Титан и Ti сплавы. Титановые порошки
Порошки титана и его сплавов получают в АО "ПОЛЕМА" восстановлением оксидов металлов гидридом кальция, - способом, разработанным в 50-ых годах прошлого века в ЦНИИЧМ им. И.П.Бардина. Выбор гидрида кальция в качестве восстановителя объясняется высокой активностью кальция, позволяющей восстанавливать практически все окислы металлов и неметаллов независимо от их термодинамической активности. При этом не образуются твердые растворы и химические соединения кальция с восстановленными металлами.
Восстановленные порошки титана и сплавов имеет неправильную (иррегулярную) форму и развитую поверхность частиц, благодаря чему отлично формуются при сравнительно низких давлениях прессования в жестких матрицах, а также методом гидростатического прессования в эластичных оболочках. Порошки хорошо прокатываются в ленту и спекаются в вакууме или нейтральной атмосфере.
Порошки титана и сплавов на основе титана применяются в производстве коррозионностойких фильтров тонкой очистки технических жидкостей в виде пористого проката, в медицине для изготовления имплантов, в пищевой промышленности для изготовления регенерируемых фильтров в системах очистки питьевой и минеральной воды, соков и напитков, в производстве пиротехнических средств высокой надежности, пористых нераспыляемых геттеров (газопоглотителей) с высокой сорбционной емкостью и скоростью сорбции, а также для изготовления композитов с алюминием и другими металлами, деталей часовых механизмов и кислотостойкого оборудования. Порошки применяются также для плазменного и микроплазменного напыления покрытий.
1. Титановые порошки
Марки и химический состав
Марки Ti Примеси, масс. %, не более N C H Fe+Ni Si Cl ПТК-1 основа 0,07 0,05 0,35 0,35 0,10 0,003 ПТК-2 основа 0,20 0,05 0,35 0,35 1,00 0,003 ПТС-1 основа 0,08 0,05 0,35 0,40 0,10 0,004 ПТС-2 основа 0,20 0,05 0,35 0,40 1,00 0,004 ПТМ-1 основа 0,08 0,05 0,35 0,40 0,10 0,004 ПТМ-2 ПТМ(А)-2 основа 0,08 0,05 0,35 0,40 0,10 0,004 ПТОМ-1 основа 0,08 0,05 0,40 0,40 0,10 0,004 ПТОМ-2 основа 0,20 0,05 0,40 0,40 1,00 0,004 Примеры химического состава порошка ПТМ-1 № примера Ti Примеси, масс. % C O N S Ca Fe Ni Si Al Mg 1 основа 0,046 0,25 0,08 0,002 0,22 0,050 0,17 0,040 0,01 <0,01 2 основа 0,024 0,30 0,060 0,002 0,18 0,040 0,057 0,038 0,05 <0,01 3 основа 0,045 0,28 0,050 0,003 0,30 0,030 0,040 0,032 <0,02 <0,02
Размер частиц, насыпная плотность и уплотняемость порошков
Марки Гранулометрический состав, масс.%, по фракциям, мкм Насыпная плотность, г/см3 * Уплотняемость, г/см3, при давлении МПа * +280 +100 +45(40) -45(40) 200 600 ПТК ≤ 5,0 Баланс (остальное) ≤ 10 0,89 2,70 3,50 ПТС ≤ 1,0 Не опр. ≥ 25 (35) Баланс 1,15 2,60 3,24 ПТМ 0,0 ≤ 2,0 ≥ 15(25) Баланс 1,02 2,44 3,35 ПТОМ 0,0 ≤ 1,0 ≤ 5,0 (5,0) Баланс 1,36 2,72 3,48
* Средние значения (справочные данные)
Спецификацией (ТУ) устанавливается норма насыпной плотности для порошка ПТК: 0,6-1,0 г/см 3 и нормируемый гранулометрический состав для порошка ПТМ (А): +280 мкм - 0,0%, +100 мкм ≤ 1,0%, +45 мкм – 15-40% (+40 мкм – 25-50%), -45 (40) мкм – остальное.
*рис. 1: ПТМ. Распределение частиц по размерам.
*pис. 2: Форма частиц порошка.
По согласованию с заказчиком допускается другие требования к химическому и гранулометрическому составам. В частности, для плазменного напыления покрытий изготавливается титановый порошок фракций 40-100, 40-140, 63-160 мкм.
2.Порошок ПТ51Ц49 (Ti51Zr49) сплава
- Размер частиц порошка (основная фракция) менее 100 мкм.
По согласованию с клиентом могут быть установлены другие требования к химическому составу и размеру частиц порошка.
Распределение компонентов в сплаве Ti51Zr49 мас.%
Пример фактического химического состава порошка ПТ51Ц49 Ti Zr Примеси, масс. % C N O Ni Mg Fe Si Al 50,8 остальное 0,096 0,053 0,22 0,057 0,01 0,022 0,055 0,025
3. Порошок ПТФ (Ti70V30) сплава
- Размер частиц порошка (основная фракция) менее 100 мкм.
4. Другие порошковые сплавы с титаном:
ПВ-Н55Т45 (Ni55Ti45), ПВ-Т88Н12 (Ti88Ni12), ПВ-Т65Ю35 (Ti65Al35)
Порошки данного класса применяются преимущественно для нанесения покрытий и изготовления деталей методом ПМ