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钛合金技术产业部粉末冶金技术取得重大突破

添加时间:2018/05/15

近年来,钛合金与高温合金更广泛地用于航空航天领域,相关零件结构越来越复杂,对质量和性能要求越来越高,传统铸造技术已经不能完全满足用户需求,为此,钛合金技术产业部科研室于2017年初开始进行热等静压粉末冶金技术的开发研究,开拓新的方向,为我所增加技术储备。
热等静压粉末冶金技术与传统成形方法相比,主要表现在以下几个方面:
(1)零件性能优良。热等静压近净成形零件的密度高,成分均匀,组织中没有宏观成分偏析,因此综合机械性能优异,能达到相同材料锻件水平;(2)零件尺寸精度高。经优化设计包套成形的热等静压零件尺寸精度和表面粗糙度可以达到精密铸造零件水平;(3)材料利用率高。与一般工艺相比,热等静压近净成形技术可以把材料利用率从 30~40%提高到 80%以上;(4)工艺过程简单,工艺周期短;(5)产品附加值高,利润率可以达到铸件的3倍以上。
国际上,俄罗斯和美国在热等静压粉末冶金技术方面已经非常成熟,并且应用此技术制备了大量复杂高性能零部件应用于航空航天领域。由于涉及到航空航天等特殊领域,国外对中国严格封锁核心技术。
在国内,沈阳金属所和北京703所通过十多年的开发研究,已经掌握了相应技术工艺,并制造出高性能零部件应用于航空航天领域。由于该技术的高附加值带来的丰厚回报,以上两家单位也对该技术进行高度保密。
在国际封锁和国内保密的情况下,我们所能了解到的资料相当有限。在资料短缺、设备有限的条件下,钛部科研室的同志们开动脑筋、整合各种资源、进行多种实验,最终成功开发出了热等静压粉末冶金技术的工艺路线,并做出了结构复杂的产品零件,实现了我所在该技术上的从无到有的突破。

图为钛部应某航天单位需求,使用热等静压粉末冶金技术对火箭发动机壳体部件进行试制,该零件为两层结构,两层之间为数个厚度2mm的筋板相连。从零件X光照片可以看到内部基本无缺陷,质量较好,且筋板结构成型较好,没有发生变形。
目前,钛部粉末冶金实验室已初步建成,钛部将以此实验室为平台,继续优化粉末冶金技术工艺,制定出一套更为成熟并适合规模化生产的工艺路线。

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