АО «Гиредмет», Москва, Россия:

Е. А. Южакова, младший научный сотрудник лаборатории технологии получения редких, тугоплавких высокочистых металлов, эл. почта: ElAYuzhakova@giredmet.ru
В. И. Котляров, заведующий лабораторией технологии получения редких, тугоплавких высокочистых металлов, эл. почта: VIKotlyarov@giredmet.ru
В. Т. Бешкарев, ведущий научный сотрудник лаборатории технологии получения редких, тугоплавких высокочистых металлов
В. В. Иванов, старший научный сотрудник лаборатории технологии получения редких, тугоплавких высокочистых металлов

Предложен способ получения порошков титана и сплавов на его основе заданного гранулометрического состава методом гидрирования-дегидрирования. Морфология получаемого порошка изменяется в процессе плазменной сфероидизации, после которой частицы приобретают сферическую форму. Применение описанного метода позволяет получать сферический порошок со счетной степенью сфероидизации более 96 %. Качество сферических порошков титана и сплавов на его основе, получаемых способом газовой атомизации с использованием энергии термической плазмы, напрямую зависит от свойств подвергаемых обработке в потоке плазмы полигональных металлических порошков. Критичными являются такие параметры, как химический состав, содержание газовых примесей и фракционный состав исходных порошков титана. Исследован метод получения полигональных порошков титановых сплавов, состоящий из следующих стадий: получение заготовок (слитков) требуемого состава, их гидрирование с целью получения
хрупких гидридов, измельчение и рассев порошков гидридов, дегидрирование и классификация. Рассмотрена возможность получения полигональных порошков титановых сплавов для аддитивных технологий заданного гранулометрического состава путем регулирования режимов последовательных процессов. Установлено влияние переплава исходных материалов на скорость поглощения водорода и водородную хрупкость титановых сплавов. Экспериментально подтверждено, что наличие крупнозернистой структуры ускоряет процесс гидрирования. Подобраны оптимальные режимы процессов гидрирования и дегидрирования, позволяющие уменьшить количество частиц размерами менее 10 мкм (в случае получении гидрида титана с содержанием водорода 3,4–3,5 % (мас.)). Выявлено отрицательное влияние фракции 10 мкм на характеристики порошка: увеличение способности сферических частиц к слипанию, образование сателлитов и агрегатов, уменьшение сыпучести порошка. Рассмотрена возможность использования газовой центробежной классификации в инертной атмосфере. Применение классифицирующего оборудования позволило сократить количество частиц размером менее 10 мкм до 0,5 %.

Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ (уникальный идентификатор ПНИЭР RFMEFI58214Х0004).

1. Conner B. P., Manogharan G. P., Martof A. N., Rodomsky L. M., Rodomsky C. M., Jordan D. C., Limperos J. W. Making sense of 3-D printing: сreating a map of additive manufacturing products and services // Additive Manufacturing. 2014. Vol. 1–4. P. 64–76.
2. Котляров В. И., Бешкарев В. Т. и др. Получение сферических порошков для аддитивных технологий на основе металлов IV группы // Физика и химия обработки материалов. 2016. № 2. C. 63–70.
3. Каблов Е. Н. Аддитивные технологии — доминанта национальной технологической инициативы // Интеллект&Технологии. 2015. № 2 (11). C. 52–55.
4. Horn T. Overview of current additive manufacturing technologies and selected applications // Science Progress. 2012. Vol. 95. P. 255–282.
5. Boulos M. Plasma power can make better powders // Metal Powder Report. 2004. Vol. 59, No. 5. P. 16–21.
6. Петрик И. А., Овчинников А. В., Селиверстов А. Г. Разработка порошков титановых сплавов для аддитивных технологий применительно к деталям ГТД // Авиационно-космическая техника и технология. 2015. № 8. С. 11–16.
7. ГОСТ 19440–94. Порошки металлические. Определение насыпной плотности. Часть 1. Метод с использованием воронки. Часть 2. Метод волюмометра Скотта. — Введ. 1997–01–01.
8. ГОСТ 20899–98. Порошки металлические. Определение текучести с помощью калиброванной воронки (прибора Холла). — Введ. 2001–07–01.

9. Гидриды металлов / под ред. В. Мюллера. — М. : Атомиздат, 1973.
10. Гидриды переходных металлов / под ред. Л. Мюттертиз. — М. : Мир, 1975. — 310 с.
11. Титановые сплавы. Металлография титановых сплавов / под ред. Н. Ф. Аношкина. — М. : Металлургия, 1980. — 464 с.
12. Yan L., Ramamurthy S., Noel J. J., Shoesmith D. W. Hydrogen absorption into alpha titanium in acidic solutions // Electrochimica Acta. 2006. Vol. 52. P. 1169–1181.
13. Колачев Б. А., Ливанов В. А., Буханова А. А. Механические свойства титана и его сплавов. — М. : Металлургия, 1974. — 544 с.
14. Зленко М. А., Нагайцев М. В., Довбыш В. М. Аддитивные технологии в машиностроении. — М. : ГНЦ РФ ФГУП «НАМИ», 2015. — 220 с.