IperionX является ведущим разработчиком титановой продукции из США, занимающейся предоставлением высококачественных титановых ресурсов и их производных для передовых отраслей промышленности, таких как аэрокосмическая, аэрокосмическая, электромобиль и 3D-печать. компания имеет ряд инновационных запатентованных технологий производства титана, таких как технология теплового восстановления металлов с помощью водорода (HAMR), спекание водорода и фазовое преобразование (HSPT). эти технологии могут производить низкоуглеродные и полностью рециркулированные титановые продукты, что имеет большое значение для развития отечественной промышленности по производству титана в Соединенных Штатах.
благодаря своей передовой технологии производства титана, IperionX обладает потенциалом для обеспечения более низкой стоимости и более устойчивой цепочки поставок титанового сырья США и Китая. IperionX использует титановый лом для производства титанового порошка на своем пилотном заводе в Юте и планирует расширить производство на своем титановом демонстрационном заводе в Вирджинии. IperionX владеет 100% -ой долей в проекте Titan, который обладает крупнейшими рудными ресурсами, совместимыми с JORC, богатыми титаном, редкими землями и цирконами в Соединенных Штатах.
дело о применении
в августе 2023 года Antarctic Bear сообщила, что IperionX подписала заказ на титановые детали с Lockheed Martin: IperionX использует технологию порошковой металлургии и передовые титановые порошковые материалы для производства титановых деталей для платформы 3D-печати Lockheed Martin-Antarctic Bear (nanjixion.com). Lockheed Martin со штаб-квартирой в Бетесде, штат Мэриленд, является глобальной охранной и аэрокосмической компанией, насчитывающей около 116 000 по всему миру сотрудники, в основном занимающиеся передовыми технологическими системами, продуктами и услугами в области исследований, проектирования, разработки, производства, интеграции и технического обслуживания.
в октябре IperionX заключила соглашение о партнерстве с традиционным производителем GKN Aerospace (GKN использует IperionX для трехмерной печати переработанной платформы трехмерной печати титано-антарктического медведя (nanjixion.com)) для производства 100% переработанного титанового порошка из отходов титановых материалов, предоставленных GKN Aerospace. оба вышеупомянутых проекта используют запатентованное спекание водорода IperionX и фазовый переход (HSPT). технология, которая является передовой технологией для улучшения микроструктуры титановых деталей, чтобы обеспечить те же прочностные и усталостные свойства, что и кованые титановые сплавы.
технология подготовки низкокислородного титана HAMR-прорыв науки и техники
прежде всего, введен новый процесс пульверизации под названием водородно-ассистированное восстановление магния (HAMR). в промышленности порошковой металлургии некоторые распространенные металлы могут быть уменьшены из оксидов в металлы углеродом (или водородом), такими как железо, вольфрам, кобальт и так далее. диоксид титана трудно получить с помощью этого метода восстановления из-за сильной стабильности связи Ti-O в соединениях TiO2. в 1940 году Уильям Кролл изобрел процесс (Kroll Process for Short), чтобы преодолеть эту проблему, которая была получена путем хлорирования TiO2 в углетермальных реакциях. TiCl4 затем восстанавливается расплавленным магнием в вакууме и дистиллируется для получения губчатого титана (основного металла). затем губка много раз расплавляется в вакууме, образуя слиток титана, а затем перерабатывается в продукт прокатного стана.
& nbsp; & nbsp; однако доктор ZakFang из IperionX обнаружил в 2016 году, что TiO2 может быть уменьшен твердым магнием в водороде, потому что водород разрушает стабильность связи Ti-O. этот принцип также применим к деокислению титановых отходов, потому что наиболее сложной примесью для « очистки » является кислород, поглощаемый поверхностью, особенно в обычной ситуации с отходами обработки. таким образом, Зак Фан разработал двухступенчатую технологию водородного восстановления магния (HAMR).
& nbsp; & nbsp; < SEM микрографы порошков CP-Ti или Ti-6Al-4V с различными процессами: (A) Kroll (губчатый титан), (b) Armstrong, (c) HAMR, (d) FFC, (e) гидрогенизация-HDH, (f) вращающийся электрод атомизации-PREP и (g) плазменная атомизация.
схема основных этапов обработки в процессе, используемом на базе > HAMR. очищенный TiO2, используемый в HAMR, может быть получен путем обжига щелочи, хлорирования или сульфата.& nbsp; & nbsp; & nbsp; имеет много преимуществ в использовании водорода. прежде всего, водород помогает разрушить стабильность nbsp; системы Ti-O и увеличить термодинамическую движущую силу реакции между Mg и Ti-O. еще одним преимуществом использования водорода является то, что гидрид титана образуется в процессе восстановления, а не титановый металл. хорошо известно, что гидрид титана труднее окисляется в воздухе, чем α-Ti, что облегчает обработку материала после восстановления и контроль содержания кислорода в конечном продукте. Хамар другой ключевой особенностью процесса является использование расплавленных солей, особенно солей магния, таких как MgCl2. было установлено, что необходимо использовать расплавленную соль для содействия реакции и значительного улучшения кинетики процесса восстановления. процесс HAMR использует этапы деокисления для обеспечения того, чтобы содержание кислорода в порошке конечного продукта было достаточно низким, то есть менее 0,15wt% от общего Ti, требуемого ASTM-B299-13. более подробная информация о процессе деокисления будет описана в следующем разделе. сочетание этапов восстановления и деокисления (то есть метод деоксигенации из TiO2 с помощью этих двух этапов) может производить достаточно низкое содержание кислорода. HAMR, один из ключевых факторов в порошке Ti, революционизировал способность производить титан из минералов или лома, что ранее было немыслимо. & nbsp
& эффект nbsp; > водород на связи Ti-O нестабилен, когда связь Ti-O (твердая линия) с различным процентом веса и связь Ti-O-H (пунктирная линия) с различным процентом веса @ 700 Co
технология спекания HSPT-качество, сопоставимое с высококачественным кованым сплавом титана& nbsp; & nbsp; & nbsp; водородное спекание и фазовое преобразование & nbsp; (HSPT)-это запатентованная технология, которая является частью обширного патентного портфеля титановых технологий IperionX. эта технология была разработана Fang, Sun и Paramore в 2011 году. это многоступенчатый процесс спекания без давления, в котором титановый гидрид или частично гидрогенированный титановый порошок смешивается с основным сплавом. элементарный порошок спекался в динамически контролируемой водородной атмосфере. после спекания остаточный водород удаляется путем отжига в вакууме или инертном газе (см. рисунок ниже). HSPT микроструктура совершенствуется одновременно во время теплового цикла с помощью фазового преобразования в системе (титановый сплав) -H.
схематическая схема кривой спекания
HSPT Process-это недорогой процесс, специально разработанный компанией IperionX, который используется для производства высокопроизводительных деталей из титанового сплава близкой формы с кованой микроструктурой и механическими свойствами. HSPT предлагает механические свойства, которые могут конкурировать с процессами ковки, но избегают высоких затрат и высоких затрат, и связанный с этим процесс сброса принимает нерегулярные порошки, производимые HAMR, в качестве сырья. микроструктура спеченного состояния > HSPTмикроструктура спеченного в вакууме
комбинация nbsp; & nbsp; & nbsp; технология HSPT и технология HAMR обеспечивают четкий путь для самых сложных применений для производства высококачественных титановых деталей при низких затратах и устойчивости.
