Титановый порошок ПТМ-3 в Минске

Титановый порошок ПТМ-3: характеристики, фракционный состав и применение

Титановый порошок ПТМ-3 — металлургический порошок титана, получаемый методом гидридно-кальциевого восстановления или вакуумно-термическим способом, с регламентированным содержанием основного металла и примесей. Марка ПТМ расшифровывается как «порошок титановый металлургический»; цифра 3 указывает на уровень чистоты и гранулометрический класс. Материал предназначен для порошковой металлургии, аддитивных технологий и производства пористых изделий, где требуется высокая химическая активность поверхности частиц и стабильный фракционный состав.

Технические характеристики и химический состав

Порошок ПТМ-3 соответствует требованиям ГОСТ 9722-97 (группа ПТМ) и ТУ производителей. Основу составляет титан не ниже 99,0–99,3 % по массе. Кислород — ключевая примесь, определяющая твёрдость и спекаемость: для ПТМ-3 его содержание обычно не превышает 0,25–0,35 %. Азот лимитируется на уровне 0,03–0,05 %, водород — до 0,35 % (после вакуумного отжига снижается до 0,008–0,02 %). Железо, кремний, углерод и хлор нормируются отдельно, поскольку остаточный хлор после восстановительных процессов негативно влияет на коррозионную стойкость спечённых заготовок.

Насыпная плотность ПТМ-3 составляет 1,3–1,9 г/см, что ниже плотности компактного титана (4,51 г/см) из-за развитой поверхности и внутренней пористости частиц. Текучесть по Холлу — 25–45 с для сферических фракций, для губчатых частиц показатель не нормируется. Удельная поверхность достигает 0,3–0,8 м/г.

Фракционный состав и морфология частиц

ПТМ-3 поставляется в узких фракционных диапазонах, что критично для стабильности процессов спекания и наплавки. Форма частиц — губчатая или оскольчатая, реже сферическая (для плазменной сфероидизации). Губчатая морфология обеспечивает механическое зацепление при холодном прессовании, сферическая — высокую насыпную плотность и текучесть для лазерной порошковой наплавки.

• Мелкая фракция 0–40 мкм — для MIM-технологий, шликерного литья и металлизации.
• Фракция 40–100 мкм — холодное изостатическое прессование, спекание фильтров.
• Фракция 100–160 мкм — плазменное напыление, восстановление размеров валов.
• Фракция 160–250 мкм — газотермические покрытия, наплавка.
• Смесевые составы — аддитивные установки прямого лазерного спекания.

Технологические свойства и параметры переработки

Прессуемость ПТМ-3 при давлении 400–600 МПа обеспечивает относительную плотность прессовок 0,75–0,85 от теоретической. Спекание проводится в вакууме 10–10 мм рт. ст. или в среде аргона при 1150–1300 C с выдержкой 1–3 ч. Остаточная пористость спечённых изделий — 2–8 %, что позволяет получать фильтрующие элементы с проницаемостью по газу и жидкостям. Для полного удаления водорода перед спеканием применяют вакуумный отжиг при 600–700 C.

Области применения

ПТМ-3 востребован в авиадвигателестроении для изготовления деталей методом горячего изостатического прессования, в химическом машиностроении — для пористых фильтров и теплообменников, работающих в агрессивных средах. В медицинской технике из него формуют имплантаты с развитой поверхностью для остеоинтеграции. В аддитивном производстве порошок применяется в установках селективного лазерного плавления (SLM) и электронно-лучевого плавления (EBM) при изготовлении лопаток, корпусных деталей и индивидуальных протезов.

• Порошковая металлургия — прессование и спекание втулок, шестерён, клапанов.
• Аддитивные технологии — SLM, EBM, DED-наплавка.
• Фильтровальные элементы для нефтегазовой и химической отраслей.
• Плазменное и газотермическое напыление биосовместимых покрытий.
• Пористые титановые имплантаты для травматологии и стоматологии.
• Пиротехника и металлургия — раскисление и легирование расплавов.

Условия хранения и транспортировки

Порошок ПТМ-3 хранится в герметичной таре в среде инертного газа или под вакуумом. Контакт с влагой и воздухом приводит к окислению поверхности и росту содержания кислорода, что снижает качество спечённых изделий. Транспортировка осуществляется в металлических барабанах или пластиковых контейнерах с герметичной крышкой. Температурный режим хранения — от –20 до +40 C при относительной влажности не выше 60 %. Вскрытую упаковку рекомендуется использовать в течение 8–12 ч в перчаточном боксе с аргоновой атмосферой.

Вопросы и ответы