От достигнутых целей к новым горизонтам

Титан и Ti сплавы

Производство

Порошки титана получают в ПОЛЕМА с 1961 года восстановлением оксида титана гидридом кальция, - способом, разработанным 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, не образуя с восстановленными металлами твердых растворов и химических соединений. Остаточный после химико-металлургической обработки восстановленного продукта кальций, содержится в небольших количествах в восстановленном металле и находится в соединение с кислородом.

Применение

Восстановленные гидридом кальция порошки титана имеет неправильную (иррегулярную) форму и развитую поверхность частиц, благодаря чему отлично формуются в стальной прессформе  при сравнительно низких давлениях и гидростатическим способом  в эластичных оболочках. Порошки хорошо прокатываются в ленту и спекаются в вакууме или нейтральной атмосфере.

Порошки титана ПТС, ПТМ, ПТОМ применяются в медицине,  пищевой промышленности для изготовления регенерируемых фильтров, используемых в системах очистки питьевой и минеральной воды, соков и напитков, в производстве пиротехнических средств высокой надежности, пористых нераспыляемых геттеров (газопоглотителей) с высокой сорбционной емкостью, а также для изготовления деталей часовых механизмов и кислотостойкого оборудования. Порошки применяются также для плазменного и микроплазменного напыления покрытий.

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
ПТС-1 основа 0,08 0,05 0,35 0,40 0,10 0,004
ПТМ-1 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
ПТК-2 основа 0,20 0,05 0,35 0,35 1,00 0,003
ПТС-2 основа 0,20 0,05 0,35 0,40 1,00 0,004
ПТМ-2
ПТМ(А)-2
основа 0,08 0,05 0,35 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
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/см3 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.

Примеры формы частиц и распределения частиц порошков по размерам

ПТМ. Распределение частиц по размерам

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.