國產金屬3D打印球形鈦粉成本大降50%，中航邁特正式投產

南極熊導讀：隨著需求的猛增、技術的進步、大批量的制備，國產金屬3D打印粉末材料越來越具有競爭力。中航邁特通過技術創(chuàng)新和突破，鈦粉生產直接制造成本下降50%。

球形鈦粉是SLM、EBM、LSF等金屬零部件3D打印成形工藝的關鍵原材料，已經廣泛應用于航空航天鈦合金構件、醫(yī)用鈦合金器械的制造。因涉及航空航天結構件及醫(yī)用植入物性能質量要求，該類鈦粉要求為預合金化產品，即采用合金化母材制備出高品質球形合金粉末產品，預合金球形鈦粉制備技術一直是國內外爭相研究的熱點之一。

我國預合金球形鈦粉材料研發(fā)起步較晚，早期科研級裝備幾乎全部依賴進口，裝備和材料開發(fā)自主國產化能力不足。中航邁特粉冶科技（北京）有限公司于2016年自主開發(fā)了國內首批鈦粉電極感應氣霧化生產裝備，研制出球形度高、氧含量低、良好細粉收得率的鈦合金系列粉末，涉及純鈦、鈦合金、高強鈦合金、鈦鋁金屬間化合物、鎳鈦形狀記憶合金等近10種高品質鈦粉產品（其中多款牌號產品受歐美出口管制），滿足了航空航天用戶急需，實現了我國鈦粉研制成套裝備技術及鈦粉原材料產品的自主可控。

△鈦粉形貌及流動性

為了實現球形鈦粉產品面向醫(yī)療、汽車、通信等領域的應用，歐美企業(yè)近幾年紛紛通過技術創(chuàng)新和規(guī)模化生產等手段壓縮球形鈦粉制造成本，降低全球供貨價格。球形鈦粉生產“高成本”已經成為國產材料應用推廣和參與全球競爭的攔路虎，“降本增效”成為擺在國產鈦粉廠家面前的急迫課題，而技術創(chuàng)新是核心手段。

△EIGA熔煉霧化過程

2020年8月，南極熊獲悉，中航邁特研發(fā)團隊近幾年來持續(xù)對多種鈦粉制備技術進行攻關，在電極感應氣霧化技術裝備方向上，為了降低該技術工藝對高純氬氣的大量消耗，設計建造了智能化氬氣循環(huán)系統(tǒng)，采用多級增壓機組對霧化氣體進行回收、凈化、加壓，實現了高純霧化氣體的循環(huán)使用，鈦粉生產直接制造成本下降50%。

該設備系統(tǒng)還集成了氧、水及壓力流量監(jiān)測、凈化提純等多個子系統(tǒng)，實現了設備系統(tǒng)的自動化、智能化控制。通過連續(xù)批量制備TC4、TA15等牌號鈦粉，系統(tǒng)內氧含量、氮含量實現零增長，鈦粉微量元素及氣體含量數據達到航空級、醫(yī)療級要求。鈦合金粉末經過選區(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域重點應用的技術指標要求。

選區(qū)激光熔化成形鈦合金力學性能

牌號	測試溫度	狀態(tài)	抗拉強度	屈服強度	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線整體搬遷徐州基地，氬氣循環(huán)系統(tǒng)歷時一年多時間建設和調試，2020年8月取得重要突破并正式投產，單條產線設計通粉產能達到70噸/年，是江蘇省首條低成本球形鈦粉規(guī)�；�產線，該裝備系統(tǒng)的投入運行將進一步提高國產高品質鈦粉供貨能力和全球市場競爭力。

△視頻：中航邁特金屬3D打印粉末材料研發(fā)、生產線介紹

據悉，中航邁特目前EIGA鈦粉53μm以下粉末收得率已經超過55%，最高達到67.5%，處于全球領先地位，核心技術取得重大突破。中航邁特團隊專注粉末新材料及其應用技術研發(fā)，通過技術創(chuàng)新解決關鍵技術難題和行業(yè)應用痛點，持之以恒為用戶提供優(yōu)質材料解決方案。