生物医用多孔钛合金材料的制备

与致密材料相比,生物医用多孔钛合金材料具有独特的多孔结构和更接近于人骨的强度和杨氏模量,在医学领域特别是骨修复方面得到了广泛的应用,发展前景广阔。重点围绕生物医用多孔钛合金材料的制备方法与工艺进行了综述,介绍了多孔钛合金材料的各种制备方法,对其优缺点进行了比较,并指出了该材料制备方面亟待解决的几个问题和进一步研究的方向。     

钛合金防护头盔研究与应用现状

详细介绍了钛合金头盔的发展历程以及各种型号钛合金头盔的特点,总结了近年来钛合金头盔的各类制备技术,如冷拉伸成形法、不等重模锻成形法、3D打印成形法等,并对我国钛合金/芳纶纤维复合头盔的研究进展进行了介绍。最后,指出钛合金/芳纶纤维复合头盔更符合单兵装备对头盔减重和防护性能升级的要求,是现代化头盔的发展趋势之一。     

钛合金粉末热等静压近净成形成本分析

采用粉末冶金热等静压近净成形（NNS-PM-HIP）技术制备了几种典型的钛合金结构件,利用技术成本模型分析了NNS-PM-HIP工艺制备钛合金构件的经济性,并与其他成形工艺进行了对比。结果表明：随着工件尺寸的加大、复杂程度的提高,包套/模具的制作以及热等静压成为影响采用NNS-PM-HIP技术制备钛合金构件成本的主要因素。有限元模拟仿真的介入和工件的批量化生产使得NNS-PM-HIP工艺的成本显著降低。与锻造等工艺相比,工件越复杂、尺寸越大,以及原材料成本占总成本比例越低,NNS-PM-HIP工艺成形钛合金构件的优势越发突出。     

钴对凝胶注模成形医用植入钛合金材料的影响

本文采用凝胶注模成形工艺,用钴包覆钛粉制备多孔钛合金植入材料。研究了钴对成形工艺中浆料的粘度、孔隙率以及烧结体的抗压强度的影响,预混液中有机单体的浓度、单体(AM)/交联剂(MBAM)的比例对坯体的强度的影响。通过改变烧结温度和固相含量,可以实现多孔钛钴合金的孔隙率和抗压强度分别在29%~58%、68~378 MPa范围内调节,采用含钴8%的钴包覆钛粉以33%的固相含量制备坯体,在1 130℃保温2 h制备的多孔钛合金材料,孔隙率为45.6%、抗压强度为227 MPa、抗弯强度为213 MPa、弹性模量为15.8 GPa,力学性能与自然骨接近,适宜做自然骨替代材料。     

新型高强韧钛合金的粉末热等静压规律研究

采用无坩埚感应熔炼超声气体雾化法(EIGA)制备出一种钛基预合金粉末,然后用粉末冶金热等静压技术(PM-HIP)进行成形,研究了热等静压温度对该粉末冶金钛合金性能的影响。结果表明,采用气体雾化制粉工艺能够制备出满足要求的洁净预合金粉末,其相变点为883℃。热等静压温度在β相变点以下,制备的高强韧钛合金呈α+β双态组织,拉伸强度和冲击性能与热等静压温度成正相关。热等静压温度高于β相变点,组织中形成大尺寸的晶粒,α相衍射峰增强,为针状分布,合金性能略有下降。采用粉末热等静压技术制备的新型α+β两相钛合金具有高强高韧的特点,热处理能够提高合金的冲击性能。     

钛合金成形技术与应用

钛合金因其优异的性能成为高端装备零部件的优选结构材料，但钛合金属于难变形合金，成形加工困难，因此成形技术是产品加工的主要技术瓶颈。主要介绍了冷冲压成形技术、超塑成形技术、旋压成形技术、热推制成形技术、热模锻成形技术的特点，以及利用这些技术制备的不同形状、规格及品种的钛合金复杂零部件。指出了钛合金成形技术亟需解决的问题：提高加工效率，降低生产成本。传统加工成形工艺与大数据人工智能及数值模拟预测等新技术深度融合，将是钛合金成形技术的发展方向。     

TA15钛合金超塑成形/扩散连接的可行性研究

采用厚度为2、4 mm的TA15钛合金板材,通过超塑成形/扩散连接的方法制备TA15钛合金重要承力壁板。经宏观及显微镜观察、超声波无损检测发现,该壁板质量良好。制备与超塑成形/扩散连接壁板的材质、厚度、成形工艺及成形过程完全一致的试验件,考核其拉伸性能、疲劳性能、剪切性能。结果表明,采用该种工艺制造的TA15钛合金壁板的力学性能满足设计要求,同时也指出TA15钛合金超塑成形/扩散连接的工艺参数有待进一步优化。     

世界海绵钛工业的现状及对我国未来发展的思考

介绍了目前世界海绵钛工业的现状,分析了传统的克劳尔法存在着生产工艺复杂、流程长、能耗高、效率低等特点。指出随着国内外钛及钛合金粉末制备技术的发展和成熟,粉末冶金作为钛及钛合金近净成形的手段之一,必将成为降低钛及钛合金成形件成本的重要方法。建议我国新建和扩建传统克劳尔法制取海绵钛项目应谨慎,要积极跟进金属钛提取新技术,加强钛及钛合金粉末成形工艺和成形设备的研究,使我国钛的提取技术和粉末冶金成形技术能够紧跟世界先进水平。     

钛及钛合金粉末近净成形技术研究进展

钛及钛合金因具有优良的综合性能,在航空航天、能源化工、医疗等领域得到了日益广泛的应用。采用粉末冶金方法生产钛制品材料利用率高,是低成本制备高质量钛合金件的实用技术。综述了热等静压成形、金属注射成形、激光快速成形、温压成形、高速压制等钛及钛合金粉末冶金近净成形技术的研究进展,通过对比各项成形工艺的优缺点,提出了未来的发展趋势;并根据攀枝花地区钛资源的特点,提出了发展粉末冶金钛及钛合金材料的优势。     

电弧增材制造钛合金成形工艺与过程控制

电弧增材制造（wire arc additive manufacturing, WAAM）技术被认为是制造大型钛合金构件最具前景的增材制造技术之一。然而，成形过程稳定性差、成形件表面质量及尺寸精度低是制约WAAM钛合金构件推广运用的主要瓶颈，对WAAM成形过程进行实时监测及反馈控制是解决这一难题的重要研究方向，也是当前WAAM钛合金研究的热点之一。对于WAAM钛合金的高效稳定成形而言，成形机制的研究是基础，工艺及装备的优化是保证，成形过程的监测与控制是关键。简要介绍了WAAM钛合金的成形工艺、装备及其运用，指出了成形件组织及力学性能的特点及其调控方法。通过对WAAM钛合金常见缺陷及其形成机制的分析，指出了WAAM装备设计与工艺优化的方向。总结了WAAM成形过程中基于视觉信号、电信号、声信号及多信号融合的在线监测方法，综述了成形过程控制方法及控制系统的发展。最后，对全文进行了总结，展望了未来WAAM钛合金成形与控制领域值得深入研究的方向。     

BTi -62421S高温钛合金超塑成形与焊接工艺研究

设计了新型高温钛合金BTi - 62421S舵面模拟件超塑成形模具,结合超塑成形与几种典型焊接技术,研究了激光焊、滚焊等焊接方法对超塑成形的影响,最终研制出钛合金舵面模拟件超塑成形零件.结果表明采用激光焊与滚焊工艺都能很好地保证两层钛合金板气密性要求,激光焊接工艺效率更高、表面质量更好,选择适当的激光焊接工艺参数可获得...     

钛及钛合金粉末制备与成形工艺研究进展

钛及钛合金因具有密度低、强度高、耐腐蚀、生物相容性好等特点被广泛应用于军事、航空、医疗等领域。传统铸锻钛合金生产工艺复杂，成本高，严重限制了钛合金的应用，粉末冶金技术制备钛合金降低了生产成本，有利于钛合金的推广应用。本文从钛及钛合金粉末的制备与成形工艺方面介绍了粉末冶金钛及钛合金的研究现状，并阐述了其发展趋势。     

钛及钛合金板材拉深成形的影响因素与技术进步

钛及钛合金相对铝、钢等金属材料塑性差、极限变形量小、成形时回弹大,拉深成形相对困难。介绍了钛及钛合金拉深成形的影响因素及其对成形的影响,综述了钛及钛合金拉深成形在各向异性控制、压边力控制、计算机模拟以及加热方法等方面的技术进步,指出了未来研究人员应充分利用计算机模拟技术,对影响钛及钛合金冲压成形的各种因素及其之间的相互关联建立详尽的数据库,以便该成形工艺在钛及钛合金零部件的成形得到更广泛的应用。     

Ti-5Ta-30Nb-8Zr合金粉床电子束3D打印分区熔化扫描成形工艺研究

以球形Ti-5Ta-30Nb-8Zr合金粉末为原料,开展了粉床电子束3D打印技术制备钛合金样品的工艺研究。通过分区成形工艺控制,在一次成形中完成多种熔化电流或多种扫描速度的并行实验,快速获得该合金粉末在不同熔化工艺下的成形样品。粉床电子束3D打印成形Ti-5Ta-30Nb-8Zr合金的最佳工艺参数为熔化电流20 m A,扫描速度800 mm/s。在该工艺条件下,加工出的钛合金样品致密度高、内部缺陷少、组织均匀。与传统实验方法相比,分区控制成形技术的研究效率提高150%,可大幅降低研发成本。     

钛合金等温锻造技术研究进展

等温锻造技术是国际上一种先进的近成形／近净成形工艺，本文重点介绍了钛合金等温锻造技术的特点、工艺设计、模具设计与制造以及钛合金等温锻造技术的应用现状和发展前景。     

多孔钛及钛合金的研究进展

简要介绍了多孔金属材料的制备方法、特殊性能及应用状况,着重综述了多孔钛及钛合金的最新研究进展,总结了多孔钛及钛合金在制备和应用方面存在的问题,并对其未来的发展方向进行了展望。     

Ti55521钛合金烧结过程中组织演变和合金元素分布行为

对于钛合金部件的制备来说,传统的钛合金加工方法由于技术复杂、成本高而使得其在某些领域的应用受到限制。粉末冶金技术作为一种近净成形技术,是一种切实可行的生产具有复杂形状钛合金部件的低成本加工方法。而在粉末冶金技术中,元素混合粉末冶金法(BEPM)是最有希望生产出满足     

一种新型高强度钛合金双曲率薄壁宽板模压成形工艺研究

为减少某钛合金结构体的外板对接焊缝数量,减少产品的焊接工作量,规避其潜在的质量风险,分析了现有的钛合金薄壁板的成形工艺,结合某钛合金结构体的技术要求,制定了特殊的薄壁宽板成形工艺方案。在此基础上制造了相关钛合金双曲率薄壁宽板的仿形压模,开展了钛合金薄壁宽板模压成形试验及其相关性能检验检测工作,从而最终确定了某钛合金结构体的薄壁外板最大成形宽度和工艺方法。     

冲击成形——一种粉末冶金材料制备新工艺

介绍了一种新的粉末冶金材料制备工艺——冲击成形。介绍了其成形工艺和成形机理：冲击波以非常快的速度和强烈的冲击能作用在粉末颗粒表面，各种能量作用于颗粒而使表面融化形成液相，压坯出模冷却固化成形。简述了其制备的材料及其研究现状：冲击成形制备出了金属粉末、陶瓷粉末、非晶粉末和金属-陶瓷复合粉末的材料，开发出了双冲击圆柱法、高温法、离子束装置等各种成形方法。由于它通常不需烧结，所以在经济上是一种可选择的材料制造工艺。     

TA34钛合金波纹管成形研究

采用恒应变速率拉伸方法研究了普通退火态(M态)和等温退火态(HT态)TA34钛合金管坯的冷成形性能，结果表明：M态TA34钛合金管坯的强度更高，最大应变硬化率更低，冷成形性能更好，更适用于波纹管的成形。采用有限元模拟的方法对DN85波纹管的成形参数进行仿真计算，得到最佳鼓波压力、成形压力和最大波深系数等成形参数。根据仿真模拟结果进行DN85波纹管成形工艺的探索，HT态管坯在波深系数1.162时即出现开裂，M态管坯在波深系数1.165、1.169、1.178时均未出现表面质量缺陷。以M态TA34钛合金管坯为坯料，选择合适的波纹管成形工艺参数可以制备出质量优良的TA34钛合金波纹管。