Титановый порошок ТПП-3А: технические характеристики и области применения
Титановый порошок ТПП-3А — электролитический порошок титана, получаемый методом электролиза расплава солей с последующей промывкой, сушкой и классификацией. Марка ТПП-3А регламентируется ГОСТ 9722-97 и относится к группе электролитических титановых порошков с повышенным содержанием кислорода относительно марок ТПП-1 и ТПП-2. Основное назначение — производство изделий методами порошковой металлургии, где требуется высокая чистота по металлическим примесям при допустимом содержании газовых примесей.
Химический состав и гранулометрия
Материал содержит титан не менее 99,0 % по массе. Лимитируемые примеси — железо, кремний, никель, хлор, а также газовые примеси: кислород, азот, водород. Остаточное содержание хлора после промывки не превышает 0,08 %. Гранулометрический состав ТПП-3А обеспечивает насыпную плотность в диапазоне 1,2–1,8 г/см и текучесть, достаточную для автоматизированного прессования на роторных таблеточных машинах.
| Параметр | Значение | Метод контроля | Влияние на процесс | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля Ti | 99,0 % | ГОСТ 9722-97 | Чистота спечённой заготовки | Основа марки |
| Кислород | 0,25–0,40 % | Восстановительное плавление | Твёрдость, прочность | Выше, чем у ТПП-1 |
| Железо | 0,15 % | Атомно-абсорбционный | Пластичность | Металлическая примесь |
| Хлор | 0,08 % | Титриметрия | Коррозионная стойкость | Остаток электролита |
| Насыпная плотность | 1,2–1,8 г/см | ГОСТ 19440 | Заполнение пресс-формы | Зависит от фракции |
| Фракция | –0,63 мм | Ситовой анализ | Спекаемость | Стандартный класс |
Технологические свойства
Порошок ТПП-3А характеризуется удовлетворительной формуемостью при холодном прессовании: давление прессования 400–700 МПа обеспечивает относительную плотность прессовок 80–88 %. Спекание проводят в вакууме при остаточном давлении не выше 110 Па и температуре 1150–1250 C, что позволяет получать остаточную пористость 2–8 %. Для повышения плотности применяют горячее изостатическое прессование при 900–950 C и давлении 100–150 МПа.
Повышенное содержание кислорода ограничивает пластичность спечённых изделий, но увеличивает предел прочности при сжатии. Это делает марку предпочтительной для деталей, работающих на износ, а не на растяжение.
Области применения
- Фильтрующие элементы для агрессивных сред в химическом аппаратостроении: пористые титановые фильтры для автоклавов, реакторов синтеза, узлов дозирования кислот и щелочей.
- Аноды и токоподводы в электролизёрах цветной металлургии, включая установки электроэкстракции меди и никеля.
- Пористые втулки и подшипники скольжения для узлов трения, работающих при ограниченной смазке в пищевом и фармацевтическом оборудовании.
- Мишени и расходные элементы для вакуумно-дугового и магнетронного напыления в установках типа ВУ-1Б, МАГ-5.
- Компоненты имплантатов и костных фиксаторов в медицинской технике при условии дополнительной очистки от хлора.
- Порошковые проволоки и электроды для наплавки износостойких покрытий на детали насосного оборудования.
Условия хранения и транспортировки
ТПП-3А поставляется в герметичных металлических барабанах или полиэтиленовых контейнерах с инертным газом. Хранение — в сухих отапливаемых складах при относительной влажности не выше 60 % и температуре 5–30 C. Контакт с открытым пламенем и окислителями недопустим: титановый порошок пирофорен при дисперсности ниже 40 мкм и повышенной влажности. Гарантийный срок хранения — 12 месяцев со дня изготовления при сохранении заводской упаковки.
Вопросы и ответы
Чем ТПП-3А отличается от ТПП-1 и ТПП-2?
Марка ТПП-3А имеет более высокое допустимое содержание кислорода и железа по сравнению с ТПП-1 и ТПП-2. Это снижает пластичность спечённых изделий, но удешевляет производство и повышает износостойкость.
При какой температуре спекают изделия из ТПП-3А?
Оптимальный интервал спекания — 1150–1250 C в вакууме не хуже 110 Па. Для достижения плотности выше 95 % применяют горячее изостатическое прессование при 900–950 C.
Можно ли использовать ТПП-3А для медицинских имплантатов?
Технически возможно после дополнительной отмывки от остаточного хлора и контроля газовых примесей. Однако для имплантатов обычно применяют сферические порошки марок ТПП-1 или ВТ1-00 с пониженным кислородом.
Какое давление прессования рекомендуется?
Для холодного прессования в стальных пресс-формах рекомендуемое давление — 400–700 МПа. Более высокое давление приводит к расслоению прессовок из-за упругого последействия.
