Титановый порошок ТПП-2 — технические характеристики и применение
Титановый порошок ТПП-2 — порошковый материал на основе технического титана, выпускаемый по ГОСТ 9849-86. Марка ТПП-2 относится к группе порошков с повышенным содержанием примесей внедрения, что определяет его как экономичную альтернативу более чистым маркам ТПП-1 и ТПП-3. Материал производится методом гидридно-кальциевого восстановления диоксида титана с последующим вакуумным отжигом, что обеспечивает частицы неправильной формы с развитой поверхностью.
Гранулометрический состав ТПП-2 регламентируется фракциями от 45 до 450 мкм. Основная масса частиц (не менее 70 %) находится в диапазоне 100–250 мкм, что формирует стабильную насыпную плотность в пределах 1,2–1,8 г/см. Удельная поверхность порошка достигает 0,5–1,5 м/г, а содержание кислорода не превышает 0,35 %, азота — 0,08 %, водорода — 0,05 %. Железо и кремний присутствуют в количестве до 0,25 % и 0,15 % соответственно.
Технологические свойства и поведение при спекании
Частицы ТПП-2 имеют губчатую морфологию с развитым рельефом, что обеспечивает высокую прессуемость при удельном давлении 400–600 МПа. Формовочная способность позволяет получать заготовки с относительной плотностью 85–92 % без применения пластификаторов. При спекании в вакууме при температуре 1250–1350 C в течение 2–4 часов формируется материал с остаточной пористостью 5–15 % и пределом прочности при растяжении 350–450 МПа.
Порошок демонстрирует удовлетворительную текучесть (не более 60 с на 50 г по воронке Холла), что допускает его использование в автоматизированных процессах дозирования и загрузки пресс-форм. Однако для методов MIM и аддитивного производства ТПП-2 непригоден из-за неправильной формы частиц и недостаточной чистоты по примесям внедрения.
Применение ТПП-2 в промышленности
Основное назначение ТПП-2 — производство конструкционных деталей методами порошковой металлургии, где требования к пластичности не являются критичными. Материал востребован в следующих отраслях:
- химическое машиностроение — фильтрующие элементы, пористые перегородки, распределительные устройства для агрессивных сред;
- электротехника — анодные заготовки, токопроводящие элементы с заданной пористостью;
- автомобильная промышленность — крепежные изделия, втулки, шайбы, работающие в условиях ограниченных нагрузок;
- производство сварочных материалов — компонент шихты для титановых флюсов и присадочных составов;
- гальванотехника — растворимые аноды для нанесения покрытий в сернокислых электролитах.
Из ТПП-2 изготавливают пористые проницаемые материалы для систем фильтрации жидкостей и газов, работающих при температурах до 300 C. Фильтроэлементы на основе этого порошка обеспечивают тонкость очистки 5–40 мкм при перепаде давления 0,05–0,3 МПа и обладают коррозионной стойкостью в морской воде, растворах солей и органических кислотах.
Сравнение с другими марками титанового порошка
| Параметр | ТПП-1 | ТПП-2 | ТПП-3 | ТПП-4 |
|---|---|---|---|---|
| Содержание кислорода, % | 0,20 | 0,35 | 0,50 | 0,60 |
| Содержание азота, % | 0,05 | 0,08 | 0,12 | 0,15 |
| Насыпная плотность, г/см | 1,0–1,5 | 1,2–1,8 | 1,4–2,0 | 1,5–2,2 |
| Фракция, мкм | 45–280 | 45–450 | 100–630 | 200–1000 |
| Текучесть, с/50 г | 45 | 60 | 75 | не норм. |
По сравнению с ТПП-1, порошок ТПП-2 имеет более широкий гранулометрический диапазон и повышенное содержание примесей, что снижает стоимость материала на 15–25 % при незначительной потере механических свойств. Для изделий, работающих при статических нагрузках до 200 МПа и температурах до 250 C, ТПП-2 является оптимальным выбором по критерию цена/прочность.
Условия хранения и меры безопасности
Титановый порошок ТПП-2 относится к горючим порошковым материалам. Нижний концентрационный предел воспламенения аэрозоля составляет 45 г/м, температура самовоспламенения — 480 C. Хранение осуществляется в герметичной таре в сухих вентилируемых помещениях при относительной влажности не более 60 %. Недопустим контакт порошка с открытым пламенем, окислителями и галогенсодержащими соединениями. При проведении сварочных работ и спекания необходима организация местной вытяжной вентиляции и применение средств индивидуальной защиты органов дыхания.
Вопросы и ответы
Какая фракция титанового порошка ТПП-2 наиболее востребована?
Наибольшим спросом пользуется фракция 100–250 мкм, составляющая основную массу продукта. Она обеспечивает оптимальное сочетание прессуемости и пористости готовых изделий при спекании.
Можно ли использовать ТПП-2 для аддитивного производства?
Нет. ТПП-2 имеет частицы неправильной формы и недостаточную текучесть для 3D-печати. Для селективного лазерного сплавления применяются сферические порошки марок ПТОМ и ПТС с контролируемым гранулометрическим составом.
Какие механические свойства обеспечивает спеченный материал из ТПП-2?
После спекания при 1250–1350 C предел прочности при растяжении составляет 350–450 МПа, относительное удлинение — 5–12 %, твердость по Бринеллю — 180–240 HB в зависимости от остаточной пористости.
В каких средах коррозионно стоек материал на основе ТПП-2?
Спеченный титан из ТПП-2 устойчив в морской воде, растворах хлоридов, азотной кислоте концентрацией до 65 %, органических кислотах и щелочных средах при температурах до 100 C.
