国产金属3D打印球形钛粉成本大降50%

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随着需求的猛增、技术的进步、大批量的制备，国产金属3D打印粉末材料越来越具有竞争力。中航迈特通过技术创新和突破，钛粉生产直接制造成本下降50％。

球形钛粉是SLM、EBM、LSF等金属零部件3D打印成形工艺的关键原材料，已经广泛应用于航空航天钛合金构件、医用钛合金器械的制造。因涉及航空航天结构件及医用植入物性能质量要求，该类钛粉要求为预合金化产品，即采用合金化母材制备出高品质球形合金粉末产品，预合金球形钛粉制备技术一直是国内外争相研究的热点之一。

我国预合金球形钛粉材料研发起步较晚，早期科研级装备几乎全部依赖进口，装备和材料开发自主国产化能力不足。中航迈特粉冶科技（北京）有限公司于2016年自主开发了国内首批钛粉电极感应气雾化生产装备，研制出球形度高、氧含量低、良好细粉收得率的钛合金系列粉末，涉及纯钛、钛合金、高强钛合金、钛铝金属间化合物、镍钛形状记忆合金等近10种高品质钛粉产品（其中多款牌号产品受欧美出口管制），满足了航空航天用户急需，实现了我国钛粉研制成套装备技术及钛粉原材料产品的自主可控。

△钛粉形貌及流动性

为了实现球形钛粉产品面向医疗、汽车、通信等领域的应用，欧美企业近几年纷纷通过技术创新和规模化生产等手段压缩球形钛粉制造成本，降低全球供货价格。球形钛粉生产“高成本”已经成为国产材料应用推广和参与全球竞争的拦路虎，“降本增效”成为摆在国产钛粉厂家面前的急迫课题，而技术创新是核心手段。

△EIGA熔炼雾化过程

2020年8月，南极熊获悉，中航迈特研发团队近几年来持续对多种钛粉制备技术进行攻关，在电极感应气雾化技术装备方向上，为了降低该技术工艺对高纯氩气的大量消耗，设计建造了智能化氩气循环系统，采用多级增压机组对雾化气体进行回收、净化、加压，实现了高纯雾化气体的循环使用，钛粉生产直接制造成本下降50％。

该设备系统还集成了氧、水及压力流量监测、净化提纯等多个子系统，实现了设备系统的自动化、智能化控制。通过连续批量制备TC4、TA15等牌号钛粉，系统内氧含量、氮含量实现零增长，钛粉微量元素及气体含量数据达到航空级、医疗级要求。钛合金粉末经过选区激光熔化工艺成形后，组织致密度高，打印性能优异。典型材料，如TC4、TA15等性能满足航空航天领域重点应用的技术指标要求。

选区激光熔化成形钛合金力学性能

牌号

测试温度

状态

抗拉强度

屈服强度

延伸率

TA15

室温

热处理态

≥1050 MPa

≥1000 MPa

≥10％

TC4

≥950MPa

≥900 MPa

≥15％

△TC4选区激光熔化成形工艺验证

△TC4选区激光熔化成形组织（热处理态）

△TA15选区激光熔化成形组织（热处理态）

2019年初，中航迈特河北基地两条钛粉产线整体搬迁徐州基地，氩气循环系统历时一年多时间建设和调试，2020年8月取得重要突破并正式投产，单条产线设计通粉产能达到70吨／年，是江苏省首条低成本球形钛粉规模化产线，该装备系统的投入运行将进一步提高国产高品质钛粉供货能力和全球市场竞争力。

据悉，中航迈特目前EIGA钛粉53μm以下粉末收得率已经超过55％，最高达到67．5％，处于全球领先地位，核心技术取得重大突破。中航迈特团队专注粉末新材料及其应用技术研发，通过技术创新解决关键技术难题和行业应用痛点，持之以恒为用户提供优质材料解决方案。