От достигнутых целей к новым горизонтам

Публикации

01.09/2017

Разработки АО "ПОЛЕМА"

В течение 2015 г. на АО «ПОЛЕМА» были проведены исследовательские работы по получению порошка сплава тройной системы кобальт-хром-молибден марки КХ28М6 для аддитивных технологий

Подробнее

20.12/2016

Совершенствование технологии производства порошков для защитных покрытий и ремонта литейных форм.

Боголюбов Н.В ОАО «ПОЛЕМА». «Совершенствование технологии производства порошков для защитных покрытий и ремонта литейных форм. Производство молибденовых электродов для стекловаренных печей». (Доклад на Международном форуме «СТЕКЛО и СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ- XXI» 19.11.2014, г. Москва)

Подробнее

Документы

Титан и Ti сплавы. Титановые порошки

 

Титановый порошок

Производство

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.

Применение

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/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.

Титановый порошок. Распределение частицрис 1
Титановый порошок. Форма частицрис 2

*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

Химический состав порошка ПТ51Ц49
Ti Zr Примеси, масс. %  не более
C N O Ni Mg Fe Si Al
50,5-53,0 остальное 0,10 0,10 0,50 0,14 0,014 0,10 0,10 0,10
  • Размер частиц порошка (основная фракция) менее 100 мкм.

По согласованию с клиентом могут быть установлены другие требования к химическому составу и размеру частиц порошка.

Титановый порошок ПТ51Ц49. Ti
Титановый порошок ПТ51Ц49. Zr

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

Химический состав порошка и его насыпная плотность
Марка Массовая доля элементов, % Примеси, %, не более Насыпная плотность, г/см3, не более
Ti V N C H Ca O
ПТФ 65
не менее
25-32 0.30 0.10 0.60 0.20 0.50 1,2
  • Размер частиц порошка (основная фракция) менее 100 мкм.
Пример фактического химического  состава  порошка ПТФ
Ti V Примеси, масс. %  
N C H Ca O
основа 28,83 0,046 0,042 0,29 0,20 0,28

 

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

Преимущества

  • Высокоразвитая поверхность частиц порошков, обеспечивающая уникальные физико-химические свойства материалов и изделий из них для применения в различных областях техники, медицине и пищевой промышленности в качестве фильтров, сорбционных насосов (газопоглотителей), пиротехнических систем, имплантов и композитов
  • Отличная прессуемость порошков
  • Высокая структурная однородность порошковых сплавов и интерметаллидов с титаном