由于鈦合金的熔點比較高、加工的難度比較大、原材料的成本也比較高，這些特征制約了鈦合金材料的應(yīng)用范圍。為更好的解決這個難題，世界上許多個國家相關(guān)領(lǐng)域?qū)W者對其進行深入研究，在研究人員的不懈努力下，對鈦合金材料提出了成熟工藝加工方法，例如：增材制造、精密鑄造、模鍛、注射成型以及熱等靜壓粉末冶金等[1]。其中鈦合金粉末的熱等靜壓技術(shù)在西方國家首先發(fā)展，其主要目的是減少機械加工，獲得力學性能與鍛件相當、尺寸精度的較為復雜的鈦合金結(jié)構(gòu)零件。經(jīng)過相關(guān)領(lǐng)域科學家多年來的研究，鈦合金粉末的熱等靜壓技術(shù)已經(jīng)越發(fā)成熟，在該生產(chǎn)領(lǐng)域已經(jīng)形成了一個較為完善的技術(shù)體系和較為豐富多樣的工藝路線。

在鈦合金粉末熱等靜壓技術(shù)操作上，許多國家研究人員對鈦合金材料的優(yōu)越性能已經(jīng)進行優(yōu)化，并將其轉(zhuǎn)移到更為精密化的機理性研究。

1 、原材料粉末的選用得到提升

關(guān)于材料及工藝的研究方面，對所要研究的鈦合金粉末已經(jīng)進行了多年的分析，在所研究的領(lǐng)域中，該技術(shù)已經(jīng)在技術(shù)儲備以及生產(chǎn)能力的建設(shè)，實現(xiàn)了現(xiàn)代科技的跨越式發(fā)展[2]。在對較高品質(zhì)的鈦合金粉末制備技術(shù)逐漸掌握時，進一步將其性能進行優(yōu)化，突破了其構(gòu)件的變形控制技術(shù)。

在鈦合金粉末的加工方面，我國尚未形成較為完善的技術(shù)標準。因此，為了相關(guān)資料及工藝研究的逐步完善，我國研究人員對有關(guān)材料及工藝研究開展了系統(tǒng)的粉末制備和選用的相關(guān)研究。通過研究對比和驗證的過程方法的分析，明確鈦合金粉末組合控制，包括控制、粒度分布的關(guān)鍵信息，掌握鈦合金粉粉清潔的沖擊強度和分布規(guī)律的發(fā)展特性，形成了鈦合金粉末熱等靜壓成形技術(shù)的相關(guān)標準，并應(yīng)用于機械零件的開發(fā)與生產(chǎn)當中。

2、 結(jié)構(gòu)件的性能得到優(yōu)化

此方面的研究實現(xiàn)了鈦合金粉末在熱等靜壓生產(chǎn)技術(shù)下，不僅滿足鈦合金零件復雜形狀結(jié)構(gòu)的需求，而且鈦合金零件的力學性能已經(jīng)達到了鍛造的水平，如下表1 所示[3]。

另外，熱等靜壓技術(shù)下的鈦合金材料在不同溫度下的彈性模量均高于鍛造鈦合金，當溫度高于500℃時，兩者的材料彈性模量的差異更加明顯，這有利于保持鈦合金材料在高溫范圍內(nèi)保持原有形狀的能力[3]。

目前在相關(guān)鈦合金材料的研究領(lǐng)域，研究人員近幾年來一直從事著關(guān)于新型鈦合金材料的研究，已經(jīng)發(fā)展出了能夠具有高損傷容限的中強度與高強度的鈦合金，如結(jié)構(gòu)鈦合金與高溫鈦合金等，這些鈦合金的性能已經(jīng)得到了一定程度的優(yōu)化發(fā)展，人們還重點開展了利用計算模擬輔助的功能近凈成形下進行加工的方法、顯微組織與性能關(guān)系的研究等。

同時，研究人員采用預(yù)合鈦合金化粉末、熱等靜壓成形和后續(xù)熱處理工藝，成形了新的產(chǎn)品，這些產(chǎn)品具有結(jié)構(gòu)致密的特點，并在進行熱處理后晶粒細小，且稀土相顆粒小而彌散[4]。

3、技術(shù)在多工藝中得到應(yīng)用

根據(jù)鈦合金零件的復雜形狀和特殊結(jié)構(gòu)的需求，研究鈦合金粉末成形過程的變形控制，快速去除芯技術(shù)，大規(guī)模生產(chǎn)的產(chǎn)品等，已經(jīng)實現(xiàn)鈦合金粉末熱等靜壓技術(shù)廣泛應(yīng)用在機械零件制造中。到目前為止，鈦合金粉末熱等靜壓技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到了舵翼骨架類、艙體類和異型結(jié)構(gòu)類這三大產(chǎn)品的應(yīng)用上去，其中的部分產(chǎn)品現(xiàn)在已經(jīng)實現(xiàn)了大規(guī)模批生產(chǎn)[5]。

鈦合金粉末熱等靜壓技術(shù)也能夠制造具有多種較為復雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的艙體類型零件，因此該技術(shù)在對于實現(xiàn)構(gòu)件的整體成形有著重要的作用。鈦合金粉末熱等靜壓技術(shù)與傳統(tǒng)的工藝有著許多優(yōu)點：化學成分比較穩(wěn)定，鈦合金粉末通過控制其成分和包套潔凈度，制造的構(gòu)件的化學成分可以得到很好地控制；同性力學性能相對較強，所制造的構(gòu)件在成型過程中承受的各向同性氣壓作用下，各向同性受力方向相對均勻，所以成型后的性能是各向同性和均勻的；其結(jié)構(gòu)適應(yīng)性好，芯?？刹捎梅中驮O(shè)計，可滿足不同形狀產(chǎn)品的需要；而且其成本低，工藝材料利用率和成品率相對較高，可以提高生產(chǎn)效率，大大降低生產(chǎn)成本。由于鈦合金具有的以上較為良好的特點優(yōu)勢，鈦合金熱等靜壓技術(shù)被認為是鈦合金的構(gòu)件成形中的最為有效的方法。

4、 結(jié)語

綜上所述有關(guān)鈦合金粉末熱等靜壓技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，鈦合金由于其制造工藝難度大、成本高，其制造技術(shù)越來越受到世界各國研究人員的重視。

鈦合金粉末熱等靜壓技術(shù)在西方國家起步較早，西方國家在這一領(lǐng)域的發(fā)展已經(jīng)有多年的研究經(jīng)驗，在理論基礎(chǔ)和工程應(yīng)用上都處于世界前列，近些年來，我國的研究成果也得到了很大的發(fā)展，在多個領(lǐng)域也已經(jīng)獲得了部分突破成果，希望這項技術(shù)的發(fā)展越來越好，能夠應(yīng)用到更多的領(lǐng)域，促進社會經(jīng)濟的發(fā)展。

參考文獻：

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[2] 瞿宗宏, 劉建濤. 熱等靜壓近凈成形數(shù)值模擬的研究進展[J]. 粉末冶金工業(yè),2017,27(5):59-67.

[3] 張緒虎, 徐桂華, 孫彥波. 鈦合金熱等靜壓粉末冶金技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 宇航材料工藝,2016,46(06):6-10.

[4] 葛一凡, 郎利輝, 黃寧, 等. 熱等靜壓TC4 鈦合金電子束焊接接頭組織與性能[J]. 焊接,2017(10):30-33+80.

[5] 朱郎平, 李建崇, 莫曉飛, 等. 熱等靜壓及退火對鑄造TG6 鈦合金組織和拉伸性能的影響[J]. 機械工程材料,2017,41(2):106-111.

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