钛及钛合金粉末近净成形技术研究进展

钛及钛合金制件具有诸多优异性能且比重轻,在航空航天、兵器装备、汽车工业等领域具有广阔的应用前景。与传统锻造机加成形方式相比,钛及钛合金粉末近净成形技术具备材料利用率高、能实现复杂结构快速成形等优势。本文介绍了近净成形用球形钛合金粉末典型制备技术及其特点,其中气雾化法得益于产量大、制造成本较低的优点而使用最为广泛;等离子旋转电极雾化法具有粉末品质高、粒度分布窄等特点,在重点领域、重点应用上受到青睐;等离子雾化法因兼顾细粉收得率和粉末品质而倍受行业及产业链关注。综述了钛及钛合金粉末近净成形技术的研究进展,基于微观组织调控以进一步提升制件性能的研究思路为钛及钛合金粉末近净成形材料及工艺的开发提供了理论支撑,并指出了制件性价比不突出、制造全流程连续性不高、可选用材料不多是当前钛及钛合金近净成形技术存在的主要问题,并提出相应的解决措施。最后展望了未来发展趋势,认为降低粉末制造成本,推进新材料、新工艺开发是钛及钛合金粉末近净成形技术今后的重要研究方向。     

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。     

钛及钛合金金属粉末注射成形技术的研究进展

钛及钛合金兼具低比重、高比强度、优异的生物相容性和良好的耐腐蚀性,在航空航天、生物医疗、化工、汽车等领域有极大的应用潜力。钛及钛合金金属粉末注射成形技术(metal injection molding,MIM)能够实现中小型复杂形状钛产品的大批量、低成本制备,对于推动钛及钛合金产品的生产及应用具有重要意义。本文介绍了金属粉末注射成形钛及钛合金的特点及优势,从粉末原料、黏结剂体系、粉末注射成形、脱黏和烧结等方面综述了钛及钛合金金属粉末注射成形技术的研究进展,并针对目前存在的主要问题,分析了金属粉末注射成形钛及钛合金的研究方向及发展前景。     

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。     

粉末近净成形技术研究现状

概述了粉末注射成形技术和粉末挤压成形技术的工艺及特点.探讨了粉末注射成形技术和粉末挤压成形技术关键工艺的研究现状,总结了粉末注射成形技术和粉末挤压成形技术的应用现状及目前的研究热点,提出了今后的发展趋势和研究方向.     

粉末注射成形钛合金粘结剂体系的研究进展

钛及钛合金具有低比重、高比强度、优异的生物相容性以及良好的耐腐蚀性等特点,在航空航天、生物医疗、化工、船舶、汽车等领域极具应用潜力。钛合金粉末注射成形技术（powder injection molding,PIM）提高了材料的利用率,实现了中小型复杂形状钛产品的大批量、低成本制备,显著地推动了钛及钛合金产品的生产及应用。目前关于粉末注射成形钛合金粘结剂体系的相关文献报道十分有限,新型粉末注射成形钛合金粘结剂体系的开发处于停滞不前的状态。本文分析总结了不同粉末注射成形钛合金粘结剂体系的研究现状,并针对目前存在的问题提出改进措施。     

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…     

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。     

球形钛粉制备技术的研究进展

对气雾化法(GA法)、等离子旋转电极法(PREP法)、射频等离子体球化法(RFP法)制备球形钛粉的基本原理及研究进展进行了介绍,并对这三种方法的优缺点进行了对此,最后指出我国球形钛粉制备技术与国外仍存在一定差距,现阶段应重视粉体基础理论研究,摸索粉体物理性质与工艺参数之间的规律,通过不断改进制粉设备、优化制粉工艺来提高球形钛粉的制备水平,获得综合性能优良的球形钛粉。     

液压与非液压成型钛合金的显微组织及性能研究

电磁脉冲是一种不同于液压的新型成型方式,具有较好的应用潜力。TA15钛合金管件分别经常规液压或电磁脉冲成型。成型钛合金的显微组织、力学性能和耐磨损性能的测试与分析表明:电磁脉冲成型钛合金晶粒较液压成型更细,合金力学性能和耐磨损性能更佳。与常规液压相比,电磁脉冲成型钛合金400℃抗拉强度增加57.48%、400℃断后伸长率增加34.24%、-20℃冲击功增加74.22%、400℃磨损体积减小57%。     

西北有色金属研究院钛合金研究进展

概述了西北有色金属研究院（NIN）研发的部分高温、高强、低成本、超塑性及低温钛合金近年来的研究进展。指出：使用温度在550～650℃之间的高温钛合金中，550℃高温钛合金已获得应用，Ti-600合金因室温和600℃下综合性能优异，尤其是极佳的蠕变性能，可以用做高推重比发动机压气机轮盘和叶片，具有较好的应用前景；在强度级别为1000～1600MPa的高强钛合金中，Ti—B20合金和Ti-1300合金适宜制作高强或超高强钛合金弹簧；低成本钛合金、超塑性温度较低且应变速率较高的超塑性钛合金、低温钛合金的研究从未间断过，某些合金也已得到应用；NIN今后研究重点是建立已研发合金的规范体系，降低其制造成本，提高其使用性能，最终使其获得广泛应用。     

粉末床熔融成形铜及铜铬系合金研究进展

近年来,越来越多的研究报道了粉末床熔融成形技术。这一技术通过热源扫描熔化粉末,逐层堆积直接成形复杂三维金属零件结构,能够极大地缩短产品生产周期,提高生产效率,特别是在选区激光熔化（SLM）以及选区电子束熔化（SEBM）制备铜及铜铬系合金方面取得了很大的突破。本文综述了粉末床熔融成形技术的基本原理和优势,以及在增材制造（AM）技术中,铜系材料打印存在的主要困难。介绍了不同制备方法对材料性能的影响,重点对比了SLM工艺在铜系金属上的高反射率问题,进而阐明提高铜对激光的吸收率是该成形技术的研究重点,以及SEBM工艺在铜系金属中存在的表面粗糙度问题的重要性。探讨了更为前沿的一种电子束-激光符合选区融化（EB-LHM）技术,虽然其工艺更复杂但能结合不同打印方法提升性能。探讨了不同成形工艺对材料微观结构和力学性能的影响,并对材料的打印方式进行了评价。最后对目前该领域存在的问题和未来的研究方向进行了展望。     

雾化法制备高品质钛合金粉末技术研究

研究了惰性气体雾化法和等离子旋转电极法两种雾化法制备工艺所得TA15钛合金粉末的化学成分、粒度分布、颗粒形貌及微观组织。结果表明,雾化法制备的粉末间隙元素增量低,而且颗粒球形度高,颗粒内部是细小的胞状显微组织;惰性气体雾化法制备的粉末细粉收得率较高,有较多的吸附颗粒,颗粒内部有气孔;等离子旋转电极法制备的粉末粒度分布范围窄,颗粒呈规则的球形,表面光亮、圆滑。     

钛及钛合金碱洗烧料攻关

分析了钛及钛合金采用1Cr18Ni12Mo2Ti不锈钢碱洗框碱洗烧料的原因,提出用纯钛制作碱洗框方案,实验证明纯钛碱洗框的使用,完全克服了钛及钛合金碱洗烧料的问题,大幅提高钛及钛合金一次合格率及成材率,取得良好效果。     

大型复杂钛合金薄壁件精铸成形技术研究进展

大型复杂薄壁钛合金精密铸造技术是当今世界军用与民用航空领域的尖端技术。介绍了熔模精密铸造技术的工艺流程、技术特点以及国内外研究现状。结合国际最流行的计算机数值模拟以及3D打印等新型技术,指出我国该项技术的研究趋势与发展方向是:1加强熔模铸造工艺的理论研究;2深化钛合金设计研究,探索性能更高的适合于大型复杂薄壁件铸造成形的钛合金;3深入研究纯净化技术,以及夹杂和铸造缺陷与性能之间的定量关系;4建立型壳模型库;5研发机器自动涂浸浆料与撒砂工艺;6加强全过程的质量管理与控制;7高度关注3D打印技术在钛合金制造领域的发展及其在钛合金熔模铸造领域的应用。     

钛合金中硅化物析出相性能研究进展

综述了钛合金中硅化物的研究现状性能结构析出规律，以及对热稳定性和抗氧化性的影响，提出从相变机理寻找解决钛合金热稳定性的途径。     

TC4钛合金工艺进展

文章总结了近年来针对TC4钛合金的成分开发,并进一步围绕TC4钛合金论述了增材制造、超塑成形、粉末冶金、精密铸造等近净成型技术的研究进展。     

低成本金属钛生产方法的研究与开发

简要分析限传统金属钛生产方法,指出依赖改进传统工艺无法改变钛生产成本高这一现状。系统总结了目前正在开发或改进的新的钛生产工艺,指出以氯化钛还原为基础的连续生产工艺最为希望作为一种新的提炼技术取代的Ｋｒｏｌｌ和Ｈｕｎｔｅｒ工艺。