钛合金粉末热等静压近净成形研究进展

本文简述了近年来国内外钛合金粉末热等静压近净成形的研究现状和应用进展情况,从典型低温钛合金研制、高温钛合金研制、钛铝金属间化合物研制、粉末致密化的有限元仿真4个方面对中国科学院金属研究所在钛合金粉末冶金近净成形领域的主要研究进展加以简要介绍,并对该技术未来的发展趋势进行了展望。     

HIP与SLS/SLM复合工艺快速高效成形复杂高性能零件

SLS/SLM-HIP是选择性激光烧结(SLS)或选择性激光熔化(SLM)和热等静压(HIP)技术相结合成形复杂高性能零件的工艺。SLS快速成形的零件通过精密铸造、电铸技术可间接整体成形HIP用控形包套或控形型芯,SLM可直接快速成形HIP用控形包套。HIP利用SLS/SLM成形的控形包套和模具型芯,可在短时间内将粉末致密化为近净成形或局部净成形的复杂高性能零件。该工艺可解决难加工零件热等静压成形控形包套和控形模具加工周期长、复杂结构甚至无法加工的难题。     

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。     

钛合金及其成形技术在民品中的应用前景

对国内外近年来钛合金及其成形技术进行了介绍，分析了民品应用钛合金的障碍，提出了钛合金近净成形技术的发展将会有效地推动钛合金在民品中的应用。     

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。     

TC11钛合金粉末涡轮盘热等静压成形数值模拟研究

为了成形复杂结构的涡轮盘零件,采用粉末热等静压工艺(HIP),设计了粉末净成形和粉-固扩散连接成形两种方案,使用MSC.MARC软件,在Shima模型中嵌入TC11钛合金材料参数进行数值模拟研究。模拟结果显示:粉末净成形的模具变形是粉-固扩散连接成形的2倍左右;粉末净成形的粉末体在热等静压后,关键部位出现明显的密度梯度分布,相对密度较低,粉-固扩散连接成形的相对密度分布的均匀性优于粉末净成形,所以粉-固扩散连接成形方案优于粉末净成形方案。试验结果显示:热等静压工艺可以实现闭式涡轮盘的净成形。     

3D打印钛合金人体植入物的应用与研究

钛及钛合金以其良好的生物相容性,在临床上用于人体硬组织植入和修复。3D打印技术是近年快速发展的特种加工技术,突破了传统加工技术的局限,可实现近净成形,并能够制作出复杂结构,且材料利用率高,设计制作周期短。3D打印技术在个性化外形和内部细微结构加工及快速精确成形方面的巨大优势,使其在医用植入物加工领域备受关注。为此,概述了3D打印成形钛合金人体植入物的优势、应用状况以及3D打印钛合金人体植入物的生物力学适配性能的研究进展,总结了国内3D打印技术在钛合金人体植入物领域的研究现状。     

钛合金的粉末注射成形和烧结

作为结构材料钛及钛合金以其比强度高、耐蚀性好等优异的性质而著称。由于其难以切削加工,适合采用近净成形的精密铸造和粉末冶金等方法来生产零部件。尤其是用粉末冶金方法生产,不但能够降低成本,而且还可利用热等静压生产出密度高、疲劳性能优异的飞机零部件。最近,采用更利于近净成形的粉末注射成形法,进行了手表、医疗、飞机等领域的钛及钛合金零部件的开发研究。 粉末注射成形法作为高密度、高强度且三维形状复杂的零部件的生产方法,在１０年间确立了其地位。目前用此方法已成功地开发出了机械性能与熔炼加工材相当的Ｔｉ及Ｔｉ…     

热等静压后钛合金粉末的压实性研究

粉末冶金法(P/M)制备的Ti-6Al-4V零部件具有密度低、耐蚀、抗氧化、机械性能好等特性。虽然其价格比铁或铜的高，但还是越来越广泛地用于航空等工业部门。为降低制造成本，须开发近净形技术，P/M可制备近净形件。 P/M工艺中通常采用冷等静压、无压力烧结、烧结锻造、热压、热等静压(HIP)来压实粉末。采用HIP可获组织细小均匀、机械性能好、高质量的钛合金部件。为缩短加工时间、降低成本，用适当的有限元分析模(FEM)来预测HIP时粉末的压实性和变形是非常必要的。 韩国研究人员采用Abouaf基本中称为Abaqus的蠕变子程序来计算不同温…     

粉末冶金高强韧钛合金的界面反应层研究

采用预合金粉末热等静压(hot isostatic pressing ,HIP)近净成形工艺制备了一种新型高强韧钛合金,研究了钛合金与低碳钢包套的界面反应。结果表明,钛合金与低碳钢包套之间存在波浪状的界面反应层,其厚度为8μm,钛合金中的合金元素Al、Mo和V向低碳钢中发生了一定程度的扩散,而两种材料的基体元素Ti和Fe发生扩散的程度要明显低于前者;通过选择性化学洗可以将包套去除,并将反应层厚度减少2.5μm,但微观上仍存在波浪状反应层;通过后续的喷砂处理可以进一步减小反应层厚度,并且使界面反应层平直。