Титановые гранулы ВТ14 в Минске


Титановые гранулы ВТ14: гранулы титанового сплава для аддитивных технологий и МИМ

Титановые гранулы ВТ14 — металлопорошковая продукция из титанового сплава марки ВТ14 системы Ti–Al–Mo–V, получаемая методами газовой атомизации (GA), плазменной атомизации (PA) или плазменного распыления вращающегося электрода (PREP). Сплав ВТ14 относится к группе (+)-титановых сплавов и регламентируется ГОСТ 19807-91. Гранулы предназначены для селективного лазерного плавления (SLM), электронно-лучевого плавления (EBM), прямого лазерного осаждения металла (DED-LB), а также для инжекционного формования металлических порошков (MIM) и горячего изостатического прессования (HIP).

Технические характеристики гранул ВТ14

Гранулометрический состав подбирается под конкретный процесс: для SLM-принтеров (EOS M290, SLM Solutions 280, Renishaw AM400) применяют фракцию 15–45 мкм, для EBM (Arcam A2X, Q20plus) — 45–105 мкм, для DED-LB и лазерной наплавки — 45–150 мкм, для MIM — 0–25 мкм. Сферичность частиц — не менее 0,9; насыпная плотность — 2,3–2,6 г/см; текучесть по Холлу — 18–28 с. Содержание кислорода в гранулах не превышает 0,15 % масс., азота — 0,05 % масс. Химический состав соответствует требованиям к сплаву ВТ14: алюминий 5,5–7,0 %, молибден 2,0–3,0 %, ванадий 0,8–2,0 %, кремний 0,2–0,4 %, железо 0,25 %, примеси — остальное.

Фракция, мкмТехнологияОборудованиеНасыпная плотность, г/смТекучесть, с
0–25MIMИнжекционный пресс Arburg2,4–2,6—
15–45SLMEOS M290, Renishaw AM4002,3–2,518–24
45–105EBMArcam A2X, Q20plus2,4–2,622–28
45–150DED-LBЛазерный наплавочный комплекс2,3–2,520–26
100–200HIPГазостат Quintus2,5–2,7—

Области применения

  • Авиационные детали: кронштейны, фитинги, элементы силового набора из сплава ВТ14, работающие при температурах до 400 C.
  • Медицинские имплантаты: эндопротезы тазобедренного сустава, костные пластины, стоматологические конструкции с пористой структурой.
  • Двигателестроение: лопатки компрессора, диски, камеры сгорания ГТД, работающие в условиях знакопеременных нагрузок.
  • Нефтегазовое оборудование: детали арматуры высокого давления, корпусные элементы насосов, работающие в агрессивных средах.
  • Химическое машиностроение: реакторы, теплообменники, трубопроводная арматура для сред с температурой до 350 C.
  • MIM-производство: мелкогабаритные крепёжные элементы, зубчатые колёса, детали часовых механизмов.

Технологические особенности

Гранулы ВТ14 сохраняют фазовый состав (+) после переплавки. Плотность готовых изделий после SLM достигает 99,5 % от теоретической при плотности энергии 55–75 Дж/мм. Предел прочности материала после печати и HIP-обработки — 950–1100 МПа, предел текучести — 850–1000 МПа, относительное удлинение — 10–14 %. Термообработка: отжиг при 750–850 C, закалка с 850–900 C в воду, старение при 480–550 C. Гранулы поставляются в герметичной таре с заполнением аргоном; срок хранения без изменения свойств — 12 месяцев при влажности не более 60 %.

Вопросы и ответы

Какая фракция гранул ВТ14 подходит для SLM-принтера EOS M290?

Для EOS M290 оптимальна фракция 15–45 мкм с насыпной плотностью 2,3–2,5 г/см и текучестью 18–24 с. Такая фракция обеспечивает равномерный разравнивающий слой 30–50 мкм и плотность готовых деталей не менее 99,5 %.

Какой химический состав соответствует сплаву ВТ14?

Сплав ВТ14 содержит алюминий 5,5–7,0 %, молибден 2,0–3,0 %, ванадий 0,8–2,0 %, кремний 0,2–0,4 %, железо не более 0,25 %. Содержание кислорода в гранулах не превышает 0,15 % масс., азота — 0,05 % масс.

Какие механические свойства достигаются после печати и HIP-обработки?

После SLM и горячего изостатического прессования предел прочности составляет 950–1100 МПа, предел текучести — 850–1000 МПа, относительное удлинение — 10–14 %. Термообработка включает отжиг при 750–850 C и старение при 480–550 C.

Как хранить титановые гранулы ВТ14?

Гранулы хранят в герметичной таре с заполнением аргоном при влажности не более 60 %. Срок хранения без изменения свойств — 12 месяцев. Перед использованием рекомендуется контроль гранулометрического состава и содержания кислорода.