Титановый порошок ПТЭС-2: электролитический порошок для порошковой металлургии
ПТЭС-2 — электролитический титановый порошок, получаемый электролизом соляных расплавов с последующей промывкой, сушкой и классификацией. Марка регламентируется ТУ 14-1-3086-80 и выпускается преимущественно с содержанием основного металла не ниже 99,0 %. Частицы имеют дендритную и губчатую морфологию с развитой удельной поверхностью, что обеспечивает высокую спекаемость без активаторов. Насыпная плотность составляет 1,2–1,8 г/см, текучесть ограничена — порошок относится к плохосыпучим и требует вибрационного или шнекового дозирования.
Технические характеристики
| Параметр | Значение | Метод контроля | Влияние на процесс | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля Ti | 99,0 % | ГОСТ 19863.1 | Снижение примесей в спечённой заготовке | основа марки |
| Кислород | 0,25–0,45 % | восстановительное плавление | Рост твёрдости, падение пластичности | лимитируется для ответственных деталей |
| Железо | 0,15 % | спектрофотометрия | Стабилизация -фазы | — |
| Хлор | 0,08 % | аргентометрия | Коррозия оснастки при спекании | остаток электролита |
| Фракция | 50–160 мкм | ситовой анализ | Плотность прессовки | по заказу 100–200 мкм |
| Насыпная плотность | 1,2–1,8 г/см | ГОСТ 19440 | Заполнение пресс-формы | — |
Технологические свойства
Порошок ПТЭС-2 предназначен для холодного прессования в закрытых пресс-формах при давлении 300–700 МПа и последующего вакуумного спекания при 1150–1250 C в среде аргона или в вакууме не хуже 10 Па. Остаточная пористость спечённых изделий достигает 8–15 %, что позволяет применять пропитку или горячее изостатическое прессование для повышения плотности. Дендритная форма частиц даёт механическое зацепление и обеспечивает прочность сырых прессовок 8–15 МПа без связующих добавок.
Материал склонен к окислению при нагреве на воздухе выше 400 C, поэтому межоперационное хранение ведётся в герметичной таре под аргоном. Порошок не токсичен, но пирофорен в высокодисперсных фракциях — при работе с фракцией менее 50 мкм требуется инертная атмосфера и заземлённое оборудование.
Области применения
- Порошковая металлургия: спечённые втулки, фильтры, пористые подшипники скольжения для насосного и компрессорного оборудования.
- Авиастроение: заготовки под ГИП для дисков и лопаток газотурбинных двигателей.
- Химическое машиностроение: пористые элементы фильтров для агрессивных сред на основе соляной и серной кислот.
- Медицинская техника: полуфабрикаты для имплантатов с пористой структурой под остеоинтеграцию.
- Металлургия: легирующая добавка и раскислитель при выплавке титановых сплавов в вакуумных дуговых печах.
- Аддитивные технологии: сырьё для селективного лазерного спекания после дополнительной классификации.
Условия поставки и контроля
Порошок поставляется в герметичных металлических барабанах или полиэтиленовых контейнерах под аргоном. Каждая партия сопровождается сертификатом с указанием гранулометрического состава, содержания кислорода, хлора и железа. Приёмка ведётся по ТУ 14-1-3086-80 с выборочным контролем насыпной плотности и текучести. Для ответственных применений проводится дополнительный анализ на газовые примеси методом восстановительного плавления.
Вопросы и ответы
Чем ПТЭС-2 отличается от ПТОМ и ПТМ?
ПТЭС-2 — электролитический порошок с дендритной морфологией и повышенной пористостью частиц. ПТОМ получают восстановлением оксидов, он имеет губчатую структуру и более высокое содержание кислорода. ПТМ — гидридно-кальциевый порошок с более правильной формой частиц и лучшей текучестью.
Какая фракция ПТЭС-2 применяется для прессования фильтров?
Для пористых фильтров используют фракции 100–200 мкм и 160–250 мкм, обеспечивающие открытую пористость 30–45 % и проницаемость по газу. Мелкие фракции 50–100 мкм дают меньший размер пор, но снижают проницаемость.
Требуется ли восстановительная атмосфера при спекании?
Спекание проводят в вакууме не хуже 10 Па или в аргоне высокой чистоты. Водород не применяется из-за активного взаимодействия с титаном и образования гидридов, охрупчивающих спечённый материал.
Как хранить порошок до использования?
В герметичной таре под аргоном при температуре не выше 25 C и относительной влажности до 60 %. Вскрытую тару вырабатывают в течение 30 суток либо повторно запаивают с продувкой инертным газом.
