國(guó)產(chǎn)金屬3D打印球形鈦粉成本大降50%，中航邁特正式投產(chǎn)

南極熊導(dǎo)讀：隨著需求的猛增、技術(shù)的進(jìn)步、大批量的制備，國(guó)產(chǎn)金屬3D打印粉末材料越來(lái)越具有競(jìng)爭(zhēng)力。中航邁特通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新和突破，鈦粉生產(chǎn)直接制造成本下降50%。

球形鈦粉是SLM、EBM、LSF等金屬零部件3D打印成形工藝的關(guān)鍵原材料，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于航空航天鈦合金構(gòu)件、醫(yī)用鈦合金器械的制造。因涉及航空航天結(jié)構(gòu)件及醫(yī)用植入物性能質(zhì)量要求，該類(lèi)鈦粉要求為預(yù)合金化產(chǎn)品，即采用合金化母材制備出高品質(zhì)球形合金粉末產(chǎn)品，預(yù)合金球形鈦粉制備技術(shù)一直是國(guó)內(nèi)外爭(zhēng)相研究的熱點(diǎn)之一。

我國(guó)預(yù)合金球形鈦粉材料研發(fā)起步較晚，早期科研級(jí)裝備幾乎全部依賴(lài)進(jìn)口，裝備和材料開(kāi)發(fā)自主國(guó)產(chǎn)化能力不足。中航邁特粉冶科技（北京）有限公司于2016年自主開(kāi)發(fā)了國(guó)內(nèi)首批鈦粉電極感應(yīng)氣霧化生產(chǎn)裝備，研制出球形度高、氧含量低、良好細(xì)粉收得率的鈦合金系列粉末，涉及純鈦、鈦合金、高強(qiáng)鈦合金、鈦鋁金屬間化合物、鎳鈦形狀記憶合金等近10種高品質(zhì)鈦粉產(chǎn)品（其中多款牌號(hào)產(chǎn)品受歐美出口管制），滿足了航空航天用戶(hù)急需，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)鈦粉研制成套裝備技術(shù)及鈦粉原材料產(chǎn)品的自主可控。

△鈦粉形貌及流動(dòng)性

為了實(shí)現(xiàn)球形鈦粉產(chǎn)品面向醫(yī)療、汽車(chē)、通信等領(lǐng)域的應(yīng)用，歐美企業(yè)近幾年紛紛通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新和規(guī)模化生產(chǎn)等手段壓縮球形鈦粉制造成本，降低全球供貨價(jià)格。球形鈦粉生產(chǎn)“高成本”已經(jīng)成為國(guó)產(chǎn)材料應(yīng)用推廣和參與全球競(jìng)爭(zhēng)的攔路虎，“降本增效”成為擺在國(guó)產(chǎn)鈦粉廠家面前的急迫課題，而技術(shù)創(chuàng)新是核心手段。

△EIGA熔煉霧化過(guò)程

2020年8月，南極熊獲悉，中航邁特研發(fā)團(tuán)隊(duì)近幾年來(lái)持續(xù)對(duì)多種鈦粉制備技術(shù)進(jìn)行攻關(guān)，在電極感應(yīng)氣霧化技術(shù)裝備方向上，為了降低該技術(shù)工藝對(duì)高純氬氣的大量消耗，設(shè)計(jì)建造了智能化氬氣循環(huán)系統(tǒng)，采用多級(jí)增壓機(jī)組對(duì)霧化氣體進(jìn)行回收、凈化、加壓，實(shí)現(xiàn)了高純霧化氣體的循環(huán)使用，鈦粉生產(chǎn)直接制造成本下降50%。

該設(shè)備系統(tǒng)還集成了氧、水及壓力流量監(jiān)測(cè)、凈化提純等多個(gè)子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備系統(tǒng)的自動(dòng)化、智能化控制。通過(guò)連續(xù)批量制備TC4、TA15等牌號(hào)鈦粉，系統(tǒng)內(nèi)氧含量、氮含量實(shí)現(xiàn)零增長(zhǎng)，鈦粉微量元素及氣體含量數(shù)據(jù)達(dá)到航空級(jí)、醫(yī)療級(jí)要求。鈦合金粉末經(jīng)過(guò)選區(qū)激光熔化工藝成形后，組織致密度高，打印性能優(yōu)異。典型材料，如TC4、TA15等性能滿足航空航天領(lǐng)域重點(diǎn)應(yīng)用的技術(shù)指標(biāo)要求。

選區(qū)激光熔化成形鈦合金力學(xué)性能

牌號(hào)	測(cè)試溫度	狀態(tài)	抗拉強(qiáng)度	屈服強(qiáng)度	延伸率
TA15	室溫	熱處理態(tài)	≥1050 MPa	≥1000 MPa	≥10%
TC4			≥950MPa	≥900 MPa	≥15%

△TC4選區(qū)激光熔化成形工藝驗(yàn)證

△TC4選區(qū)激光熔化成形組織（熱處理態(tài)）

△TA15選區(qū)激光熔化成形組織（熱處理態(tài)）

2019年初，中航邁特河北基地兩條鈦粉產(chǎn)線整體搬遷徐州基地，氬氣循環(huán)系統(tǒng)歷時(shí)一年多時(shí)間建設(shè)和調(diào)試，2020年8月取得重要突破并正式投產(chǎn)，單條產(chǎn)線設(shè)計(jì)通粉產(chǎn)能達(dá)到70噸/年，是江蘇省首條低成本球形鈦粉規(guī)模化產(chǎn)線，該裝備系統(tǒng)的投入運(yùn)行將進(jìn)一步提高國(guó)產(chǎn)高品質(zhì)鈦粉供貨能力和全球市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

△視頻：中航邁特金屬3D打印粉末材料研發(fā)、生產(chǎn)線介紹

據(jù)悉，中航邁特目前EIGA鈦粉53μm以下粉末收得率已經(jīng)超過(guò)55%，最高達(dá)到67.5%，處于全球領(lǐng)先地位，核心技術(shù)取得重大突破。中航邁特團(tuán)隊(duì)專(zhuān)注粉末新材料及其應(yīng)用技術(shù)研發(fā)，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新解決關(guān)鍵技術(shù)難題和行業(yè)應(yīng)用痛點(diǎn)，持之以恒為用戶(hù)提供優(yōu)質(zhì)材料解決方案。