Титановый порошок ТПП-5: технические характеристики и применение
Титановый порошок ТПП-5 — порошковая продукция на основе технического титана, получаемая методом гидридно-кальциевого восстановления. Материал соответствует требованиям ТУ 1791-001-96310647-2011 и предназначен для использования в порошковой металлургии, производстве композиционных материалов и напылении защитных покрытий. Гранулометрический состав ТПП-5 формируется с преобладанием фракции 160–315 мкм, что определяет его технологичность при прессовании и последующем спекании.
Химический состав и физико-механические параметры
Химический состав ТПП-5 регламентирован по содержанию примесей внедрения и металлических включений. Массовая доля титана составляет не менее 99,0 %, при этом содержание кислорода не превышает 0,25 %, азота — 0,05 %, углерода — 0,05 %. Остаточное содержание водорода после вакуумного отжига ограничено значением 0,03 %. Примеси железа и кремния контролируются на уровне не более 0,15 % и 0,05 % соответственно.
Насыпная плотность порошка ТПП-5 находится в диапазоне 1,8–2,4 г/см, что обеспечивает стабильную дозировку при автоматизированном прессовании. Текучесть материала составляет 25–35 с на 50 г, что позволяет использовать его в установках холодного газодинамического напыления и MIM-технологиях без дополнительной грануляции.
| Параметр | Значение | Метод контроля | Норматив | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля титана | 99,0 % | Химический анализ | ТУ 1791-001-96310647-2011 | Основа |
| Содержание кислорода | 0,25 % | Восстановительное плавление | ТУ 1791-001-96310647-2011 | Влияет на пластичность |
| Насыпная плотность | 1,8–2,4 г/см | Волномер | ГОСТ 19440-94 | Для дозирования |
| Текучесть | 25–35 с/50 г | Воронка Холла | ГОСТ 20899-98 | Для напыления |
| Фракция | 160–315 мкм | Ситовой анализ | ГОСТ 18318-94 | Основная |
Технологические особенности и области применения
ТПП-5 характеризуется развитой поверхностью частиц сферической и оскольчатой формы, что обеспечивает высокую удельную поверхность в диапазоне 0,5–1,5 м/г. Такая морфология способствует формированию плотной упаковки при вибрационном уплотнении и снижает усадку при спекании до 12–15 %. Рекомендуемый температурный интервал спекания составляет 1250–1350 C в вакууме не хуже 10 Па или в среде аргона высокой чистоты.
Основные направления использования ТПП-5:
- Изготовление фильтрующих элементов для агрессивных сред в химическом машиностроении — пористость 30–45 %, размер пор 50–200 мкм;
- Производство анодов для электрохимической обработки и катодной защиты в судостроении;
- Формирование износостойких и коррозионностойких покрытий методом плазменного напыления на оборудовании типа УПУ-3Д;
- Изготовление мишеней для магнетронного распыления в вакуумных установках;
- Получение пористых имплантатов в медицинской промышленности с модулем упругости 40–60 ГПа.
При использовании ТПП-5 в технологиях селективного лазерного сплавления (SLM) необходимо учитывать его гранулометрический состав — для SLM-оборудования предпочтительна фракция 20–63 мкм, поэтому ТПП-5 чаще применяется в традиционных методах прессования и спекания, а также в аддитивных технологиях прямого лазерного выращивания (DMD) с коаксиальной подачей порошка.
Хранение ТПП-5 осуществляется в герметичной таре в сухих помещениях при относительной влажности не более 60 %. Транспортировка допускается всеми видами крытого транспорта. Срок хранения без потери технологических свойств — 12 месяцев с даты изготовления.
Вопросы и ответы
Чем отличается ТПП-5 от ТПП-8?
Основное отличие — гранулометрический состав. ТПП-5 содержит преимущественно фракцию 160–315 мкм, тогда как ТПП-8 имеет более тонкий помол с преобладанием частиц 40–160 мкм. Это определяет область применения: ТПП-5 ориентирован на прессование и напыление, ТПП-8 — на MIM-технологии и плазменное напыление тонких слоев.
Какое оборудование подходит для напыления ТПП-5?
Материал совместим с плазменными установками типа ПН-70, ПН-90, а также с газопламенными горелками для напыления металлических покрытий. Для холодного газодинамического напыления требуется предварительная классификация порошка до фракции 20–60 мкм.
Какая пористость достигается при спекании ТПП-5?
При свободной засыпке и спекании при 1300 C в вакууме пористость составляет 35–45 %. При изостатическом прессовании с давлением 200 МПа пористость снижается до 10–15 %, что позволяет получать конструкционные детали с плотностью до 90 % от теоретической.
Допустимо ли использование ТПП-5 в пищевой промышленности?
ТПП-5 не имеет санитарно-эпидемиологического заключения для контакта с пищевыми продуктами. Для пищевого оборудования применяются титановые сплавы ВТ1-0 в виде проката, а порошковые материалы используются только в узлах, не контактирующих с продуктом.
