律回春晖渐

万象始更新

南京尚吉新品来啦！

超新技术！产线加持，全新上市！

材料特性及应用场景

Material characteristics and application scenarios

工业纯钛（CP-Ti）系指几种具有不同的铁、碳、氧、氮等杂质含量的非合金钛，其成形性能优异，且易于熔焊和钎焊，主要用于制造各种非承力结构件，长期工作温度可达300℃^[1]。

TA2是常用的工业纯钛牌号之一，它是一种综合性能良好的单相纯钛，在美标中的对应牌号是GR.2，相较于TA1、TA3工业纯钛，其耐蚀性能和综合力学性能适中。它不仅拥有较高的比强度和良好的韧性，还拥有优异的生物相容性，以P-TA2为代表的工业纯钛粉末在化工及生物医学工程领域极具应用前景，具体应用场景包括：

1）医疗植入物的增材制造（SLM、EBM等）成形。

2）腐蚀环境下服役的承力件表面钛金属涂层熔覆（LMD）。

3）耐腐蚀、生物医用制件或涂层的冷喷涂成形（cold spray，CS）。

粉末开发及产品性能

Powder development and product performance

由于TA2高温强度较低，难以满足PREP制粉过程的动平衡雾化需求，故现有TA2球形粉末大多以气雾化方式制备。南京尚吉对PREP雾化过程的精确调控展开了积极尝试，最终获得高球形度TA2粉末稳定化制备的工艺窗口。经筛分后粉末性能及微观形貌如下图：

 

图1  TA2粉末理化性能检测报告及形貌对比（气雾化纯钛粉和机械破碎纯钛粉^[2]）

综上，南京尚吉所测100-200μm规格的TA2粉末，化学成分及物理性能满足GB/T 34486-2017激光成型用钛及钛合金粉末标准要求。其中，杂质引入控制严格，氧增量在200-250ppm，根据用户使用需求可进行成品粉末氧含量范围定制；粉末工艺性能突出，流动性＜25s/50g，松装密度＞2.5g/cm3；通过粉末微观形貌分析对比（图1），PREP工艺下TA2粉末颗粒接近完美球形且分散度较好，粉末颗粒大小均匀，通过对其粒度粒形检测（图2）可知其粒径分布集中，球形度高（＞0.95）。

图2  TA2粉末粒径分布曲线及粒形检测结果

粉末粒度规格可根据客户工艺需求定制，上述100-200μm规格TA2粉末适用于钛金属基体的修复以及承力件表面钛金属涂层的激光熔覆，良好的球形度以及较窄的粒度分布，有利于促进送粉过程的连续、稳定，实现送粉工艺参数与实际送粉量的线性调节，对扩大增材制造工艺窗口和提升制件性能稳定性具有积极意义^[2-3]。

粉末近净成形及表面处理全套解决方案

Complete solution for near-net powder forming and surface treatment

为了更好的解决金属材料在后端处理的难题，南京尚吉在材料开发的基础上，可为客户提供钛及钛合金粉末近净成形制品及金属表面处理全套解决方案。其中，自主研发电场-流场协同精整（EFSF）技术，可实现纯钛金属的表面抛光处理，并推出商用复杂构件表面精整系列装备，下图是主推SAM20D-T型设备及钛金属齿科制件的表面抛光效果。

图3  表面精整装备及钛金属制件表面抛光效果

文献来源：

[1]《中国航空材料手册》委员会. 中国航空材料手册[M]. 中国标准出版社, 2002.

[2] J.M. Amado, A. Rodríguez, J.N. Montero, M.J. Tobar, A. Yáñez, A comparison of laser deposition of commercially pure titanium using gas atomized or Ti sponge powders, Surf. Coatings Technol. 374 (2019) 253–263. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2019.06.005.

[3]G. Ruan, C. Liu, H. Qu, C. Guo, G. Li, X. Li, Q. Zhu, A comparative study on laser powder bed fusion of IN718 powders produced by gas atomization and plasma rotating electrode process, Mater. Sci. Eng. A. 850 (2022) 143589. https://doi.org/10.1016/j.msea.2022.143589.