산업용 순수 티타늄의 제조 및 가공 비용을 줄이는 방법

티타늄 및 티타늄 합금은 낮은 밀도, 높은 비강도, 높은 굽힘 강도 비율, 우수한 플라스틱 인성, 우수한 내식성 등으로 인해 군사, 민간 및 기타 분야에서 광범위한 응용 전망을 가지고 있습니다. 성능과 제조 기술 수준은 해당 분야의 발전과 개선 수준에 직접적인 영향을 미칩니다. 티타늄 합금 시장 확대의 걸림돌은 티타늄 추출, 용해, 가공이 어려워 생산 비용이 높다는 점이다. 티타늄 잉곳의 생산 단가는 동일 중량 강철 잉곳의 약 30배, 알루미늄 잉곳의 6배이며, 그 중 광석에서 마그네슘 환원까지 티타늄 스펀지 생산 비용은 동일 중량 생산 비용의 약 20배이다. 철. 현재 공업용 순수 티타늄 1톤의 원가는 약 7.5~10$/kg인 반면, 항공우주 티타늄 합금의 생산 원가는 40$/kg에 달합니다.

따라서 비용 절감은 주로 산업용 순수 티타늄 생산 비용과 티타늄 및 티타늄 합금 제조 및 가공 비용을 줄이는 것입니다. 티타늄 합금의 비용을 줄이기 위해 외국에서는 절단 없이 티타늄 합금을 적극적으로 개발하고 있으며, 절단이 적은 순 형상 공정, 분말 야금 기술은 거의 순 형상 공정 중 하나입니다. 티타늄 합금 부품 제조에는 현재 세 가지 주요 방법이 있습니다. ① 전통적인 단조 재료 가공; ② 캐스팅; ⑧ 분말야금. 단조에 의한 재료 가공은 재료 특성이 우수하지만 낭비, 가공 비용이 높고 복잡한 제품의 형상을 얻기가 어렵습니다. 주조는 제품의 복잡한 그물 모양 또는 그물 모양에 가까운 모양으로 얻을 수 있으며 비용은 저렴하지만 재료 구성의 주조 공정에서 솔레노이드의 분리, 풀림, 수축 및 기타 결함을 피하기 어렵습니다. 성능이 낮습니다. 티타늄 합금의 분말야금 기술은 이 두 가지 방법의 단점을 극복하는 동시에 장점도 가지고 있습니다. 따라서 국내외 연구자들은 분말야금 기술을 이용하여 티타늄 합금을 제조하기 위한 많은 연구를 진행해 왔다. 본 논문에서는 고성능 티타늄 합금의 제조를 위한 여러 종류의 분말야금 기술과 그 응용이 최근 해외에서 연구 개발되었으며, 그 응용에 대해 간략하게 소개하였다.1 새로운 분말야금 제조 기술 1.1 금속 사출성형( MlM)

금속분말사출성형(MIM) 기술은 Near-Net 성형 기술로서 고품질, 고정밀 복합 부품을 제조할 수 있는 가장 유리한 성형 기술 중 하나로 꼽힙니다. MIM 방법으로 티타늄 및 티타늄 합금에 가까운 모양의 부품을 제조하면 가공 비용을 크게 줄일 수 있습니다. 현재 전세계 티타늄 MIM 부품 생산량은 월 3-5t로 추산됩니다. 티타늄 분말 제조 공정의 개선과 분말 비용의 절감으로 티타늄 합금 사출 성형 부품의 생산량이 증가하는 추세에 있습니다. Ti와 4wt% Fe 합금 스포츠 스파이크화를 생산하는 일본 최초의 MIM 기술입니다. 현재 가장 큰 티타늄 분말 사출성형 생산공장은 Japan Injex로 월 생산량은 약 2~3톤이다. 티타늄 MIM 제품은 골프 헤드, 자동차, 의료 장비, 치과 임플란트, 시계 케이스, 스트랩 및 기타 응용 분야에 사용되었습니다. 일본의 Hitachi metal Precision Company와 Casio Computer Company가 제작한 티타늄 합금 케이스는 1999년 국제 분말 야금학 회의에서 MIM Award of Merit를 수상했으며, 이 시계는 여전히 수심 200m에서도 정상적으로 작동합니다. 일부 일본 대학에서는 Ti 6Al 4V, Ti 12Mo, Ti 5Co 합금을 얻기 위해 MIM 방법으로 Sumitomo Sitix 에어로졸 구형 티타늄 분말을 사용합니다. 재료 특성은 재료 특성에 따라 생산되는 기존의 분말 야금 공정과 동일한 조건에서 동일한 조건보다 우수하며 용융 및 단조 재료 수준의 동일한 조성에 완전히 도달했습니다. 또한, 일본의 한 회사는 육상경기용 운동화의 밑창 못과 같이 복잡한 형상의 티타늄-철 합금 부품을 사출 성형 방식으로 제조했습니다. 이 방법은 티타늄-철 합금(Ti a 5wt% Fe) 분말과 유기 바인더 혼합, 196MPa 압력에서 사출 성형, 550도 탈지, 그런 다음 1000-1400도, 1.33 × 1O Pa 진공 조건에서 이루어집니다. 소결. 몰리브덴 합금 스파이크와 비교하여 이러한 방식으로 만들어진 티타늄-철 합금 스파이크는 내마모성과 내충격성이 향상되었습니다. 그리고 무게도 45% 줄었습니다.