Титановый порошок ПТЭК-1: технические характеристики и применение
Титановый порошок ПТЭК-1 — электролитический порошок титана, получаемый методом электролиза расплавленных солей с последующей механической обработкой катодного осадка. Материал соответствует требованиям ТУ 1791-001-96310677-2012 и относится к классу порошков с контролируемым гранулометрическим составом для ответственных технологических процессов. В отличие от губчатого титана, частицы ПТЭК-1 имеют дендритную морфологию с развитой удельной поверхностью, что определяет его поведение при компактировании и спекании.
Химический состав и гранулометрия
Базовый химический состав ПТЭК-1 регламентирован по содержанию примесей внедрения и металлических включений. Массовая доля титановой основы — не менее 99,2 %, при этом содержание кислорода не превышает 0,12 %, азота — 0,04 %, углерода — 0,03 %. Примеси железа, кремния и хлора контролируются попарно и суммарно, что критично для вакуумной металлургии и порошковой металлургии.
Гранулометрический состав ПТЭК-1 поставляется в нескольких фракционных исполнениях. Стандартное распределение частиц — от 40 до 630 мкм, однако для аддитивных технологий и плазменного напыления доступны узкие фракции с нижним пределом 10–20 мкм. Насыпная плотность порошка составляет 1,2–1,8 г/см в зависимости от фракции, а плотность утряски достигает 2,2–2,6 г/см. Текучесть по Холлу для фракций крупнее 100 мкм — 25–35 с/50 г.
Технологические свойства
Дендритная форма частиц ПТЭК-1 обеспечивает высокую прессуемость при статическом и изостатическом компактировании. Формовочное давление для получения заготовок с относительной плотностью 85–90 % составляет 400–600 МПа. Порошок демонстрирует низкую усадку при спекании — линейная усадка в интервале 1200–1350 C не превышает 8–12 %, что позволяет получать изделия с точными геометрическими размерами без дополнительной механической обработки.
Благодаря низкому содержанию хлора (менее 0,05 %) ПТЭК-1 пригоден для вакуумного спекания без риска коррозионного растрескивания готовых изделий. Рекомендуемый режим спекания — вакуум не хуже 10 Па при температуре 1250–1350 C с выдержкой 2–4 часа. Полученные заготовки имеют плотность 96–99 % от теоретической и могут подвергаться горячей деформации: ковке, прокатке или экструзии.
Применение в промышленности
ПТЭК-1 используется в качестве исходного сырья для производства широкой номенклатуры изделий из технического титана и его сплавов. Основные направления применения включают:
- изготовление фильтрующих элементов и пористых материалов для химического машиностроения и систем водоподготовки;
- производство мишеней для магнетронного распыления в вакуумной электронике;
- получение компактных заготовок методом горячего изостатического прессования (ГИП) для аэрокосмической отрасли;
- изготовление анодов для электрохимических процессов в гальванотехнике;
- производство сварочных электродов и присадочных материалов для аргонодуговой сварки титановых конструкций;
- использование в качестве легирующей добавки при выплавке специальных сталей и жаропрочных сплавов.
Сравнение фракционных исполнений
| Фракция, мкм | Насыпная плотность, г/см | Плотность утряски, г/см | Текучесть, с/50 г | Рекомендуемый процесс |
|---|---|---|---|---|
| 40–100 | 1,2–1,4 | 2,2–2,4 | не нормир. | плазменное напыление |
| 100–250 | 1,4–1,6 | 2,3–2,5 | 28–35 | прессование и спекание |
| 250–630 | 1,6–1,8 | 2,4–2,6 | 25–30 | ГИП, экструзия |
Условия хранения и транспортировки
Титановый порошок ПТЭК-1 относится к пирофорным материалам в мелкодисперсном состоянии. Хранение осуществляется в герметично закрытой таре под инертным газом или в вакуумной упаковке при температуре не выше 25 C и относительной влажности не более 60 %. Не допускается контакт порошка с открытыми источниками огня, окислителями и влагой. Срок хранения в невскрытой заводской упаковке — 12 месяцев с даты изготовления.
Вопросы и ответы
Чем ПТЭК-1 отличается от губчатого титана марки ТГ-100?
ПТЭК-1 имеет электролитическое происхождение и дендритную морфологию частиц, тогда как ТГ-100 получают магниетермическим восстановлением и он имеет губчатую структуру. Электролитический порошок характеризуется более низким содержанием хлора и равномерным распределением примесей, что обеспечивает стабильную усадку при спекании.
Какое давление прессования оптимально для ПТЭК-1?
Для получения заготовок с относительной плотностью 85–90 % рекомендуется давление 400–600 МПа. При использовании двустороннего прессования в закрытой матрице давление может быть снижено до 350–450 МПа без потери качества формовки.
Пригоден ли ПТЭК-1 для аддитивных технологий?
Стандартный ПТЭК-1 с фракцией 40–630 мкм не предназначен для SLM-печати из-за широкого распределения частиц. Для аддитивных установок требуется дополнительная классификация до узкой фракции 20–63 мкм с контролем сферичности, что выполняется по отдельному заказу.
Как контролируется содержание кислорода в ПТЭК-1?
Массовая доля кислорода определяется методом восстановительного плавления в инертном газе на анализаторах типа LECO ONH. Предельное значение 0,12 % гарантируется для каждой партии и подтверждается сертификатом качества.
