铂力特钛合金粉末助各行业迈入大•生产时代 | 铂力特 blt-金沙网上娱乐官网

铂力特钛合金粉末助各行业迈入大•生产时代

发布时间:2021年06月04日

金属增材制造专用粉末是整个金属3d打印工序中的重要一环,其质量的优劣直接决定终端零件的质量。目前,国内航空、航天、医疗等“高精尖”、“高质量”、“超精密”领域正在大量引入金属增材制造技术,市场上对高品质球形粉末产品的需求日益旺盛,金属粉末的大·生产时代即将到来!

铂力特公司在3d打印粉末原材料方面具有多年的专业积累及工业应用经验,粉末研发团队在材料选用、粉末生产、质量控制等方面不断进行技术迭代,攻克了多项壁垒,掌握了通过惰性气体雾化法制备高品质钛合金球形粉末的核心技术,并通过对关键技术指标参数进行控制以使其能达到特定应用要求,实现大批量工业化应用。

一、原材料选用

3d打印工艺特点决定了合金粉末在成形过程中会有部分低熔点元素温度过高而产生烧蚀,最终导致成形制件部分元素化学成分偏低,影响产品性能及交付质量。针对此现象,铂力特公司通过大量实验、研究每种易烧损元素在不同工艺参数下的烧损百分比。根据研究结果,铂力特公司对粉末原材料厂商进行严格的质量控制,调整优化原材料化学成分,依此进行粉末生产,最终达到交付标准。

另外,铂力特公司针对slm成形中可能出现的夹杂物问题,对粉末原料制备所用棒材提出了严格的要求。如,所用棒料必须采用超0级海绵钛与中间合金混合均匀后经真空熔炼技术制成,且熔炼次数不得少于三次等,以保证原材料的成分均匀性。将夹杂物等其他杂质元素含量在原始棒料中进行早期控制,保证了铂力特公司所获得的粉末中杂质元素及夹杂物含量极低。

由于3d打印工艺同属热加工工艺,在成形中不可避免的会产生热应力,导致零件出现变形开裂现象,铂力特公司根据易变形、易裂金属材料特点,从力学性能出发,优化粉末原材料化学成分,使得slm成形制件的沉积态强韧性得到提升。

二、高产能与自动化生产设备

基于团队在钛合金粉末方面的应用以及对钛合金粉末制备工艺的深入研究,铂力特于2013年即自主投入开展增材制造专用钛合金粉末的产业化研究,2020年,铂力特在公司二期建成制粉专用车间,厂房面积5000平方米,总投资8000万元。截止2020年底,已经搭建采用惰性气体雾化技术制备钛合金球形粉末的完整生产线4条,该生产线具备原材料控制、粉末制备、粉末筛分、粉末检测以及粉末封装等全流程的技术工艺,制备工艺成熟稳定,具备年产100t高品质球形钛合金粉末的能力。预计2021年底,将新增6条粉末生产线,预计产能将达到年产400t高品质成品粉末。其中eiga气雾化制粉设备,由铂力特粉末团队与设备团队自主设计研发,该设备综合了高真空技术、高温熔炼技术、高压气雾化技术和快速凝固技术,是针对增材制造技术的最新发展需求而设计制造的,生产出的钛合金具有成分均匀、高纯度、高球形度等特点,可以在多方面同时满足激光选区熔化技术对粉末的严格要求。此外,该设备可实现全程自动化生产,提高生产效率,降低人工成本。

三、质量控制

铂力特粉末线已建立完备的质量管理体系,并获得as9100 航空航天质量管理体系认证与 iso13485 医疗器械质量管理体系认证,铂力特始终坚持从原材料控制、粉末研发、粉末生产检验检测流程,设备和人员管理、粉末存储等方面进行严格管控,做到“万无一失”。

四、粉末性能

铂力特高品质钛合金粉末生产线,目前主要产品包括tc4、ta15、ta1、tc11、tc18、ta18、ti65等牌号,其中tc4合金具有优异的力学性能、生物相容性和耐腐蚀性,在航空航天、医疗、化工等领域具有广阔的应用前景。ta15钛合金属于高温钛合金,名义化学成分为ti-6.5al-1mo-1v-2zr,具有略高于ti-6al-4v钛合金的室温力学性能和中等的高温力学性能,主要用于航空航天结构件和发动机零部件。ta1是纯钛材料,除了具有一定的力学性能、良好的生物相容性之外,还具有优良的耐腐蚀性。纯钛制件在化工、船舶、医疗等领域有广阔的应用前景。部分技术指标如下:

1、粉末形貌

2、粒度分布(右图为该粒径段粉末的应用)

3、化学成分

钛合金粉末化学成分符合gb/t 3620.1-2017中对tc4、ta15及ta1钛合金粉末化学成分的规定。成分如下:

3、粉末物理性能(实测典型值)

五、广泛而坚实的市场基础

目前,铂力特高品质钛合金粉末已经在blt-s210系列、blt-s310系列、blt-s400系列、blt-s510系列、blt-s600系列等多型号设备上充分验证;空客、中航工业陕飞、中航工业西飞、宝钛集团等多家标杆用户已长期使用并一致好评。此外,铂力特新材料研发团队还可为更多用户提供钛及钛合金粉末定制化服务,帮助用户实现粉末试制、小批量制备、打印应用验证和批量化生产等全程服务。

未来铂力特粉末团队将借助于已掌握的核心技术以及对新技术、新工艺的不断研发迭代,探寻增材“智”造专用粉末生产转型升级的诸多可能性,助力各行业迈入大·生产时代!

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