采用氢化-脱氢(HDH)钛粉和氢化钛粉制备MIMTi-6Al-4V合金

以HDH钛粉制备MIMTi-6Al-4V合金的过程为参照,对使用氢化钛粉为原料制备P/M模压钛合金以及MIM钛合金的工艺过程进行了探索。使用HDH钛粉制备的MIMTi-6Al-4V合金抗拉强度为819MPa,拉伸样延伸率为7%;使用氢化钛粉制备的P/M模压Ti-6Al-4V合金拉伸样抗拉性能高于850MPa;使用氢化钛粉为原料制备MIMTi-6Al-4V合金,顺利实现了脱氢-脱脂过程。

氢化脱氢钛粉末颗粒的整形及其机理研究

HDH(氢化脱氢)钛粉末颗粒形状不规则、流动性较差,不利于注射成形和提高其制品性能。本研究利用PCS系统对HDH钛粉末颗粒进行整形,考察了处理工艺,用扫描电镜和粒度分析表征处理结果,推测PCS的整形机理不是传统的粉碎过程,而是钛粉末颗粒的棱角被打磨掉再与大颗粒吸附嵌入,较好地解释了粒度分布等测试结果。整形后的HDH钛粉末颗粒尖锐的棱角被钝化,变为近球形,粉末的流动性显著提高。

NaCl包覆/氢化脱氢联合法制备超细钛粉及其性能

以海绵钛为原料,采用经过氢化破碎、阻止剂包覆、真空脱氢以及阻止剂脱除的方法制备超细钛粉。采用TEM、SEM以及激光粒度测试等手段研究制备过程中工艺参数对钛粉形貌、粒度及氧含量的影响,探讨阻止剂的晶粒长大抑制机理。结果表明：海绵钛在700℃、2 h渗氢后经过球磨5 h,粉末中位径（D50）达到2.61μm,以NaCl为阻止剂对氢化粉末进行包覆,经630℃、2 h脱氢并脱除阻止剂后,制得的超细钛粉呈不规则形状,中位径达6.16μm,氧含量为0.89%（质量分数）;阻止剂的引入造成钛粉氧含量的微量增加;通过阻止剂包覆,在粉末颗粒表面形成厚度为5~10 nm的隔离层,阻碍了加热过程中Ti颗粒表面的原子扩散,从而阻止加热脱氢过程中粉末颗粒的长大。

球化处理对氢化脱氢钛粉特性及其注射成形喂料流变性能的影响

氢化脱氢(HDH)钛粉形状不规则、流动性较差,不利于注射成形和提高其制品性能。本文通过PCS系统对HDH钛粉末进行球化处理,考察了球化处理对HDH钛粉特性及其注射成形喂料流变性能的影响。结果表明:球化处理后的HDH钛粉末变为近球形,粉末的流动性显著提高,其注射成形喂料的流变性能得到明显改善;同时,球化处理后钛粉的烧结组织明显细化,致密度大幅度提高。

氢化脱氢制备钛粉的研究进展

钛粉、氢化钛粉及其预合金粉是钛材加工的重要原料。综述了氢化制取钛粉末的研究现状,并分析了氢化制取钛粉末的主要工艺。氢化球磨法制粉具有操作简单、成本低等优点,但氧含量高是此法制粉的一大缺点。随着制粉工艺的发展,能够制备出低价优质的钛粉、氢化钛粉。制粉新工艺开发与应用也将极大推动钛材的发展。

氢化钛粉末及压坯的脱氢规律

通过热重分析(TGA)研究TiH2粉末粒度对其脱氢温度及脱氢量的影响,采用热膨胀仪研究粉末粒度对TiH2压坯收缩率的影响,同时利用真空烧结炉研究成形压力和温度对TiH2压坯烧结脱氢的影响。结果表明:TiH2粉末粒度越细,起始脱氢的温度越低;与粒度约为45μm的原料TiH2粉相比,经过球磨的粉末脱氢量减小;球磨30 min后的TiH2粉末压坯,烧结线收缩率和收缩速率都显著增大;原始TiH2粉末压坯和球磨30 min后粉末压坯的最大收缩率分别为5%和9.5%,最大收缩速率分别为2.4×10-4和7.30×10-4μm/℃;成形压力越大,TiH2压坯脱氢峰值温度越高,650℃保温1 h,TiH2压坯失重率达到3.572%(理论含氢量为4.01%)。

氢化钛粉脱氢过程伴随脱氮行为的热力学分析

氢化钛粉脱氢后氮含量明显降低,对这一行为的热力学分析表明:氢化钛脱氢过程产生的单原子氢还原钛中氮,其反应的吉布斯自由能在标准状态下为负值,反应获得很大的驱动力,易自发进行;而在脱氢温度的标准状态下,TiH2脱氢生成单原子氢的反应不能自发进行,必须在非平衡状态下,通过降低脱氢系统的分压及提高温度才能进行,因此,TiH2脱氢生成单原子氢的反应是制约氢化钛脱氢过程脱氮行为的主要环节,并且这一反应主要发生在非平衡状态下系统的分压较低及温度较高的脱氢后期。

氢化-脱氢钛粉末注射成形工艺实验研究

以氢化-脱氢(HDH)钛粉为原料,采用PW/LDPE/PP/SA粘结剂体系共混注射喂料,经溶剂脱脂、热脱脂、真空烧结后得到致密纯钛,力学测试和金相观察表明:HDH钛粉末注射工艺可以获得组织均匀、力学性能较好的钛制件.

电解钛氢化脱氢制备超细高纯钛粉工艺

以电解钛为原料,采用氢化、球磨破碎和脱氢的工艺,制备超细高纯钛粉。采用激光衍射粒度分析、SEM及氢和氧元素分析等手段,研究各工艺过程所得的TiH2粉和Ti粉的粒度及其分布、粉末形貌和氧含量的变化趋势。结果表明:电解钛经420℃氢化后,初次球磨得到中位径(D50)为9.81μm的超细TiH2粉,再经600℃保温脱氢,最后经球磨分散得到D50为11.04μm,氧含量为0.48%(质量分数)的不规则形状超细高纯钛粉。在各个工艺过程中,氧含量(质量分数)增加量由低到高依次是TiH2粉脱氢、TiH2球磨制粉、脱氢钛粉球磨和电解钛氢化。

大型连续式氢化脱氢制取高纯钛粉设备的研制与应用

受工艺和设备双重因素的制约,当前国内生产的钛粉普遍因含氧量较高而导致品质偏低,无法在主流高端制造领域中应用。为满足国内厂商批量生产低含氧量高品质钛粉的迫切需求,北京北方华创真空技术有限公司通过多方合作,研制了国内首台使用氢化脱氢法(HDH),多工艺室连续工作制取高品质钛粉的大型设备。设备由多个工艺室根据工艺流程模块化串联组成,各工艺室间通过大型闸板阀进行通断与隔离,料舟内的粉料经由辊轴传动运送到各个工艺室内进行相应的工艺处理,并能按预设工艺生产节拍全程自动控制,不间断连续生产。在实际应用测试期间,设备工作稳定可靠,由于保证了所有生产环节都在高真空环境或高纯氩气保护下进行,最终批量制取出的I类钛粉(粒度≤44μm)氧含量能够稳定控制在0.12%以下,完全达到了国家粉末冶金行业钛粉标准中最高等级牌号TF-0级的要求。

钛粉生产中氢化—脱氢工艺的消防安全技术

通过对钛粉生产中的氢化—脱氢工艺进行火灾危险性分析 ,探讨了钛粉生产的火灾隐患和不安全因素 。

氢化法制备不饱和氢化钛粉末

粉末冶金法(PM法)应用于钛及钛合金产品的生产,降低了钛制品生产成本。该法中钛粉末或氢化钛粉末是主要生产原料。以不饱和氢化钛粉代替钛粉或饱和氢化钛粉进行粉末冶金钛合金的生产,不但能缩短生产周期,而且能进一步降低生产成本。通常不饱和氢化钛的制备是由饱和氢化钛粉脱氢而来的,周期长,能耗很高。本文研究了氢化法制备不饱和氢化钛粉的工艺,通过氢化过程中温度、氢压力、氢化时间等因素的控制,制备出了满足粉末冶金用的不饱和氢化钛粉末。

氢化钛粉烧结制备纯钛工艺研究

本实验选用氢化钛粉代替传统氢化脱氢(HDH)钛粉为原料,通过成型-烧结(脱氢)工艺制备纯钛。研究烧结温度和烧结时间对纯钛相对密度的影响,确定制备纯钛的最优工艺条件。最终确定氢化钛粉烧制备结纯钛的最优工艺条件为:升温速率为10℃/min,烧结温度为1 200℃,烧结时间为4h。实验制备的烧结纯钛符合ASTM B348标准中等级4的规定,烧结件平均抗拉强度σb能够达到601.7MPa,平均延伸率δ为20%,截面收缩率ψ平均为25.67%。

闭环气流磨粉碎氢化钛粉

随着钛及钛合金粉末冶金技术的快速发展,采用氢化钛粉代替钛粉作为主要原料制备粉末冶金钛材料已成为国内外的研究热点。本文研究了闭环气流磨系统粉碎氢化钛的工艺过程及特点,并采用SEM、化学分析以及激光粒度测试分析等表征所制备氧化钛粉的形貌、氧含量及粒度分布。结果表明:氢化钛经闭环气流磨后,粒度(D_(50))达到5.94μm;不同粒径(粉末粒径分别为250,150,75和48μm)的氢化钛粉在闭环气流磨分级轮频率为200Hz下,粒度(D_(50))达到10μm以内,且粒度分布区间较窄;而同一粒径(250μm)的粉末在闭环气流磨不同分级轮频率下(80,100,120,140,160,180和200 Hz)分级后,粉末的粒度(D_(50))和粒度分布区间随分级轮频率的降低而增大和变宽;因为闭环气流磨系统是封闭的循环回路,采用高纯氩气作为磨料介质,因此物料粉碎前后的增氧量低。

氢化钛粉烧结Ti-6Al-4V性能研究

研究了以氢化钛粉与铝钒合金粉为原料,在冷等静压机压制成型后分别采用真空烧结和气氛烧结制备Ti-6Al-4V合金,并对制备的Ti-6Al-4V合金进行相对密度、微观组织及力学性能进行分析。结果表明：在真空条件或气氛条件下烧结制备Ti-6Al-4V合金的相对密度均大于98%,力学性能满足ASTM B348要求;与真空烧结相比,气氛烧结制备的Ti-6Al-4V合金晶粒尺寸较小,力学性能在真空烧结的基础上提高了8%~10%。

氢化钛粉颗粒的粉碎及机理研究

本文采用闭环气流磨系统对氢化后得到的粗颗粒氢化钛粉进行粉碎,利用扫描电子显微镜和粒度分析技术对结果进行表征,并对闭环气流磨的粉碎机理进行了讨论。结果表明,对粗颗粒氢化钛粉进行闭环气流磨粉碎,克服了氢化脱氢法(hydrogenation dehydrogenation,HDH)制备的钛粉存在的粒度不均匀、粒度分布较宽等品质问题;其粉碎机理可总结为,经多股高速高压氩气流冲击、打磨,粉末颗粒自身相互碰撞、摩擦,以及粉末颗粒与磨料腔腔壁、分级轮的碰撞,粗颗粒氢化钛粉从大颗粒粉碎成细小颗粒。

氢化法制钛粉的工艺研究

研究了氢豪化法制备钛粉的工艺中，吸氢温度、脱氢温度及相应时间对钛扮质量的影响。以海绵钛为原料，经清洗后，在３５０～６００℃，氢气氛中吸氢，再破碎成细粉。Ｘ射线衍射分析表明，吸氢后的钛粉形成ＴｉＨ２化合物，然后在真空中８００℃左右脱氢，可以制得纯度很高的优质钛粉。这种方法工艺可靠，设备简单。

氢化-脱氢钛压坯烧结实验研究

以氢化-脱氢(HDH)钛粉为原料,采用不同压坯压力和烧结温度,对常规烧结和微波烧结做了对比研究,实验表明:压坯压力在170MPa以上可获得较好烧结性能,微波烧结相对常规烧结可获得均匀的烧结组织,较好的烧结致密度和抗压强度.

氢化钛粉低温真空反应制备TiAl合金粉的研究

以平均粒径为46μm 的氢化钛粉和平均粒径为6-7μm的铝粉为原料，经过低温高真空加热反应制备TiAl合金粉。研究了不同温度和保温时间后TiH2、Al粉合金化程度，用X射线衍射仪（XRD）分析其物相组成，扫描电子显微镜（SEM）观察其形貌特征。实验结果表明，高能球磨1 h 的 TiH2、Al 粉在500℃保温2 h几乎可以将氢化钛中的氢除去，在750℃保温3 h能够制得高纯度的TiAl 合金粉，合金粉的平均粒径为20μm左右，合金粉颗粒呈不规则形状。