钛合金轻质、高强、耐蚀耐热，是近些年快速发展的战略性金属结构材料。但由于钛本身性质导致在钛产品的生产过程中必然会产生一定的残料和边角屑料。据统计，在海绵钛生产过程中会产生 10%的钛废残料，在加工成材过程中会产生 70~80%的边角屑。目前国内积压了大量的钛废料，同时今后每年仍会产生大量废料 。 为此 将钛废料 “变废为宝 能够显著降低钛材成本 拓展钛材应用至民用领域，同时显著增加钛资源的利用效率，助力产业转型升级。
为此，我们开发了一种全流程粉末冶金钛型材制造技术。采用钛屑为原料，经过吸氢破碎为粉，添加固氧活化烧结剂后进行压制、烧结形成坯料。在这一技术路线中，克服了钛粉吸氧恶化材料塑性、钛粉高温烧结晶粒粗化等关键技术瓶颈，形成了钛粉固溶氧无害化处理技术、钛烧结坯控形控性技术两项关键技术。所制造的粉末烧结坯料性能达到并超过目前熔锻钛 合金水平，并降低成本 30%以上。
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成果介绍
科技计划：
成果形式：
合作方式：技术开发
参与活动：
专利情况：
未申请专利
成果简介
成果概况
钛合金轻质、高强、耐蚀耐热，是近些年快速发展的战略性金属结构材料。但由于钛本身性质导致在钛产品的生产过程中必然会产生一定的残料和边角屑料。据统计，在海绵钛生产过程中会产生 10%的钛废残料，在加工成材过程中会产生 70~80%的边角屑。目前国内积压了大量的钛废料，同时今后每年仍会产生大量废料 。 为此 将钛废料 “变废为宝 能够显著降低钛材成本 拓展钛材应用至民用领域，同时显著增加钛资源的利用效率，助力产业转型升级。
为此，我们开发了一种全流程粉末冶金钛型材制造技术。采用钛屑为原料，经过吸氢破碎为粉，添加固氧活化烧结剂后进行压制、烧结形成坯料。在这一技术路线中，克服了钛粉吸氧恶化材料塑性、钛粉高温烧结晶粒粗化等关键技术瓶颈，形成了钛粉固溶氧无害化处理技术、钛烧结坯控形控性技术两项关键技术。所制造的粉末烧结坯料性能达到并超过目前熔锻钛 合金水平，并降低成本 30%以上。
创新要点
本技术提出的钛合金氧无害化处理方法，利用活性烧结助剂溶解粉末钝化膜，吸附固溶氧、形成稳定的氧化物。实现粉末活化烧结的同时显著提高其力学性能。解决了钛屑杂质 含量高，制坯性能差的瓶颈问题。通过该技术制造的钛合金坯性能满足锻件性能标准。
主要技术指标
①外形尺寸：圆坯最大外径 300mm，最大长度 600mm。烧结坯尺寸精度为±5mm。 ② 微观组织 烧结态 TC4合金微观组织与传统两相区加工组织相似 α平均长度 15~25μm 满足 GB/T13810-2007 A6级和 ETTC2 评级 A6/A14级 。 ③室温力学性能 TC4坯料抗拉强度 σb≥920MPa 屈服强度 σp0.2≥860MPa 延伸率δ5≥13%。 满足并超过 ASTM B381-13以及 GB/T 25137-2010关于钛合金锻件标准。
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