Титановый порошок ПТМ-2: характеристики, фракции и применение
Титановый порошок ПТМ-2 — металлургический порошок титана, получаемый методом восстановления тетрахлорида титана магнием (магнийтермическое восстановление) с последующей вакуумной дистилляцией и рассевом. Марка ПТМ-2 регламентируется ГОСТ 9722-97 и относится к порошкам с повышенным содержанием кислорода относительно марок ПТМ-1 и ПТМ-1С. Материал предназначен для порошковой металлургии, где не требуется максимальная чистота по газовым примесям, но важны стабильная насыпная плотность и технологичность при прессовании.
Химический состав и примеси
Основной элемент — титан (основа). Кислород в ПТМ-2 нормируется в диапазоне 0,25–0,35 % масс., что выше, чем у ПТМ-1. Азот — не более 0,04 %, водород — не более 0,02 %, углерод — не более 0,05 %. Железо — до 0,18 %, кремний — до 0,04 %, хлор — до 0,06 %. Повышенный кислород повышает твёрдость и снижает пластичность спечённых заготовок, поэтому ПТМ-2 применяют там, где не требуется высокая ударная вязкость.
Фракционный состав и насыпные характеристики
Порошок ПТМ-2 выпускается в нескольких фракциях, каждая из которых имеет собственное назначение. Насыпная плотность составляет 1,5–2,5 г/см в зависимости от фракции и состояния (неотожжённый или отожжённый). Текучесть для крупных фракций — 25–40 с, для мелких — не нормируется.
- Крупная фракция 160–250 мкм — для плазменного напыления и легирования расплавов.
- Средняя фракция 100–160 мкм — для прессования заготовок средней плотности.
- Мелкая фракция 63–100 мкм — для MIM-технологий и шликерного литья.
- Тонкая фракция менее 63 мкм — для спекания пористых фильтров и катализаторов.
Технологические свойства
Порошок ПТМ-2 прессуется при давлениях 300–600 МПа с получением сырых заготовок относительной плотностью 70–85 %. Спекание проводится в вакууме 10–10 Па или в среде аргона при температурах 1150–1300 C. Остаточная пористость после спекания — 5–15 %. Для повышения плотности применяют горячее изостатическое прессование (HIP) при 900–950 C и давлении 100–150 МПа.
| Параметр | Значение | Метод контроля | Единица | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Кислород | 0,25–0,35 | ГОСТ 9722-97 | % масс. | выше, чем у ПТМ-1 |
| Насыпная плотность | 1,5–2,5 | ГОСТ 19440 | г/см | зависит от фракции |
| Текучесть | 25–40 | ГОСТ 20899 | с | для фракции 160–250 мкм |
| Давление прессования | 300–600 | технологический | МПа | сырая плотность 70–85 % |
| Температура спекания | 1150–1300 | технологический | C | вакуум или аргон |
Области применения
Порошок ПТМ-2 востребован в производстве пористых титановых фильтров для агрессивных сред, в том числе в химической промышленности и на установках водоподготовки. Из него изготавливают спечённые втулки, работающие в узлах трения при умеренных нагрузках, а также мишени для вакуумного напыления. В авиастроении ПТМ-2 применяют для плазменного нанесения износостойких покрытий на детали газотурбинных двигателей. В металлургии порошок используют как легирующую добавку при выплавке титановых сплавов в вакуумных дуговых печах.
- Пористые фильтры для агрессивных жидкостей и газов.
- Плазменные покрытия деталей ГТД и нефтегазовой арматуры.
- Легирование титановых сплавов в вакуумно-дуговых печах.
- Спечённые антифрикционные втулки для узлов трения.
- Мишени для магнетронного напыления.
Условия хранения и транспортировки
Порошок ПТМ-2 хранят в герметичной таре в сухих отапливаемых помещениях при относительной влажности не более 70 %. Титановый порошок пирофорен в мелкодисперсном состоянии, поэтому не допускается его контакт с открытым пламенем и окислителями. Транспортировка осуществляется всеми видами транспорта в соответствии с правилами перевозки опасных грузов.
Вопросы и ответы
Чем ПТМ-2 отличается от ПТМ-1?
ПТМ-2 содержит больше кислорода (0,25–0,35 % против 0,15–0,25 % у ПТМ-1) и имеет более высокое содержание железа. Это снижает пластичность спечённых изделий, но удешевляет порошок.
Какие фракции ПТМ-2 доступны?
Стандартно поставляются фракции 160–250 мкм, 100–160 мкм, 63–100 мкм и менее 63 мкм. Возможен рассев под требования заказчика.
При какой температуре спекают ПТМ-2?
Спекание проводят в вакууме или аргоне при 1150–1300 C. Для достижения максимальной плотности применяют HIP при 900–950 C.
Пирофорен ли титановый порошок ПТМ-2?
Мелкие фракции титанового порошка пирофорны. Необходимо исключить контакт с открытым огнём, окислителями и влагой. Хранение — в герметичной таре.
