1、、
、钛合金的利用、、
、个性、、
、发展方向及将来技术钻研的热点

钛环、、
、钛法兰、、
、钛饼、、
、钛方块等钛及钛合金的利用市场重要蕴含航空、、
、军工、、
、石化、、
、冶金、、
、汽车、、
、核电、、
、医疗、、
、体育休闲等领域，
， 由于它拥有比强度高、、
、热不变性好、、
、耐侵蚀及无磁性等优异机能，
，被称为“2l世纪的金属”！！。近几年，
，随着价值竞争日趋强烈，
，钛加工企业越发关注降低钛及钛合金产品的制作成本，
，但愿通过技术创新解决出产经营难题！！。国际钛合金协会(International Titanium Association，
，ITA)2008年年会在分析钛合金利用加工近况的基础上，
，对钛合金技术发展方向做了分析，
，提出了将来技术钻研的热点，
，蕴含钛合金机械加工、、
、钛合金焊衔接、、
、钛合金粉末冶金等！！。其中，
，钛合金粉末冶金作为一种低成本钛合金产品制备步骤得到业内的高度关注！！。

1.1 钛合金制作传统工艺的弊端

由于钛长短；钤镜慕鹗，
，在液态下能和氧、、
、氮、、
、氢及碳产生急剧反映，
，所以钛合金必须在高真空度或惰性气体；は陆，
，这就使得传统的熔炼煅造工艺成本很高！！。为了确保合金组织机能，
，必要反复锻压及热处置，
，增长了能耗成本！！。由于其特殊物理性质，
，也增长了机械加工过程中的工艺成本和废料损耗！！。

1.2 国外粉末冶金技术制作钛合金产品情况

选取粉末冶金技术制作钛合金产品尤其是复杂零部件，
，拥有效率和成本的优势，
，成为研发低成本钛合金工艺的重要钻研方向！！。日本TKK公司以钛粉和混合中央合金粉39AL-26V一17.5Fe一17.5Mo为原料，
，通过混料压坯，
，再对坯料进行真空烧结，
，成功制备出了钛合金产品！！。国际钛粉公司(ITP)研制的阿姆斯壮(Armstrong)法可在较低温度下出产出高纯度Ti-6AI-4V粉末，
，合用于粉末冶金制作！！。美国橡树岭国度尝试室(ORNL)通过测试评估了粉末制成的制品CP钛和Ti-6Al-4V板，
，对两种资料进行了化学、、
、冶金和力学试验，
，得到的产品Ti-6A1-4V板机能与传统工艺钛产品的机能相当的结论！！。

1.3 国内粉末冶金技术制作钛合金产品情况

传统的粉末冶金法选取脱氢钛粉经混料、、
、模压及真空烧结的工艺制备钛合金！！。如湖南科技大学蔡春波等选取氢化钛粉、、
、Nb、、
、zr及sn粉为原料，
，利用氢的可逆合金化作用制备了Ti-24Nb-4Zr-7.9Sn合金，
，其颁发的文件介绍了钻研索求的烧结工艺前提，
，其过程是以TiH！！。粉末与A卜V合金为原料，
，机械混匀，
，压抑成压坯，
，选取真空烧结炉烧结，
，并尝试各类后续保温热处置前提！！。加工后的梦想产品金相组织出现出典型魏氏体，
，B晶粒均匀直径为60 m，
，样品致密度达97.2％！！。

2、、
、新型高能量源直接烧结钛粉末的冶金加工技术

随着科技进取，
，利用高能量源直接烧结钛粉末的冶金加工技术也开发成功，
， 走向利用！！。该技术基于“分层制作”成形的思想，
，制作成形的零件根基不必要后续加工或加工余量很小，
，很适合于钛合金复杂零部件的加工！！。重要技术蕴含直接金属激光烧结急剧成形技术(SLS)、、
、电子柬选区熔覆技术(EBM)等！！。

2.1 直接金属激光烧结急剧成形技术

直接金属激光烧结急剧成形技术综合使用先进的激光技术、、
、粉体技术和推算机节制技术实现直接加工成形近致密金属零件！！。首先，
，利用推算机辅助设计系统(CAD)机关指标产品的三维零件模型，
，而后将该数字模型分化成一系列二维层片结构后，
，由推算机节制激光束移动，
， 由粉末摊铺系统同步移动铺设合金粉末，
，在对细粉烧结一个层面后系统重新起头烧结新的层面，
，经逐层烧结后最终形成产品的三维实体！！。本步骤有关设备蕴含三个子系统：激光源和扫描节制系统，
，通常选取波长为1.06μm的Nd-YAG固体激光器和波长为10.6μm的红外C02气体激光器；粉末摊铺系统，
，职能是在每层扫描实现后急剧铺下一层粉末；空气节制系统，
，对钛产品来说用氩气作；て，
，预防粉末加工时被氧化！！。德国EOS公司用该步骤制作了Ti64产品，
，实际批注该步骤使得加工周期比通常零件制作缩短70％，
，成本降低50％！！。其制作过程是首先将加工零部件的CAD、、
、STEP、、
、STL或IGES=维数字文件转换为制作筹备文件(必要10~20分钟)，
，随后是安放加工平台和15分钟的；ば噪财畛，
，正式加工过程必要30~40分钟，
，最后用30～40分钟进行算帐工作并为下一个产品制作做筹备！！。烧结成形的钛材为Ti-6Al-4V，
，经测试其机械机能等于甚至优于同类的熔锻资料，
， 测试的抗拉强度为1.1 5060MPa，
，杨氏模量为1107GPa，
，其制品也很易于进行二次再加工，
，这一新工艺大大降低了钛的机械加工成本！！。

2.2 电子束选区熔覆技术

电子束选区熔覆技术是选取高能量的电子束轰击预先混合好钛混合粉料逐层烧结的制作技术！！。钛金属粉末在电子束的轰击下会溶解并烧结成一层并和其基层已降温成形的一层粘接！！。瑞典Arcam公司选取该技术开发了EBM S12系统，
，该设备电子束源部门将上部丝极加热到2500℃ 以上开释电子，
，经阳极加快通过聚焦线圈形成向下轰击电子束，
， 可通过磁场节制电子束偏转、、
、通过电流节制电子束能量，
，其生成功率可达4kW！！。加工时在真空室内由粉末分配器在工作平面上铺展一层粉末，
， 随后工作站将加工件三维造型文件转换成分

层概括数据并传输给节制系统！！。凭据读取的概括数据，
，节制系统驱动电子束依照特定扫描蹊径进行有选择的烧结，
，钛金属粉末在电子束的轰击下被逐层烧结堆积，
，直至整个零件的最上一层理论烧结实现！！。未烧结区域的粉末状态没有变动，
，排除后便可得到所需的三维钛合金部件！！。该系统重要利用于航空、、
、航天、、
、汽车、、
、医学植入领域钛合金部件制作！！。烧结成形的Ti-6Al-4V钛合金拥有优良的金相结构，
，机械机能优异，
，报导的屈服强度为910~940MPa，
，抗拉强度950～990MPa，
，洛氏硬度为30～35HRC，
，弹性模量1 20GPa！！。但在现实利用中还存在制作尺寸仅为有限(最大制作尺寸仅为250 x 250×200mm)、、
、原料钛粉必要特殊专供等问题！！。

3、、
、结语

综上所述，
，粉末冶金技术在钛及钛合金制作领域拥有技术先进、、
、节约资源、、
、高效环保等优势，
，其出产工艺复杂度低、、
、制作设备投入可大可小，
，有利于钛合金制作企业通过技术转型，
，提高效益！！。所以进一步发展有关技术钻研，
，对当前钛加工产业转型升级、、
、技术创新拥有现实意思！！。

参考文件

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作者简介：巨亚杰(1966一)，
，男，
，陕西岐隐士，
，宝鸡出入境检验检疫局尝试室主任，
，钻研方向：尝试室化学分析！！。

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