3D-utskrift av titanlegering

USA har forsket veldig tidlig i fremstillingen av titanlegeringsprodukter ved å presse og sintre titanpulver. Dynamet Technology har vært forpliktet til produksjon av titanpulverpressede produkter. Som vist i figur 1 har noen produkter blitt brukt i liten skala. Det første pulvermetallurgi-titanproduktet produsert av selskapet var Ti-6Al-4V-legeringspreformen for kuppelhuset på Raytheons Sidewinder-missil. Den produserte senere også pulvermetallurgi Ti-6Al-6V-2Sn-legeringsprodukter for Stinger. Rakettstridshodehylster. På grunn av sitt betydelige bidrag til titanprodukter, har Dynamet Technology blitt Boeings eneste leverandør av pulveriserte titanlegeringsprodukter. I tillegg har det amerikanske ADMA Products-selskapet produsert pulvermetallurgiske titandeler siden 1985, og noen av produktene deres brukes i romfartsfeltet. mitt lands Northwest Nonferrous Metals Research Institute har mer enn 30 års erfaring innen forskning og utvikling innen titanpulver med nesten netto form. De porøse titanproduktene som er utviklet har blitt brukt i kjemisk industri, mat og andre felt. Figur 1(b) viser resultatene brukt i filtreringsindustrien. Pulvervalset porøs titanplate.

Den varme isostatiske pressingsprosessen (HIP) ble oppfunnet av Battelle Research Institute i USA på 1950-tallet. Denne teknologien bruker inert gass som trykkoverføringsmedium ved en temperatur på 850-2000 grader og en temperatur på 100-200 Under den synergistiske effekten av MPa lufttrykk, er teknologien for høytemperaturpressing og sintring av produkter for tiden det viktigste middelet for å fullstendig fortette pulver i nesten netto form av titan og titanlegeringer strukturelle deler. Produktene har en ensartet struktur, ingen tekstur, ingen segregering osv. Egenskaper.

Utviklingen av titanlegeringspulver varm isostatisk presseteknologi i utlandet begynte på 1850-tallet. Det russiske lettmetallforskningsinstituttet var det første i verden som utviklet en hydrogenpumpeturbin i pulver-titaniumlegering med en samlet kompleks form allerede på 1970-tallet, og utviklet den i RD- Den har blitt brukt i 0120 hydrogen-oksygenmotoren; USA realiserte først kommersiell anvendelse i romfartsfeltet på 1990-tallet, og utvidet seg gradvis til luftfarts- og våpenfeltene, slik som koblingsstangen til PWs F110-motor, Tomahawk kryssermissil F107 Engine kompressorrotorer, Sidewind missilhetter, F107 cruise impellere til missilmotorer, og Stinger anti-fly missil stridshodehus, etc.

Metal Injection Molding (MIM)-teknologi kan direkte produsere deler med eller nær den endelige formen, unngå eller redusere maskinering, og redusere klargjøringskostnadene betydelig. Derfor er pulversprøytestøpingsteknologi en av de mest effektive tekniske midlene for batchforberedelse av titan- og titanlegeringsapplikasjonsdeler. 3C-produkter innen elektronisk kommunikasjon (inkludert mobiltelefoner, smarte wearables, brilleinnfatninger og 5G-signalkomponenter) er de viktigste bruksområdene for pulverinjeksjonsstøpingsteknologi, og står for 84,2 %. På dette stadiet brukes hovedsakelig jernbaserte materialer, og den lette designen og høykvalitetsjaget etter materialer er hovedretningene for den fremtidige utviklingen av 3C-produkter. Titanlegeringer har egenskapene til lav tetthet (tettheten er bare halvparten av jernbaserte materialer), høy styrke og korrosjonsbestandighet, som kan møte den lette og høykvalitetsdesignen til fremtidige materialer. I følge statistikk nådde markedsstørrelsen til Kinas titansprøytestøpingsindustri 680 millioner yuan i 2020. Basert på etterspørselssideinvesteringer og tilbudssideinntektsvekst, forventes markedsstørrelsen å nå 2 milliarder yuan i 2026, med en årlig vekst rate på 20,13 %.

Additive Manufacturing (AM) er en formingsteknologi som akkumulerer punkter, linjer og overflater lag for lag. Det påvirkes ikke av kompleksiteten til delene og kan automatisk, raskt og nøyaktig fullføre design og produksjon av komplekse deler. Sammenlignet med tradisjonell produksjonsteknologi har additiv produksjon unike fordeler i designfrihet, kompleks delstøping og materialutnyttelse, noe som gjør det til en lovende produksjonsteknologi av titanlegering. I følge SmarTech-analyserapporter nådde det globale 3D-utskriftsmarkedet for metall USD 3,3 milliarder i 2019, inkludert 3D-utskriftsutstyr, materialer og tjenester, og forventes å nå USD 11 milliarder i 2024. Titanlegering er det viktigste utskriftsmetallet. Luftfart og militært forsvar er de største brukerne av titantilsetningsproduksjon. Den har blitt brukt til direkte forming av små presisjonskomponenter i romfartsmotorer og store komplekse luftfartskomponenter, som romoppskytningssystemer, flyvinger, integrerte kontrolloverflater og dører. , motorblader og andre viktige komponenter for romfartsutstyr.