TC4 钛合金粉末热等静压工艺及应用

互联网收集
9 10 月, 2023

粉末是TC4钛合金粉末冶金构件制备的前提与基础，粉末物性对粉末热等静压成形件的性能起着非常重要的作用。TC4钛合金粉常用的预合金粉末制备工艺主要有冷壁坩埚真空感应熔炼气雾化法、电极感应熔炼气雾化法（EIGA）以及等离子旋转电极雾化法，其中EIGA法制备的粉末综合性价比优而得到普及。

电极感应熔炼气雾化法（EIGA）
将TC4钛合金制作成电极棒，通过感应线圈将电极棒加热熔化并形成细小的液流，经过喷盘，在高速惰性气流作用下将液滴破碎，并快速冷凝成粉末。该工艺为无坩埚无导流管模式，制备的粉末纯净度高。
电极感应熔炼气雾化法示意图:

热等静压工艺，是以惰性气体为传力介质和保护气氛，在可控的高温（2000℃以下）、高压（100～200Mpa）密闭容器中，向放入其中的包套或者零部件表面施加各向同等的静压力后，获得高致密化部件的技术，热等静压工艺已经在很多领域得到广泛的应用，如TiC等硬质合金的烧结制备及成形后处理、大型铸件制品的致密化，靶材及打印件的致密化、钛钼等高温合金的消除内缺陷处理和难焊接材料的扩散连接等。

热等静压成型原理

热等静压内部孔隙去除缺陷

粉末热等静压（HIP）工艺将粉末近净成形特点和热等静压可得优异材料性能特点相结合，是一种可以同时达到致密化和净近成形效果的方法，其优点包括：材料致密度高，相对密度接近100%，具有良好的微观结构，纯净度高，晶粒细小，组织均匀，内应力小等性能可全面达到或超过锻件的水平。

TC4钛合金粉末热等静压工艺路线

TC4钛合金粉末热等静压工艺可以消除缺陷，有效提高钛合金工件力学性能，以达到高端装备的高要求，同时可以降低钛合金的成本，提高生产效率和钛合金的利用率，从两方面解决了钛合金工艺技术所存在的问题。

TC4钛合金粉末热等静压工艺的应用

1955年，首台热等静压设备在美国研制成功，标志着热等静压工艺技术的诞生。美国在航空航天工程和军事领域大力研发粉末钛合金的技术，具有优势，应用如F14发动机短舱骨架和机身支架，F-15战斗机的TC4钛合金的龙骨接头，F18引擎固定支架等。英国的R-R发动机公司与伯明翰大学通过计算机仿真模拟与HIP近净成形技术相结合制备的航空发动机压缩机外罩，其是目前公开报道中较大的粉末钛合金HIP近净成形的航空结构件。

R-R公司HIP近净成形技术生产的高性能Ti-6Al-4V钛合金航空发动机压缩机外罩

目前，国内科研院所开展了大量工作，开发出一批性能优异的粉末钛合金部件，很多已应用于航空航天和军事工业上，如航空发动机、航天器、氢泵叶轮、薄壁舱体、空气舵骨架、导弹尾翼、贮箱、涡轮盘、潜艇潜望镜筒体等，特别在C919大飞机试飞成功的基础上，粉末钛合金将会在国内航空领域有更大的发展。航天材料及工艺研究所是国内较早开展近净成形粉末钛热等静压的单位，研发的产品包括各种牌号（如 TC4、TC11、TA7、TA15）的航空航天部件，如锦板骨架结构件、筒件、水平翼骨架、叶轮等。

航天材料与工艺研究所研发的粉末钛合金产品

民用市场上，随着3D打印机快速增长的市场需求，打印用钛合金基板的需求也在逐渐增加，利用TC4钛合金粉末热等静压成形钛基板也具有较强的潜力市场。

[出处 – 粉末冶金及硬质合金展] TC4 钛合金粉末热等静压工艺及应用 https://mp.weixin.qq.com/s/3-QZvWKiQspZZETqdRitJg

公司声明：文章作者为洛德公司以外的内容来源于网络，版权归原作者所有，且仅代表原作者观点，转载并不意味着重庆洛德冶金粉末厂赞同其观点，或证明其内容的真实性、完整性与准确性，本文所载信息仅供参考，不作为重庆洛德冶金粉末厂对客户的直接决策建议。转载仅为学习与交流之目的，如无意中侵犯您的合法权益，请及时与我司联系处理。