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    从钛到钛粉都经历了什么工艺?

    点击次数:12 更新时间:2020-08-21

    钛是制造业中的“王者”,因为钛金属不仅强韧、质轻、而且具有很好的生物相容性和耐腐蚀性,所以它非常适合用来制造航空航天零部件和医用植入物。

    但由于钛及钛合金产品加工生产复杂、成材率低,在制造零部件的过程中会产生大量钛废料,制造成本高,使其难以得到广泛的推广应用。而钛粉因其加工性能良好,使零件的成形技术大为进步,提高了材料的利用率,降低了生产成本,近年来得到了大力发展,有着广泛的市场应用前景。

    贵资丹钛合金粉末.jpg

    钛粉的性质

    物理性质:钛粉是深灰色无定型粉末,常温下不溶于水和有机溶剂。属无磁性金属,在很大的磁场中也不会被磁化,且无毒无味。

    化学性质:在常温下不与水、稀硫酸、稀盐酸和硝酸作用,但能被氢氟酸[i]、磷酸[ii]、熔融碱[iii]浸蚀;钛能溶于热盐酸和热硫酸,也可溶于氢氟酸或氢氟酸与盐酸(硫酸)的混合液中;钛粉在大气下会增加氮、氢、氧、碳含量,与强氧化物混合可引起爆炸。

    工业生产钛粉主要有以下四种方法

    钛金属很活泼,极易和其他元素或化合物反应,发生氧化、燃烧、爆炸,使得生产高纯低氧含量的钛粉的难度很大。在制作过程中,其纯度和性能的高低很大程度上取决于制取方法及其工艺条件。

    1、氢化脱氢法

    由于纯度较高的海绵钛在常温常压下比较软,而且韧性较大,要直接将其机械粉碎,制成较细的钛粉比较困难,而钛吸氢后会脆化容易破碎。因此,美国、德国、日本等国家利用钛在一定温度下能快速大量吸氢且变脆的特点,开发了氢化脱氢制取纯钛细粉的工艺方法。

    通过氢化脱氢工艺可获得质量好、粒度细的钛粉及其合金粉末,因此在对产品性能要求较高,且生产成本较低的领域,多采用氢化脱氢法。

    2、金属还原法

    此种粉末产量大,价格便宜,粉末塑性好,宜于冷成形,是生产一般耐蚀制品的主要原料。

    3、离心雾化法

    离心雾化法制取钛粉实质上是借助旋转所产生的离心力将熔融钛甩出,从而得到纯度高的球形钛粉,且粉末密度可通过旋转电极的转速来调整,以旋转电极[iv]法生产的钛粉为原料可以制得相对密度高、机械性能好的钛合金部件,但采用此法生产的钛粉成本高,所以一般只能用于航空航天领域。

    4、机械粉碎法

    机械粉碎法主要是靠压碎、击碎和磨削等作用将块状金属机械地粉碎成粉末。

    用钠还原的方法制得的海绵钛,经球磨机磨碎后,可以得到氯含量和氧含量约为2%的不规则钛粉,且粒度较粗。而用镁还原制得的海绵钛,多为较大的钛坨,只能进行粗碎,直接将其机械粉碎,制得钛粉比较困难。

    5、气体雾化法

    气体雾化法是借助高速气流来击碎金属液流,只需克服液体金属原子间的键合力[v]就能使之分散,而机械粉碎是借助机械作用来破坏固体金属原子间的结合。因此,雾化制粉所需的外力要比机械粉碎化制粉小得多,能量消耗也比较小,是一种节能经济的粉末生产方法。

    伴随着粉末制备技术的成熟与发展,氢化脱氢和雾化生产方法已成为钛粉生产工业中主要的应用技术。

    来源:Ti钛星球

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