+7 (495) 121-09-47
Москва, Заваруевский пер., 32, стр. 1, п.1, оф.1

Применение титановых сплавов

Наша компания специализируется на производстве изделий из титана – Промышленные титановый кольца, титановый пруток, титановый круг, титановый лист, титановая плита, титановая труба, титановая проволока, титановая лента, поковки из титана, титановый шестигранник.

Технический титан
Технический титан производится в виде губки - пористого вещества с насыпной массой 1,5-2,0 г/см3 и очень высокой вязкостью. В зависимости от количества примесей он поставляется под маркировкой ВТ1-00 или ВТ1-0. Первая марка содержит в своем составе 99,58-99,90% Ti, вторая - 99,24-99,70%.

Сплавы титана

Общеизвестно что титан представляется номером один в списке наилучших и крепких металлов в в своем роде. У титанового сплава имеется основные и главные превосходства в сравнении с иными сплавами - это большая прочность, так же этот металл очень легкий, имеет низкую плотность и обособленный вес. Так же здесь стоит заметить, что титановое карбидное слияние отличается тугоплавкостью.



Поэтому титановый сплав был выбран для большинства титановых болванок, целей и задач в изготовлении. На рынке металлопроката, обычно в первую очередь знамениты подобные изделия как, титановые листы, титановые плиты, титановые круги/прутки, цельнотянутые трубы, титановая проволока, титановые поковки, а так же изготовление промышленных титановых колец и валов из титана. Из всего упомянутого возможно заявить что больше всего востребовано изделие это титанового прутка. Подобное изделие разделяется на несколько подгрупп, кованные круги, холоднокатные и горячекатные изделия, а так же изготавливаются и в обточенном виде. Сам титановый круг смотрится в виде выпуклой болванки, круг, титановые круги изготапливаются от ф9 до ф550мм. При производстве титанового прутка используют титан таких марок как: ВТ1-0, ПТ3В, 3М, ВТ6, ВТ20, ВТ23, ВТ1-2, ОТ4-0, ОТ4-1, ОТ4, ВТ5, ВТ5-1, ВТ6С, ВТ3-1, ВТ8, ВТ9, ВТ14, ВТ22. Подобные сортаменты весьма повсеместно используются в химической , машиностроительной, производственной и атомной индустриях.



На данный момент известно достаточно великое количество массовых титановых сплавов, различающихся по хим составу и научно-техническим свойствам. Более общераспространенные легирующие части в подобных материалах: серебристый металл, ванадий, молибден, марганец, хром, силиций, олово, цирконий, феррум



Титановый сплав ВТ5 включает около 5% AL. Он выделяется большими прочностными качествами по сравнению с титаном, однако его технологичность мала. Сплав отковывается, прокатывается, штампуется и отлично сваривается. Из марки ВТ5 изготавливают титановые прутки -круги, проволоку и трубы, но также листы и плиты. Его используют при создании деталей, работающих при температурных нагрузках от 400 градусов

Сплав титана ВТ5-1 кроме 5% Al содержит 2-3% олова. Олово улучшает его научно-технические качества. Из марки ВТ5-1 производят любые виды полуфабрикатов, получаемых отделкой нажимом: титановые плиты, а также листы, поковки, штамповки, контурные профили, трубы и проволоку. Он нужен для производства изделий , работающих в большом промежутке температур: от низко-температурных (негативных) до + 450 °С.






Применение титана и сплавов

Титан в металлургии называют металлом будущего. Такую популярность он приобрел благодаря своим уникальным качествам. Металл является отличным орудием труда для людей, принимающих инновационные решения все в тех или иных сферах промышленности.

Первыми использовать титан и его сплавы начали в производстве военной техники. Прошли годы, десятилетия, и сегодня его активно применяют в судостроении, химической промышленности, медицине, авиастроении и многих других сферах.

Авиастроение


Авиационная Индустрия - Первоначальный И Главный Покупатель ТИТАНА
Треб0вания к материалам для авиастр0ения:

1.малый вес

2.выс0кая удельная пр0чн0сть

3.жар0пр0чн0сть

4.Стойкость к устал0стным нагрузкам

5.трещин0ст0йк0сть

6.к0рр0зи0нная ст0йк0сть

В авиастроении часто применяют титановый пруток, титановый круг, титановый лист, титановая плита, титановая труба, титановая проволока, титановая лента, титановая фольга, титановое кольцо, титановая поковка, титановый шестигранник, титановый квадрат. В д0звук0вых сам0летах шир0к0 применялся алюминий. Авиатехника сверхзвук0вых ск0р0стей - п0вышенные температуры 0бшивки летательн0г0 аппарата, (алюминий не м0жет быть исп0льз0ван из-за низк0й жар0пр0чн0сти), раб0та в сл0жн0й к0мбинации сил0вых и температурных п0лей при в0здействии агрессивных сред, излучений и выс0ких давлений. Этим треб0ваниям 0твечает титан и ег0 сплавы. Сег0дня сам0леты стан0вятся еще б0лее титан0емкими. Эт0 связан0 с тем, чт0 в н0вых авиалайнерах увеличивается д0ля к0мп0зици0нных материал0в, с к0т0рыми алюминий активн0 взаим0действует и к0рр0зирует. Титан не п0двержен таким пр0цессам и увеличивает ресурс к0мплектующих изделий

Три 0сн0вных направления исп0льз0вания титана в авиастр0ении: 1.для изг0т0вления изделий сл0жн0й пр0странственн0й ф0рмы : - 0кант0вки люк0в и дверей, где в0зм0жн0 ск0пление влаги (исп0льзуется выс0кая к0рр0зи0нная ст0йк0сть титана ) - 0бшивки, на к0т0рые действует струя пр0дукт0в сг0рания двигателя, 0гнебл0кирующие пр0тив0п0жарные перег0р0дки (исп0льзуется выс0кая температура плавления и химическая инертн0сть титана) - т0нк0стенные труб0пр0в0ды в0здушн0й системы (исп0льзуется минимальный из всех металл0в к0эффициент термическ0г0 расширения титана ) - настил п0ла груз0в0й кабины (исп0льзуется выс0кая пр0чн0сть и тверд0сть) 2.для изг0т0вления 0тветственных выс0к0нагруженных узл0в и агрегат0в - ст0йки шасси - сил0вые элементы (кр0нштейны) механизации крыла - гидр0цилиндры 3. Изг0т0вление частей двигателя ( жар0пр0чн0сть )

Из титан0вых сплав0в в сам0летах изг0тавливают: Элер0ны, панели и п0в0р0тные узлы крыльев, стенки л0нжер0н0в, панели, кр0нштейны, рули, решетки клина, каналы в0здух0заб0рника, труб0пр0в0ды, шпанг0уты, предкрылки и закрылки, гидр0системы, крепеж и ряд других деталей Пр0центн0е с0держание титана в планере сам0лета: Б0инг-707 - менее 0,5 %, Ан-24 - 0,48 %, Ту-154 - 2 %, Б0инг-777 - 8.5 % Ту-334 - 8,7 %, АН-148 - д0 10 %,

Судостроение

Активн0 исп0льзуется титан в суд0стр0ении. 0н является част0 применяемым материал0м для 0бшивки суд0в. Из нег0 изг0тавливают элементы нас0с0в и труб0пр0в0д0в.



Главным д0ст0инств0 данн0г0 металла для сферы суд0стр0ения является ег0 незначительная пл0тн0сть. Изг0т0вленные с применением титана м0рские к0рабли весят сравнительн0 мал0, при эт0м легк0 маневрируют. У титан0в0й суд0в0й техники лучшая дальн0сть х0да. П0ск0льку данный металл ст0ек к влаге и к0рр0зии, 0бшивка суда из нег0 ник0гда не п0меняет св0й внешний вид и не будет нуждаться в п0краске. Изг0т0вленные из титан0вых сплав0в детали м0рских суд0в д0лг0вечны даже при управлении техник0й на б0льших ск0р0стях.



П0ск0льку магнитные сп0с0бн0сти у данн0г0 металла слаб0 выражены, целес00бразн0 ег0 применение в пр0изв0дстве навигаци0нных приб0р0в. «Мечт0й» инженер0в суд0стр0ения является разраб0тка и с0здание на 0сн0ве титана немагнитн0й м0рск0й техники. Такие к0рабли, п0 их мнению, дадут б0льш0й т0лч0к ге0л0г0ге0физическим исслед0ваниям на пр0ст0рах 0кеан0в. Д0 сих п0р препятствием являл0сь в0здействие металлических деталей суд0в на выс0к0т0чные устр0йства навигации.



Не менее шир0к0 применяется титан в качестве сырья для изг0т0вления к0нденсат0рных труб, двигателей турбин и пар0вых к0тл0в. П0ск0льку данный металл ст0ек к к0рр0зии, влаге, выс0ким и низким температурам, ег0 активн0 исп0льзуют в пр0изв0дстве

Машиностроение

Титан0вые сплавы шир0к0 применяются в пр0изв0дстве тепл00бменн0г0 0б0руд0вания, к0т0р0е так не0бх0дим0 для энергетическ0й, химическ0й и нефтехимическ0й направлений пр0мышленн0сти. В частн0сти, из эт0г0 металла изг0тавливают трубы для тепл00бменных агрегат0в и к0нденсат0ры турбин. Применение сплав0в 0беспечивает им д0лгий ср0к эксплуатаци0нн0й службы. С00тветственн0, д0стигается 0щутимая эк0н0мия денежных затрат на пр0ведение рем0нтных раб0т.

Сплавы эт0г0 металла 0бладают антик0рр0зийн0й защит0й. В эт0м 0тн0шении 0ни прев0сх0дят другие сплавы в десятки раз. Ст0йк0сть к к0рр0зии п0зв0ляет изг0тавливать титан0вые трубы с б0лее т0нкими стенками. В таких к0нструкциях лучше пр0х0дят п0т0ки тепла. Титан с успех0м исп0льзуют в тепл0в0й и ат0мн0й энергетическ0й пр0мышленн0сти в0 всем мире.

Нефтегазовая промышленность

Применение титан0вых сплав0в целес00бразн0 везде, на земле и п0д землей, при 0св0ении м0рских и к0смических пр0странств. Б0льшие надежды связывают ученые-инженеры с их исп0льз0ванием при бурении скважин. Б0гатства земли нев0зм0жн0 д0быть, не прил0жив значительн0г0 труда. Ин0гда для эт0г0 не0бх0дим0 пр0никнуть на 10-20 кил0метр0в в глубину земли. П0ск0льку 0бычные трубы, применяемые для бурения, не выдерживают так0й нагрузки, прих0дится искать варианты решения данн0й пр0блемы. П0 мнению специалист0в, именн0 титан0вые трубы в силу св0ей пр0чн0сти сп0с0бны 0силить п0гружение в земную к0ру на такую б0льшую глубину. Исп0льз0вание к0нструкций из титана п0зв0ляет значительн0 увеличить интенсивн0сть д0бычи и 0бъемы извлекаемых б0гатств, с0держащихся в недрах земли. В с0временн0м мире титан0вые сплавы шир0к0 применяются в пр0изв0дстве агрегат0в, целев0е назначение к0т0рых – эффективн0е 0св0ение мест0р0ждений нефти и газа. В частн0сти, из них изг0тавливают:

Глуб0к0в0дные бурильные устан0вки;
Д0бывающие устан0вки;
Нас0сы;
Труб0пр0в0ды;
Тепл00бменные к0нструкции и агрегаты;
С0суды выс0к0г0 давления и др.

Специалисты считают: не0бх0дим0 всячески стремиться к т0му, чт0бы п0давляющее б0льшинств0 глуб0к0в0дн0г0 0б0руд0вания, применяем0г0 при д0быче нефти и газа, пр0изв0дил0сь именн0 из сплав0в данн0г0 металла. Св0е мнение 0ни аргументируют наличием у титана таких св0йств, как ст0йк0сть к 0браз0ванию к0рр0зии в усл0виях д0лг0г0 пребывания в м0рск0й в0де. П0т0му д0лг0вечными в раб0те будут следующие к0нструкции, изг0т0вленные из нег0:
Трубы;

0тв0ды;

Фланцы;

Тр0йники;

Перех0ды для систем заб0ртн0й и балластн0й в0ды.

    Медицина

    0дн0 из лидирующих мест п0 спр0су на титан0вые сплавы занимает медицина. Сверхпр0чный металл ценят практически в0 всех направлениях данн0й сферы: в 0рт0педии, карди0л0гии, ст0мат0л0гии, нейр0хирургии. Так0й интерес к нему неудивителен. Самые пр0чные хирургические инструменты пр0изв0дятся именн0 с д0бавлением данн0г0 сырья.



    Не секрет, чт0 с0временн0е 0бществ0 ведет активный в0 всех 0тн0шениях 0браз жизни. Естественн0, эт0 не м0жет не сказываться на чел0веческ0м 0рганизме. Распр0страненн0й пр0блем0й сег0дня являются перел0мы, ушибы, трещины и другие п0вреждения 0ткрыт0г0 и закрыт0г0 типа. Случиться так0е м0жет и в пр0цессе сп0ртивных тренир0в0к, и в результате аварии, и как результат чрезвычайных пр0исшествий. Для ликвидации п0следствий таких несчастных случаев нужн0 не т0льк0 0казание медицинск0й п0м0щи, н0 и н0шение специальных 0рт0педических к0нструкций и имплант0в. 0гр0мн0е преимуществ0 титана перед ряд0м других металл0в заключается в т0м, чт0 0н сп0с0бен в к0р0ткие ср0ки вживляться в чел0веческий 0рганизм. Сам0е главн0е – чт0 титан0вые импланты и пр0тезы сп0с0бны не т0льк0 быстр0 «п0р0дниться» с тканями в теле чел0века, н0 и не вызывают никаких п0б0чных эффект0в. К применению данных к0нструкций нет пр0тив0п0казаний ( в силу их без0пасн0сти для к0стн0й и мышечн0й систем 0рганизма). 0ни гип0аллергенны и не п0двержены распаду . На них не 0казывают влияния ни жидк0сти в 0рганизме, ни мягкие и твердые ткани, ни лекарственные средства, уп0требляемые чел0век0м. Титан0вые 0рт0педические к0нструкции в силу св0ей пр0чн0сти и надежн0сти имеют внушительный ср0к службы. В эт0м 0тн0шении 0ни прев0сх0дят алюминиевые и железные анал0ги в неск0льк0 раз.

    С успех0м применяется титан и в ст0мат0л0гии. Из нег0 изг0тавливают ст0ль п0пулярные сег0дня имплантанты. Данные к0нструкции сп0с0бны вживляться в челюсть, таким 0браз0м с0здавая на ранее пустующем месте 0сн0ву для наращивания верхней части зуба.

    А благ0даря применению титан0вых пр0тез0в, имитирующих внутриушные к0ст0чки, стал0 в0зм0жным вернуть слух! Для карди0л0г0в титан важен как материал, из к0т0р0г0 изг0тавливаются к0рпусные части электр0нных стимулят0р0в сердца и дефибриллят0р0в.

    Уникальн0е качеств0 данн0г0 металла, к0т0р0е важн0 с т0чки зрения медицины, - эт0 ег0 немагнитн0сть. Благ0даря эт0му пациентам, н0сящим титан0вые пр0тезы, м0жн0 без всяких 0пасений пр0в0дить физи0терапевтические пр0цедуры с исп0льз0ванием магнитных и электр0т0к0вых медицинских аппарат0в.

    Спорт

    Не менее, чем в других сферах, п0пулярны титан0вые сплавы в сп0рте. Металл успешн0 применяют в пр0изв0дстве сп0ртивных присп0с0блений и 0б0руд0вания. Шир0кий спр0с на нег0 0бусл0влен ег0 низк0й масс0й и сверхпр0чн0стью.



    Не секрет, чт0 неск0льк0 десятк0в лет назад мир увидел уникальн0е п0 тем временам из0бретение – вел0сипед. Именн0 т0гда титан был впервые исп0льз0ван в качестве 0сн0вн0г0 материала сп0ртивн0г0 инвентаря. Н0 если в т0 время титан0выми были к0рпуса вел0сипед0в, т0 с0временные м0дели украшают т0рм0за и пружины сидения из данн0г0 металла.



    Яп0ния стала н0ват0р0м в исп0льз0вании титан0вых сплав0в. В эт0й стране из них изг0тавливают клюшки для г0льфа. 0дн0временн0 легкие и пр0чные, 0ни 0тличн0 п0м0гают справиться сп0ртсмену с целью – п0пасть в лунку. Х0тя такие клюшки имеют существенную ст0им0сть. Титан0вые мячики для г0льфа 0б0йдутся также д0р0же 0бычных.

    Мал0 кт0 знает, н0 мн0гие присп0с0бления альпинист0в и турист0в част0 вып0лняют из титана. Даже п0суда. Эт0, в принципе, п0нятн0. Пр0чные чашки и тарелки не раз0бьются в п0х0дных усл0виях. Перен0сные печи, лед0рубы, ст0йки для палат0к – все эт0 изг0тавливается из титана.

    Также ег0 применяют в пр0изв0дстве:

    Н0жей для п0дв0дн0г0 плавания;

    Лезвий для к0ньк0в;

    Пист0лет0в для сп0ртивн0й стрельбы и др.

      Производство металлического титана
      Процесс получения металлического титана осуществляется в несколько стадий:

      • добыча руды;
      • ее обогащение и получение концентрата;
      • восстановление чистого металлического титана.
      Получение титанового концентрата

      Титан в т0м или ин0м виде с0держится в0 мн0гих прир0дных минералах. 0днак0 для пр0мышленн0г0 применения приг0дны далек0 не все из них. С0держание Ti в рудах д0лжн0 быть д0стат0чным, а пр0цесс извлечения металла не д0лжен представлять чрезмерных трудн0стей.

      Среди минерал0в, приг0дных для пр0мышленн0г0 п0лучения металла, ст0ит выделить следующие:
      ильменит - с0держит д0 36% Ti;
      рутил - самый б0гатый титан0м минерал (д0 60% Ti);
      титан0магнетиты;
      л0париты;
      титанит (сфен);
      пер0вскит.
      Перед перераб0тк0й руды с целью п0лучения к0нцентрат0в, с0держащих в д0стат0чн0м к0личестве с0единения титана, 0на п0двергается 0б0гащению. Ti вх0дит в с0став к0нцентрат0в в виде дву0киси титана TiO 2 или ег0 галл0идных с0единений (титан + гал0ген) - четыреххл0рист0г0 титана TiCl4, и0дида титана TiJ4. Наиб0льшее распр0странение в пр0мышленн0м пр0изв0дстве титана п0лучил TiCl4. В наст0ящее время существует б0льш0е к0личеств0 сп0с0б0в 0б0гащения руд, н0 выб0р к0нкретн0г0 зависит 0т прир0ды, с0става и структуры титанс0держащег0 минерала.

      Для титан0магнетит0в применяются либ0 магнитная сепарация, либ0 металлургический передел. Если руда представляет с0б0й механическую смесь ильменита с магнитным железняк0м, т0 в так0м случае м0жн0 исп0льз0вать магнитн0е п0ле для ее 0б0гащения. В 0бщем случае магнитная сепарация представляет с0б0й техн0л0гию разделения материал0в на 0сн0ве различия их магнитных св0йств и различн0г0 п0ведения материал0в в з0не действия магнитн0г0 п0ля. С ее п0м0щью, как правил0, вып0лняется удаление из материал0в нежелательных включений, например, примесей. В рассматриваем0м случае данный мет0д п0зв0ляет извлечь из к0нцентрата 0ксид железа Fe 3O4. Если титан0магнетит представлен в виде тверд0г0 раств0ра Fe3O4 и FeOTiO2, т0 для ег0 0б0гащения применяется металлургический передел, а именн0 плавка. В 0сн0ве эт0г0 сп0с0ба лежит различная в0сстанавливаем0сть углер0д0м (C) 0кисл0в железа и титана. Усл0вия пр0текания пр0цесса и с0став шихты п0дбираются таким 0браз0м, чт0бы в результате желез0 был0 в0сстан0влен0, а с0единение титана 0стал0сь в к0нцентрате. С п0м0щью так0г0 передела 0б0гащается также ильменит.

      Еще 0дним сп0с0б0м 0тделения железа (Fe) 0т титана (Ti) является др0бн0е хл0рир0вание. Усл0вия пр0цесса (как правил0, температура) п0дбираются таким 0браз0м, чт0бы с хл0р0м (Cl) взаим0действ0вал0 т0льк0 желез0 (Fe), а дву0кись титана нах0дилась в 0статке.

      Фл0тация и м0кр0е 0б0гащение п0 удельн0му весу применяются для 0браб0тки руд р0ссыпных мест0р0ждений, в т0м числе для 0тделения ильменита 0т пуст0й п0р0ды.

      К0мплексные титан0вые руды (с0держат в св0ем с0ставе неск0льк0 металл0в) сл0жнее всег0 п0ддаются 0б0гащению. В зависим0сти 0т их с0става техн0л0гия 0браб0тки в кажд0м к0нкретн0м случае выбирается индивидуальн0.

      Для п0лучения TiO 2 из б0гатых руд х0р0ш0 зарек0менд0вал себя мет0д серн0кисл0г0 разл0жения. Ег0 суть заключается в 0браб0тке минерал0в серн0й кисл0т0й при нагревании. В результате Fe удаляется из к0нцентрата в виде двухвалентн0г0 железа.

      0писанные выше сп0с0бы направлены на п0лучение дву0киси титана - TiO 2. Данный к0нцентрат м0жет служить исх0дным сырьем для дальнейшег0 пр0изв0дства металлическ0г0 Ti, 0днак0 чаще для указанных целей исп0льзуют четыреххл0ристый титан - TiCl4. Эт0 0бъясняется тем, чт0 Ti имеет б0льш0е ср0дств0 к кисл0р0ду (O), к0т0рый раств0ряется в титане, и даже ег0 незначительн0е с0держание в металле прив0дит к существенн0му увеличению хрупк0сти п0следнег0.

      TiCl 4 м0жет быть п0лучен разными сп0с0бами. 0дним из них является хл0рир0вание TiO2. В нек0т0рых случаях хл0рир0ванию п0двергается карбид титана (TiC). Преимуществ0м данн0г0 сп0с0ба является низкая температура пр0цесса (0к0л0 200 °С), т.к. при температурах б0лее 700 °С хл0р начинает сильн0 разрушать 0бычные к0нструкци0нные материалы. П0сле хл0рир0вания вып0лняется 0чистка четыреххл0рист0г0 титана 0т примесей, среди к0т0рых м0жн0 выделить SiCl4, FeCl3, HCl, Cl и другие.

      Производство металлического титана

      Титан в т0м или ин0м виде с0держится в0 мн0гих прир0дных минералах. 0днак0 для пр0мышленн0г0 применения приг0дны далек0 не все из них. С0держание Ti в рудах д0лжн0 быть д0стат0чным, а пр0цесс извлечения металла не д0лжен представлять чрезмерных трудн0стей.

      Среди минерал0в, приг0дных для пр0мышленн0г0 п0лучения металла, ст0ит выделить следующие:

      ильменит - с0держит д0 36% Ti;
      рутил - самый б0гатый титан0м минерал (д0 60% Ti);
      титан0магнетиты;
      л0ариты;
      титанит (сфен);
      пер0вскит.
      Перед перераб0тк0й руды с целью п0лучения к0нцентрат0в, с0держащих в д0стат0чн0м к0личестве с0единения титана, 0на п0двергается 0б0гащению. Ti вх0дит в с0став к0нцентрат0в в виде дву0киси титана TiO 2 или ег0 галл0идных с0единений (титан + гал0ген) - четыреххл0рист0г0 титана TiCl4, и0дида титана TiJ4. Наиб0льшее распр0странение в пр0мышленн0м пр0изв0дстве титана п0лучил TiCl4. В наст0ящее время существует б0льш0е к0личеств0 сп0с0б0в 0б0гащения руд, н0 выб0р к0нкретн0г0 зависит 0т прир0ды, с0става и структуры титанс0держащег0 минерала.

      Для титан0магнетит0в применяются либ0 магнитная сепарация, либ0 металлургический передел. Если руда представляет с0б0й механическую смесь ильменита с магнитным железняк0м, т0 в так0м случае м0жн0 исп0льз0вать магнитн0е п0ле для ее 0б0гащения. В 0бщем случае магнитная сепарация представляет с0б0й техн0л0гию разделения материал0в на 0сн0ве различия их магнитных св0йств и различн0г0 п0ведения материал0в в з0не действия магнитн0г0 п0ля. С ее п0м0щью, как правил0, вып0лняется удаление из материал0в нежелательных включений, например, примесей. В рассматриваем0м случае данный мет0д п0зв0ляет извлечь из к0нцентрата 0ксид железа Fe 3O4. Если титан0магнетит представлен в виде тверд0г0 раств0ра Fe3O4 и FeOTiO2, т0 для ег0 0б0гащения применяется металлургический передел, а именн0 плавка. В 0сн0ве эт0г0 сп0с0ба лежит различная в0сстанавливаем0сть углер0д0м (C) 0кисл0в железа и титана. Усл0вия пр0текания пр0цесса и с0став шихты п0дбираются таким 0браз0м, чт0бы в результате желез0 был0 в0сстан0влен0, а с0единение титана 0стал0сь в к0нцентрате. С п0м0щью так0г0 передела 0б0гащается также ильменит.

      Еще 0дним сп0с0б0м 0тделения железа (Fe) 0т титана (Ti) является др0бн0е хл0рир0вание. Усл0вия пр0цесса (как правил0, температура) п0дбираются таким 0браз0м, чт0бы с хл0р0м (Cl) взаим0действ0вал0 т0льк0 желез0 (Fe), а дву0кись титана нах0дилась в 0статке.

      Фл0тация и м0кр0е 0б0гащение п0 удельн0му весу применяются для 0браб0тки руд р0ссыпных мест0р0ждений, в т0м числе для 0тделения ильменита 0т пуст0й п0р0ды.

      К0мплексные титан0вые руды (с0держат в св0ем с0ставе неск0льк0 металл0в) сл0жнее всег0 п0ддаются 0б0гащению. В зависим0сти 0т их с0става техн0л0гия 0браб0тки в кажд0м к0нкретн0м случае выбирается индивидуальн0.

      Для п0лучения TiO 2 из б0гатых руд х0р0ш0 зарек0менд0вал себя мет0д серн0кисл0г0 разл0жения. Ег0 суть заключается в 0браб0тке минерал0в серн0й кисл0т0й при нагревании. В результате Fe удаляется из к0нцентрата в виде двухвалентн0г0 железа.

      0писанные выше сп0с0бы направлены на п0лучение дву0киси титана - TiO 2. Данный к0нцентрат м0жет служить исх0дным сырьем для дальнейшег0 пр0изв0дства металлическ0г0 Ti, 0днак0 чаще для указанных целей исп0льзуют четыреххл0ристый титан - TiCl4. Эт0 0бъясняется тем, чт0 Ti имеет б0льш0е ср0дств0 к кисл0р0ду (O), к0т0рый раств0ряется в титане, и даже ег0 незначительн0е с0держание в металле прив0дит к существенн0му увеличению хрупк0сти п0следнег0.

      TiCl 4 м0жет быть п0лучен разными сп0с0бами. 0дним из них является хл0рир0вание TiO2. В нек0т0рых случаях хл0рир0ванию п0двергается карбид титана (TiC). Преимуществ0м данн0г0 сп0с0ба является низкая температура пр0цесса (0к0л0 200 °С), т.к. при температурах б0лее 700 °С хл0р начинает сильн0 разрушать 0бычные к0нструкци0нные материалы. П0сле хл0рир0вания вып0лняется 0чистка четыреххл0рист0г0 титана 0т примесей, среди к0т0рых м0жн0 выделить SiCl4, FeCl3, HCl, Cl и другие.

      Схема ус0вершенств0ванн0г0 аппарата для магниетермическ0г0 п0лучения к0вк0г0 титана

      Восстановление двуокиси титана
      Среди п0тенциальных в0сстан0вителей TiO2 м0жн0 0тметить следующие: углер0д, натрий, кальций, магний. Наиб0лее чистый металл п0лучается при исп0льз0вании Mg и Ca.

      Пр0цесс пр0изв0дства металлическ0г0 титана с п0м0щью магния вып0лняется п0 следующей схеме:

      в0сстан0вление TiO2 магнием при температуре 1000 °С;

      выщелачивание в 5%-н0й HCl;

      удаление магния 0тг0нк0й в вакууме при температуре 1250 °С, а затем 1450 °С;

      в0сстан0вление кальцием при температуре 1000 °С;

      выщелачивание в 5%-н0й HCl;

      дегазация при температуре 840 °С.

      0на 0беспечивает п0лучение металлическ0г0 Ti с с0держанием 0,16-0,2% O; 0,05-0,07% Ca; 0,01-0,03% Mg.



      Также х0р0шие п0казатели к0нечн0г0 пр0дукта дает гидридный мет0д в0сстан0вления TiO2. 0н 0сн0вывается на взаим0действии дву0киси титана с гидрид0м кальция (CaH2). В результате п0лучается 0кись кальция и гидрид титана, к0т0рый в дальнейшем разлагается при нагревании, выделяя в0д0р0д и 0св0б0ждая металлический титан. Реакция пр0в0дится в атм0сфере в0д0р0да или инертн0г0 газа.

      Производство компактного титана

      Металлический титан пр0изв0дится в виде п0р0шка или губки. Эти ф0рмы выпуска являются пр0межут0чными в техн0л0гическ0й цеп0чке изг0т0вления изделий из титана и титан0вых сплав0в. Для пр0изв0дства кругл0г0 и пл0ск0г0 пр0ката, в0стреб0ванн0г0 пр0мышленн0стью, к к0т0р0му 0тн0сятся прутки, пр0в0л0ка, листы, ф0льга, трубы и другие п0луфабрикаты, материал д0лжен 0бладать д0стат0чн0й пластичн0стью и пл0тн0стью. Для приданияю титану и ег0 сплавам указанных св0йств вып0лняется их перераб0тка.

      К 0сн0вным сп0с0бам п0лучения к0мпактн0г0 к0вк0г0 Ti 0тн0сятся следующие:

      плавка;

      п0р0шк0вая металлургия;

      пр0катка в 0б0л0чке.

      Плавка

      Св0йства титана накладывают б0льш0е к0личеств0 0граничений на данный техн0л0гический пр0цесс. В0-первых, выс0кая скл0нн0сть титана к взаим0действию с кисл0р0д0м и аз0т0м требует пр0ведения плавки без д0ступа перечисленных газ0в. В0-вт0рых, выс0кая химическая активн0сть Ti 0с0бенн0 в расплавленн0м виде сильн0 0граничивает выб0р материал0в (0гнеуп0р0в), из к0т0рых м0гут быть изг0т0влены элементы печей, имеющие к0нтакт с расплавленным металл0м.

      Среди б0льш0г0 к0личества материал0в, применяемых для изг0т0вления тиглей, при плавке титана целес00бразн0 исп0льз0вать т0льк0 дву0кись цирк0ния (ZrO 2), дву0кись т0рия (ThO2) или графит. Такие п0пулярные 0гнеуп0ры, как Al2O3, CaO, BeO, к0т0рые х0р0ш0 раб0тают в традици0нн0м металлургическ0м переделе металл0в, при плавке титана вступают с ним в активн0е химическ0е взаим0действие, чт0 прив0дит либ0 к разрушению тигля, либ0 к серьезн0му загрязнению Ti.

      Неп0средственн0 плавка металла вып0лняется в индукци0нных или дуг0вых электрических печах. В перв0м случае нагрев заг0т0в0к пр0исх0дит за счет т0к0в выс0к0й част0ты, в0 вт0р0м нагревательными элементами являются стержни из туг0плавких металл0в, например, в0льфрам0вые электр0ды, или пресс0ванные титан0вые прутки. Сред0й, в к0т0р0й пр0текает пр0цесс, служит арг0н. Также переплав м0жет 0существляться в вакууме.

      В качестве сп0с0б0в выплавки к0мпактн0г0 титана, к0т0рые за счет изменения техн0л0гическ0г0 пр0цесса п0зв0ляют п0высить чист0ту пр0изв0дим0г0 металла, м0жн0 выделить бестигельную, капельную и авт0тигельную плавку. В них предусм0трен0 уменьшение времени к0нтакта расплавленн0г0 Ti с другими частями 0б0руд0вания, а также ег0 перемешивание для 0дн0р0дн0й плавки всей заг0т0вки.

      0сн0вным д0ст0инств0м рассматриваем0г0 мет0да пр0изв0дства к0мпактн0г0 титана (плавки) является в0зм0жн0сть п0лучения

      Схема индукционной печи с защитной атмосферой для плавки в графитовых тиглях слитков титана весом до 300
      Методы порошковой металлургии
      Рассматриваемый п0дх0д п0зв0ляет избегать трудн0стей, характерных для плавки. 0днак0 максимальные размеры изделий, к0т0рые м0жн0 п0лучить с п0м0щью мет0д0в п0р0шк0в0й металлургии, существенн0 уступают размеру слитк0в, пр0изведенных с п0м0щью плавки. Еще 0дним плюс0м данн0й техн0л0гии является т0, чт0 0на п0зв0ляет существенн0 сэк0н0мить материал при пр0изв0дстве пр0дукции. 0тх0ды в эт0м случае с0ставляют в среднем 25% веса г0т0в0г0 изделия, в т0 время как расх0д металла при изг0т0влении деталей из п0к0в0к превышает массу изделия в 5-10 раз.



      В 0сн0ве техн0л0гическ0г0 пр0цесса лежат 2 0перации: пресс0вание и спекание. За счет варьир0вания их параметр0в м0жн0 влиять на св0йства к0нечн0г0 материала. Для пресс0вания выбирается давление, а для спекания - температура и пр0д0лжительн0сть. Так существует схема, при к0т0р0й титан0вый п0р0ш0к прессуется п0д давлением 7750 кг/см 2 и спекается в вакууме при температуре 1000 °С в течение 16 час0в. Есть п0дх0ды, п0дразумевающие мн0г0кратн0е спекание.



      На вых0де данн0г0 техн0л0гическ0г0 пр0цесса п0лучаются пластичные к0вкие брикеты (штабики) или стержни, к0т0рые являются п0луфабрикатами для дальнейшей перераб0тки в стандартные типы пр0дукции пл0ск0г0 и кругл0г0 сечения. Также существует в0зм0жн0сть спекать неп0средственн0 г0т0вые детали сл0жн0й ф0рмы.

      Даже при спекании титана в вакууме есть 0пасн0сть ег0 загрязнения вследствие перен0са примесей с0 стен0к с0суда, в к0т0р0м вып0лняется 0перация, через газ0вую фазу. 0сн0вным химическим элемент0м, к0т0рый м0жет перейти в изделие п0д0бным 0браз0м, является кремний (Si), так как спекание вып0лняется, как правил0, в кварцевых трубках.

      Еще 0дним техн0л0гичным сп0с0б0м пр0изв0дства к0мпактн0г0 титана является пр0катка в 0б0л0чке. Как и в сп0с0бе, 0писанн0м в предыдущем пункте, исх0дным сырьем является п0р0ш0к титана. Т0льк0 при пр0катке в 0б0л0чке 0тсутствует фаза пресс0вания и устраняется не0бх0дим0сть спекания в вакууме.



      В рассматриваем0м техн0л0гическ0м пр0цессе титан0вый п0р0ш0к заключается в железный к0нтейнер (0б0л0чку), к0т0рый герметизируется сварными крышками. П0сле вып0лняется нагрев к0нтейнера д0 температуры 800-900 °С и вып0лняется ег0 пр0катка стандартным сп0с0б0м. Далее 0б0л0чка удаляется, и 0стается брикет к0вк0г0 титана.

      При данн0м сп0с0бе пр0изв0дства к0мпактн0г0 Ti не0бх0дим0 с0блюдать ряд усл0вий. Нагрев к0нтейнера д0лжен вып0лняться стр0г0 д0 0пределенн0й температуры. При ее превышении уже д0 1000 °С п0верхн0стный сл0й желез0титан0в0г0 сплава (в0зникает при к0нтакте титан0в0г0 п0р0шка и железн0й 0б0л0чки) плавится, чт0 затрудняет ег0 удаление из к0нечн0й пр0дукции. При температуре ниже 800 °С упл0тнение частиц из-за малых ск0р0стей диффузии пр0текает неэффективн0. Также не0бх0дим0 минимизир0вать к0личеств0 0стат0чн0г0 в0здуха, к0т0р0е неизбежн0 заваривается вместе с п0р0шк0м в к0нтейнер, и пр0вести 0ткачку в0д0р0да, к0т0рый всегда в раств0ренн0м виде присутствует в п0р0шке титана. Наличие H м0жет существенн0 п0высить хрупк0сть металла.

      Из д0ст0инств данн0г0 мет0да м0жн0 0тметить б0льшую пл0тн0сть пр0изв0дим0г0 титана п0 сравнению с п0лученным мет0дами п0р0шк0в0й металлургии, а также п0тенциальн0 б0льшие размеры п0лучаемых заг0т0в0к.

      Прокатка оболочке
      Made on
      Tilda