από το 1985 και ορισμένα από τα προϊόντα της χρησιμοποιούνται στον αεροδιαστημικό τομέα. Το Ερευνητικό Ινστιτούτο Βορειοδυτικών Μη σιδηρούχων μετάλλων της Κίνας στον τομέα της έρευνας και ανάπτυξης που σχηματίζει σκόνη τιτανίου έχει περισσότερα από 30 χρόνια εμπειρίας, η ανάπτυξη προϊόντων πορώδους τιτανίου έχει εφαρμοστεί στη χημική βιομηχανία, τα τρόφιμα και άλλους τομείς, Εικόνα 1 ( β) που παρουσιάζεται στη βιομηχανία διήθησης για την εφαρμογή πορώδους πλάκας τιτανίου σε σκόνη.
2, Θερμή ισοστατική πίεση
Η διαδικασία θερμής ισοστατικής συμπίεσης (HIP) επινοήθηκε από το Ινστιτούτο Battelle (Battelle) των Ηνωμένων Πολιτειών τη δεκαετία του 1950, η τεχνολογία είναι ένα είδος αδρανούς αερίου ως μέσο μεταφοράς πίεσης, σε θερμοκρασία 850-2000 βαθμών και {{2 }} MPa υπό τη συνεργιστική επίδραση της πίεσης αερίου, τα προϊόντα της τεχνολογίας συμπίεσης και πυροσυσσωμάτωσης υψηλής θερμοκρασίας, είναι η τρέχουσα σχεδόν διχτυωτή διαμόρφωση σκόνης τιτανίου και κράματος τιτανίου δομικά μέρη του συνόλου Πύκνωση των πιο σημαντικών μέσων προϊόντων με ομοιόμορφη οργάνωση, χωρίς ύφανση, χωρίς διαχωρισμό και άλλα χαρακτηριστικά.
Η ξένη ανάπτυξη της τεχνολογίας θερμής ισοστατικής συμπίεσης σε σκόνη κράματος τιτανίου ξεκίνησε τη δεκαετία του 1850, το Ρωσικό Ινστιτούτο Ελαφρών Μετάλλων ήδη από τη δεκαετία του 1970 ανέπτυξε για πρώτη φορά στον κόσμο ένα περίπλοκο σχήμα ολόκληρου του στροβίλου αντλίας υδρογόνου από κράμα τιτανίου σε σκόνη και στο RD{ {2}} κινητήρας υδρογόνου οξυγόνου για την εφαρμογή των ΗΠΑ στη δεκαετία του 1990, για πρώτη φορά στον τομέα της αεροδιαστημικής για να επιτευχθεί η εμπορευματοποίηση της εφαρμογής και σταδιακά επεκτάθηκε στον τομέα της αεροπορίας, των όπλων, όπως η μπιέλα κινητήρα F110 της PW, Tomahawk ρότορας συμπιεστή κινητήρα πυραύλου cruise F107, κάλυμμα πυραύλων Sidewind, πτερωτή κινητήρα πυραύλων cruise F107, καθώς και περίβλημα μάχης αντιαεροπορικών πυραύλων Stinger.
3, χύτευση με έγχυση σκόνης
Η τεχνολογία χύτευσης με έγχυση μεταλλικής σκόνης (Metal Injection Molding, MIM) μπορεί να προετοιμαστεί απευθείας με ή κοντά στο τελικό σχήμα των εξαρτημάτων, αποφεύγοντας ή μειώνοντας τη μηχανική κατεργασία, μειώνοντας σημαντικά το κόστος προετοιμασίας. Ως εκ τούτου, η τεχνολογία χύτευσης με έγχυση σκόνης είναι ένα από τα πιο αποτελεσματικά τεχνικά μέσα για τη μαζική παραγωγή εξαρτημάτων τιτανίου και κράματος τιτανίου. Τα προϊόντα 3C (συμπεριλαμβανομένων κινητών τηλεφώνων, smart wearable, σκελετών γυαλιών, εξαρτημάτων σήματος 5G) στην ηλεκτρονική επικοινωνία είναι το πιο σημαντικό πεδίο εφαρμογής της τεχνολογίας χύτευσης με έγχυση σκόνης, αντιπροσωπεύοντας το 84,2%. Σε αυτό το στάδιο, τα κύρια υλικά με βάση το σίδηρο και ο ελαφρύς σχεδιασμός του υλικού και η επιδίωξη υψηλής ποιότητας είναι η κύρια κατεύθυνση της μελλοντικής ανάπτυξης των προϊόντων 3C. Το κράμα τιτανίου έχει χαμηλή πυκνότητα (πυκνότητα μόνο των μισών υλικών με βάση το σίδηρο), υψηλή αντοχή, αντοχή στη διάβρωση και άλλα χαρακτηριστικά, για να ανταποκριθεί στο μέλλον των ελαφρών υλικών και του σχεδιασμού υψηλής ποιότητας. Σύμφωνα με στατιστικά στοιχεία, το μέγεθος της αγοράς της βιομηχανίας χύτευσης με έγχυση τιτανίου της Κίνας έφτασε τα 680 εκατομμύρια γιουάν το 2020 και το μέγεθος της αγοράς αναμένεται να φτάσει τα 2 δισεκατομμύρια γιουάν το 2026, με ετήσιο ρυθμό ανάπτυξης έως και 20,13%, σύμφωνα με τη ζήτηση πλευρικές εισροές και προβλέψεις για την αύξηση των εσόδων από την πλευρά της προσφοράς.
4, Κατασκευή προσθέτων
Το Additive Manufacturing (Additive Manufacturing, AM) είναι μια τεχνολογία αθροιστικής χύτευσης σημείου, γραμμής, επιφανείας στρώμα προς στρώμα, δεν επηρεάζεται από την πολυπλοκότητα των εξαρτημάτων, μπορεί αυτόματα, γρήγορα και με ακρίβεια να ολοκληρώσει το σχεδιασμό και την κατασκευή σύνθετων εξαρτημάτων. Σε σύγκριση με τις παραδοσιακές τεχνολογίες κατασκευής, η κατασκευή προσθέτων έχει μοναδικά πλεονεκτήματα όσον αφορά την ελευθερία σχεδιασμού, τη σύνθετη χύτευση εξαρτημάτων και τη χρήση υλικών, καθιστώντας την μια πολλά υποσχόμενη τεχνολογία κατασκευής κράματος τιτανίου. Η παγκόσμια αγορά τρισδιάστατης εκτύπωσης μετάλλων έφτασε τα 3,3 δισεκατομμύρια δολάρια το 2019, συμπεριλαμβανομένου εξοπλισμού, υλικών και υπηρεσιών τρισδιάστατης εκτύπωσης, και αναμένεται να φτάσει τα 11 δισεκατομμύρια δολάρια το 2024, με τα κράματα τιτανίου να είναι το πιο σημαντικό μέταλλο προς εκτύπωση, σύμφωνα με την SmarTech Analytics. Η αεροδιαστημική και η στρατιωτική άμυνα είναι ο νούμερο ένα χρήστης της κατασκευής προσθέτων τιτανίου, η οποία έχει χρησιμοποιηθεί με επιτυχία για την άμεση διαμόρφωση μικρών εξαρτημάτων ακριβείας για διαστημικές μηχανές και μεγάλων και πολύπλοκων εξαρτημάτων για την αεροπορία, όπως συστήματα εκτόξευσης στο διάστημα, πτερύγια αεροσκαφών, ενσωματωμένες επιφάνειες ελέγχου και καταπακτές, λεπίδες κινητήρα και άλλα βασικά εξαρτήματα ιπτάμενου εξοπλισμού.
Ως βασική πρώτη ύλη της παραπάνω μεταλλουργίας σκόνης κοντά στην τελική διαδικασία χύτευσης, το κόστος και η ποιότητα των προϊόντων μεταλλουργίας σκόνης είναι οι πιο σημαντικοί παράγοντες που επηρεάζουν την τιμή και την απόδοση των προϊόντων μεταλλουργίας σκόνης. Ltd. για τη σκόνη κράματος τιτανίου, η παραδοσιακή διαδικασία προετοιμασίας είναι πολύπλοκη, δαπανηρή, χαμηλή απόδοση της τεχνολογίας λεπτής σκόνης, μετά από τρία χρόνια έρευνας και ανάπτυξης ενός νέου τρόπου για τη δημιουργία μιας διαδικασίας προετοιμασίας σκόνης τιτανίου μικρού λεπτού, ολοκληρώνοντας ανεξάρτητα το σχεδιασμό και την ανάπτυξη του εξοπλισμού επιπέδου παραγωγής σκόνης, για να επιτευχθεί το μέγεθος σωματιδίων ενός νέου τύπου σκόνης τιτανίου υψηλής ποιότητας μπορεί να ελεγχθεί από την προετοιμασία παρτίδας. Η απόδοση της λεπτής σκόνης έχει αυξηθεί από 35% σε 80%, και το κόστος έχει μειωθεί κατά περισσότερο από 40%, το οποίο μπορεί να εφαρμοστεί σε τομείς παραγωγής υψηλής τεχνολογίας, όπως χύτευση με έγχυση σκόνης, κατασκευή προσθέτων και θερμή ισοστατική συμπίεση της σκόνης. Οι κύριοι τύποι προϊόντων περιλαμβάνουν καθαρό τιτάνιο, TC4, TA15 και άλλες ποιότητες σκονών υψηλής ποιότητας με βάση το τιτάνιο με ελεγχόμενο μέγεθος σωματιδίων, καθώς και υδρογονωμένες σκόνες κράματος με βάση το τιτάνιο, υδρογονωμένες αφυδρογονωμένες σκόνες και προσαρμοσμένες σύνθετες σκόνες μετάλλου με βάση το τιτάνιο .
