02.06/2021
ПОЛЕМА: производство геттеров для проекта ЦКП "СКИФ"
Изучение газопоглощающих свойств геттерных насосов по различным газам
19.09/2018
ПОЛЕМА: передовые разработки для экстремальных температур и агрессивных сред
«ПОЛЕМА» выводит на рынок новые материалы, которые показывают стабильность физико-механических характеристик при температурах, критичных для традиционных материалов.
Титан и Ti сплавы. Титановые порошки
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 |
№ 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.
*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
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.
Распределение компонентов в сплаве Ti51Zr49 мас.%
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
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.
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