1, spiekanie naciskając
Badania w Stanach Zjednoczonych dotyczące spiekania prasowanego proszku tytanu produktów ze stopów tytanu są bardzo wczesne. Firma Dynamet Technology zajmuje się produkcją wyrobów do formowania tłocznego proszku tytanu, jak pokazano na rysunku 1, część produktu została zastosowana na małą skalę. Pierwszym wyrobem z tytanu wytwarzanym w procesie metalurgii proszków była preforma ze stopu Ti-6Al-4V na osłonę kopuły rakiet Rattlesnake firmy Raytheon, a później wyprodukowano Ti-6Al{ w procesie metalurgii proszków{ {4}}V-2Produkty ze stopu Sn do stosowania w osłonach głowic bojowych rakiet Stinger. Ze względu na swój znaczący udział w produktach tytanowych, Dynamet Technology została wyłącznym dostawcą produktów ze sproszkowanych stopów tytanu dla Boeinga. Ponadto firma ADMA Products ze Stanów Zjednoczonych od 1985 roku produkuje części z tytanu metodą metalurgii proszków, a niektóre z jej produktów są wykorzystywane w przemyśle lotniczym. Północno-zachodni Instytut Badań nad Metalami Nieżelaznymi w Chinach w dziedzinie badań i rozwoju w zakresie formowania niemal netto proszku tytanu to ponad 30 lat doświadczenia, rozwój porowatych produktów tytanowych znalazł zastosowanie w przemyśle chemicznym, spożywczym i innych dziedzinach, rysunek 1 ( b) pokazane w przemyśle filtracyjnym do zastosowania porowatej płyty tytanowej walcowanej proszkowo.
2, prasowanie izostatyczne na gorąco
Proces prasowania izostatycznego na gorąco (HIP) został wynaleziony przez amerykański Instytut Battelle (Battelle) w latach pięćdziesiątych XX wieku. Technologia ta polega na zastosowaniu gazu obojętnego jako medium przenoszącego ciśnienie, w temperaturze 850-2000 stopni i {{2 }} MPa pod wpływem synergistycznego ciśnienia gazu, produkty technologii prasowania i spiekania w wysokiej temperaturze, to obecne kształtowanie zbliżone do netto sproszkowanego tytanu i części konstrukcyjnych ze stopów tytanu całości. Zagęszczanie najważniejszym środkiem, produkty mają jednolita organizacja, brak struktury, brak segregacji i innych cech.
Zagraniczny rozwój technologii prasowania izostatycznego na gorąco proszku ze stopu tytanu rozpoczął się w latach pięćdziesiątych XIX wieku, Rosyjski Instytut Metali Lekkich już w latach siedemdziesiątych XX wieku jako pierwszy na świecie opracował złożony kształt turbiny pompy wodorowej z całego proszkowego stopu tytanu, a w RD{{ 2}} silnik wodorowo-tlenowy zastosowany w USA w latach 90. XX wieku, pierwszy w dziedzinie lotnictwa i kosmonautyki, który osiągnął zastosowania komercyjne i stopniowo rozszerzał się na lotnictwo, dziedzinę broni, taką jak korbowód silnika PW F110, pocisk manewrujący Tomahawk Wirnik sprężarki silnika F107, osłona rakiety Sidewind, wirnik silnika rakiety manewrującej F107 oraz obudowa bojowa rakiet przeciwlotniczych Stinger.
3, formowanie wtryskowe proszku
Technologia formowania wtryskowego proszków metali (Metal Injection Moulding, MIM) może być przygotowywana bezpośrednio z ostatecznym kształtem części lub w jego pobliżu, aby uniknąć lub ograniczyć obróbkę skrawaniem, znacznie zmniejszając koszty przygotowania. Dlatego technologia wtrysku proszków jest jednym z najskuteczniejszych środków technicznych do masowej produkcji części z tytanu i stopów tytanu. Produkty 3C w komunikacji elektronicznej (w tym telefony komórkowe, inteligentne urządzenia do noszenia, oprawki do okularów, części sygnałowe 5G) to najważniejszy obszar zastosowań technologii wtrysku proszków, stanowiący 84,2%. Na tym etapie główne materiały na bazie żelaza oraz lekka konstrukcja materiału i dążenie do wysokiej jakości to główny kierunek przyszłego rozwoju produktów 3C. Stop tytanu ma niską gęstość (gęstość tylko połowy materiałów na bazie żelaza), wysoką wytrzymałość, odporność na korozję i inne cechy, aby sprostać przyszłości lekkich materiałów i wysokiej jakości konstrukcji. Według statystyk wielkość rynku chińskiego przemysłu formowania wtryskowego tytanu osiągnęła 680 milionów juanów w 2020 r. i oczekuje się, że wielkość rynku osiągnie 2 miliardy juanów w 2026 r., przy rocznej stopie wzrostu wynoszącej do 20,13%, zgodnie z danymi statystycznymi prognozy nakładów po stronie popytowej i wzrostu przychodów po stronie podaży.
4, produkcja przyrostowa
Produkcja przyrostowa (Additive Manufacturing, AM) to technologia kumulacyjnego formowania punktowego, liniowego, powierzchniowego, warstwa po warstwie, na którą nie ma wpływu złożoność części, może automatycznie, szybko i dokładnie zakończyć projektowanie i produkcję skomplikowanych części. W porównaniu z tradycyjnymi technologiami produkcyjnymi, produkcja przyrostowa ma wyjątkowe zalety pod względem swobody projektowania, złożonego formowania części i wykorzystania materiałów, co czyni ją wysoce obiecującą technologią produkcji stopów tytanu. Jak wynika z raportu analitycznego SmarTech, światowy rynek druku 3D z metali osiągnął w 2019 r. 3,3 miliarda dolarów, obejmujący sprzęt, materiały i usługi do drukowania 3D, i oczekuje się, że w 2024 r. osiągnie 11 miliardów dolarów, przy czym najważniejszym metalem do druku będą stopy tytanu . Przemysł lotniczy i obrona wojskowa jest głównym użytkownikiem technologii wytwarzania przyrostowego tytanu, który z powodzeniem jest stosowany do bezpośredniego formowania małych precyzyjnych komponentów do silników kosmicznych oraz dużych i skomplikowanych komponentów dla lotnictwa, takich jak systemy startu kosmicznego, skrzydła samolotów, integralne powierzchnie sterowe i włazy, łopatki silników i inne kluczowe elementy wyposażenia latającego.
