Титановый порошок ПТС-2 — технические характеристики и применение
Титановый порошок ПТС-2 — порошковая продукция на основе технического титана, получаемая методом гидридно-кальциевого восстановления. Материал соответствует требованиям ГОСТ 9853 и классифицируется как порошок титановый с содержанием основного компонента не менее 98,5 %. Гранулометрический состав ПТС-2 охватывает фракции от 45 до 450 мкм, что обеспечивает его применение в различных технологических процессах порошковой металлургии.
Частицы ПТС-2 имеют неправильную, губчатую морфологию с развитой удельной поверхностью. Насыпная плотность материала находится в диапазоне 1,2–1,8 г/см, а плотность после утряски достигает 2,0–2,5 г/см. Текучесть порошка составляет 8–15 с на 50 г материала, что определяет его поведение при дозировании и заполнении пресс-форм.
Химический состав и физико-механические свойства
Химический состав ПТС-2 регламентируется содержанием примесей, влияющих на эксплуатационные характеристики готовых изделий. Массовая доля кислорода не превышает 0,15 %, азота — 0,04 %, водорода — 0,03 %. Содержание железа ограничено 0,12 %, углерода — 0,05 %. Кремний и никель присутствуют в количестве не более 0,04 % и 0,03 % соответственно.
Предел прочности при растяжении компактных образцов, изготовленных из ПТС-2 методом прессования и спекания, составляет 350–450 МПа при относительном удлинении 10–15 %. Твёрдость по Бринеллю спечённого материала находится в пределах 120–160 НВ. Плотность спечённых изделий достигает 92–96 % от теоретической плотности титана (4,51 г/см).
Технологические особенности переработки
ПТС-2 предназначен для изготовления изделий методами холодного прессования с последующим вакуумным спеканием, а также для горячего изостатического прессования. Рекомендуемое давление прессования составляет 200–400 МПа, температура спекания — 1200–1350 C в вакууме не хуже 10 Па. Для улучшения формуемости допускается введение пластификаторов в количестве 1–3 % от массы порошка.
Материал также применим в процессах наплавки и газотермического напыления, включая плазменное напыление и высокоскоростное газопламенное напыление (HVOF). При напылении формируются покрытия с пористостью 1–5 %, обладающие высокой адгезионной прочностью к подложке — до 60 МПа.
Применение в промышленности
Изделия из ПТС-2 востребованы в отраслях, где требуется сочетание коррозионной стойкости, лёгкости и биосовместимости. Основные направления использования:
- фильтрующие элементы и пористые материалы для систем очистки агрессивных сред в химическом машиностроении;
- компоненты насосного оборудования и арматуры для перекачки морской воды и технологических растворов;
- имплантаты и инструменты в медицинской промышленности;
- анодные заготовки для электрохимической обработки металлов;
- конструкционные детали аэрокосмической техники, работающие при температурах до 400 C;
- расходные материалы для аддитивного производства методом селективного лазерного спекания.
Сравнение фракций ПТС-2
| Фракция, мкм | Насыпная плотность, г/см | Текучесть, с/50 г | Рекомендуемое давление прессования, МПа | Область применения |
|---|---|---|---|---|
| 45–100 | 1,2–1,4 | 12–15 | 250–350 | Фильтры тонкой очистки, напыление |
| 100–200 | 1,4–1,6 | 10–12 | 200–300 | Конструкционные детали, аноды |
| 200–450 | 1,6–1,8 | 8–10 | 200–250 | Крупнопористые фильтры, заготовки |
ПТС-2 поставляется в герметичной таре, исключающей контакт с атмосферной влагой и кислородом. Хранение осуществляется в сухих отапливаемых помещениях при относительной влажности не более 60 %. Гарантийный срок хранения — 12 месяцев с даты изготовления при соблюдении условий транспортирования и складирования.
Вопросы и ответы
Чем отличается ПТС-2 от ПТС-1?
ПТС-2 отличается от ПТС-1 более низким содержанием примесей, прежде всего кислорода (не более 0,15 % против 0,20 %) и железа (0,12 % против 0,18 %). Это обеспечивает повышенную пластичность и коррозионную стойкость спечённых изделий из ПТС-2.
Какая температура спекания оптимальна для ПТС-2?
Оптимальный диапазон температур спекания составляет 1200–1350 C. Выдержка при температуре спекания — 1–2 часа в вакууме не хуже 10 Па. Повышение температуры выше 1350 C приводит к росту зерна и снижению механических свойств.
Можно ли использовать ПТС-2 для аддитивного производства?
ПТС-2 применим для селективного лазерного спекания, однако из-за неправильной формы частиц и широкого гранулометрического распределения рекомендуется предварительная классификация фракции 45–100 мкм. Для селективного лазерного плавления предпочтительнее сферические порошки.
Какова коррозионная стойкость изделий из ПТС-2?
Спечённые изделия из ПТС-2 устойчивы в морской воде, растворах солей, органических кислотах и щелочах. Скорость коррозии в 3 % растворе NaCl не превышает 0,01 мм/год. В концентрированной соляной и серной кислотах материал требует дополнительной защиты.
