Титановый порошок ПТЭК-2: электролитический порошок для порошковой металлургии и аддитивных технологий
Титановый порошок ПТЭК-2 — электролитический титановый порошок, получаемый электролизом титансодержащих расплавов с последующей промывкой, сушкой и классификацией. Марка ПТЭК-2 относится к группе электролитических порошков титана и отличается повышенной чистотой по примесям внедрения — кислороду, азоту, углероду, что определяет его применимость в ответственных спечённых изделиях и в процессах холодного изостатического прессования. В отличие от гидридно-дегидридных порошков, частицы ПТЭК-2 имеют дендритную или оскольчатую форму с развитой поверхностью, что повышает прессуемость и спекаемость шихты.
Технические характеристики и гранулометрия
Порошок ПТЭК-2 выпускается по ГОСТ 9722-97 (группа электролитических порошков титана). Основной фракционный состав — от 40 до 250 мкм в зависимости от партии и условий классификации. Насыпная плотность электролитического порошка ПТЭК-2 составляет 1,3–1,9 г/см, что ниже, чем у газоатомизированных аналогов, за счёт дендритной морфологии частиц. Текучесть ограничена, поэтому для автоматизированных линий прессования применяют виброуплотнение или гранулирование шихты.
| Параметр | Значение | Метод контроля | Влияние на процесс | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля титана | 99,0 % | ГОСТ 9722-97 | Чистота спечённой заготовки | Основа марки |
| Кислород | 0,10–0,25 % | Восстановительное плавление | Пластичность, спекаемость | Контроль примесей внедрения |
| Азот | 0,04 % | ГОСТ 24018.0 | Твёрдость, хрупкость | Лимитируется |
| Железо | 0,15 % | Атомно-абсорбционный | Коррозионная стойкость | Примесь замещения |
| Насыпная плотность | 1,3–1,9 г/см | ГОСТ 19440 | Заполнение пресс-формы | Дендритная форма |
| Фракция | 40–250 мкм | Ситовой анализ | Плотность укладки | Классификация по партиям |
Области применения
Электролитический титановый порошок ПТЭК-2 применяется там, где требуется высокая чистота по примесям внедрения и стабильная спекаемость:
- Порошковая металлургия — изготовление спечённых фильтров, втулок, пористых элементов для химической и нефтегазовой аппаратуры.
- Холодное изостатическое прессование (CIP) — получение заготовок под последующую горячую обработку давлением.
- Металлургия титана — легирование шихты при выплавке слитков в вакуумно-дуговых печах.
- Производство пористых проницаемых материалов для фильтрации агрессивных сред в химических производствах.
- Плазменное напыление — формирование износостойких и коррозионностойких покрытий на деталях насосного оборудования.
- Аддитивные технологии — приготовление шихты для некоторых методов селективного лазерного спекания при контроле гранулометрии.
Технологические особенности переработки
При подготовке шихты из ПТЭК-2 необходимо учитывать склонность электролитического порошка к слёживанию и образованию агломератов. Рекомендуется хранение в герметичной таре в среде инертного газа или под вакуумом. Спекание проводят в вакуумных печах сопротивления или в печах с индукционным нагревом при температурах 1150–1300 C; остаточное давление — не выше 10 Па. Для активации спекания допускается введение небольших добавок гидрида титана или применение двухстадийных режимов с промежуточной выдержкой.
При холодном изостатическом прессовании давление составляет 150–300 МПа, что позволяет получать относительную плотность заготовок 85–92 % от теоретической. Дальнейшее спекание или горячее изостатическое прессование доводит плотность до 99 % и выше. Важно контролировать содержание кислорода после каждой технологической операции, поскольку титан активно поглощает кислород при нагреве выше 600 C на воздухе.
Контроль качества и нормативная база
Порошок ПТЭК-2 поставляется партиями, аттестованными по ГОСТ 9722-97. В паспорте партии указывают гранулометрический состав, насыпную плотность, массовые доли титана и примесей внедрения. Для ответственных применений в аэрокосмической и медицинской отраслях проводят дополнительный контроль на содержание хлоридов, остающихся после электролиза, поскольку их наличие вызывает коррозионное растрескивание спечённых изделий.
Вопросы и ответы
Чем ПТЭК-2 отличается от гидридно-дегидридного порошка титана?
ПТЭК-2 получают электролизом, поэтому он содержит меньше кислорода и азота, а форма частиц — дендритная или оскольчатая. Гидридно-дегидридный порошок имеет более угловатую морфологию и, как правило, повышенное содержание примесей внедрения.
Какие фракции ПТЭК-2 доступны?
Стандартный диапазон — от 40 до 250 мкм. По запросу возможна классификация на узкие фракции, например 40–63 мкм или 100–160 мкм, для конкретных процессов прессования или напыления.
Можно ли использовать ПТЭК-2 для селективного лазерного плавления?
Для SLM обычно применяют газоатомизированные сферические порошки с высокой текучестью. ПТЭК-2 из-за дендритной формы и низкой насыпной плотности подходит ограниченно — преимущественно для спекания, CIP или напыления.
Как хранить титановый порошок ПТЭК-2?
В герметичной таре, в сухом помещении, в среде инертного газа или под вакуумом. Контакт с влагой и воздухом приводит к окислению поверхности частиц и росту содержания кислорода.
