Mechanische legering
Mechanisch legeren is een poederbereidingsproces waarbij metaal- of legeringspoeder herhaaldelijk wordt geproduceerd door koud lassen en breken van poederdeeltjes door langdurige intense impact en botsing tussen poederdeeltjes en maalkogel in een hoogenergetische kogelmolen, wat leidt tot de diffusie van poederatomen, om poeder te verkrijgen. Mechanisch legeren om titanium- en titaniumlegeringspoeder te bereiden, is het laden van titaniumverbinding of gemengd poeder en ontwikkelingsmedium (meestal moet een kleine hoeveelheid procescontrolemiddel worden toegevoegd) in een hoogenergetische kogelmolen (argongasbescherming) om te malen. Tijdens het maalproces worden de poederdeeltjes continu gemalen en geleidelijk gemengd door het continue proces van herhaald lassen - breuk - lassen, om een zeer fijne poederdeeltjesgrootte te produceren. Het voordeel van dit proces is dat de maalmaterialen in elke verhouding op elkaar kunnen worden afgestemd, waardoor legeringsmateriaal of enkelvoudig metaalpoeder kan worden bereid.
Hydrogenering dehydrogeneringsmethode (HDH)
HDH is een proces om titaniumpoeder te bereiden door gebruik te maken van de omkeerbare eigenschappen van titanium en waterstof. Na waterstofabsorptie zal titanium brosheid produceren, die mechanisch wordt gebroken tot titaniumhydridepoeder en vervolgens wordt gedehydrogeneerd om titaniumpoeder te produceren onder vacuümomstandigheden bij hoge temperatuur. Het titaniumpoeder dat door dit proces wordt geproduceerd, heeft een breed bereik aan deeltjesgrootte, lage kosten en een lage behoefte aan grondstoffen, dus het is de belangrijkste methode geworden voor de productie van titaniumpoeder in binnen- en buitenland, maar het titaniumpoeder dat volgens deze methode wordt bereid, heeft een hoog gehalte aan O en N. De laatste jaren wordt het onderzoek naar de bereiding van goedkope titaniumpoeder met een laag zuurstofgehalte steeds actiever in binnen- en buitenland.
Vernevelingsmethode
De vernevelingsmethode is een methode om de vloeibare metaal- of legeringsstroom in kleine druppeltjes te breken en vervolgens in de omgeving af te koelen en te stollen om metaalpoeder te verkrijgen. Momenteel kan titaniumpoeder worden bereid via de vernevelingsmethode, voornamelijk via de gasvernevelingsmethode en de centrifugale vernevelingsmethode.
Gasvernevelingsmethode
De gasvernevelingsmethode wordt over het algemeen gebruikt om grondstoffen in een smeltkroes te smelten, via het mondstuk aan de onderkant van de smeltkroes met hogesnelheidsgas om gesmolten metaalspray in een spray te produceren, gecondenseerd tot metaalpoeder.
Centrifugale vernevelingsmethode
De centrifugale vernevelingsmethode wordt gebruikt om titaniumpoeder te maken door middel van de middelpuntvliedende kracht die wordt gegenereerd door rotatie, het metaal wordt gebroken en weggegooid in de vorm van mistdruppeltjes, en vervolgens wordt het bolvormige titaniumpoeder met hoge zuiverheid gestold. Momenteel omvatten centrifugale vernevelingsmethoden voornamelijk de roterende elektrodemethode (REP), de plasmaroterende elektrodemethode en de elektronenbundel roterende schijfmethode (EBRD).
Het titaniumpoeder verkregen door centrifugale verneveling is bolvormig met een glad oppervlak, relatief dicht, goede vloeibaarheid, smalle deeltjesgrootteverdeling en de deeltjesgrootte kan worden aangepast door de snelheid van de roterende elektrode. Vergeleken met het poeder bereid door gasverneveling, heeft het poeder bereid door middel van een roterend elektrodeproces niet de gemeenschappelijke bijbehorende fase in verstoven bolvormig titaniumpoeder, en de poederdeeltjesgrootte is uniformer. Het titaniumpoeder dat met deze methode wordt geproduceerd, heeft echter hoge kosten en wordt over het algemeen gebruikt in de lucht- en ruimtevaart.
Thermische reductie van metaal
De traditionele methoden voor thermische reductie van metalen voor het bereiden van titaniumpoeder omvatten voornamelijk de thermische reductiemethode van TiO2-calcium en de thermische reductiemethode van TiCl4-metaal. De TiO2 calcium thermische reductiemethode is om titaniumpoeder te bereiden door TiO2 te reduceren met metaalcalcium bij hoge temperatuur. TiCl4-metaalreductiemethoden omvatten de magnesiumreductiemethode (Kroll-methode) en de natriumreductiemethode (Hunter-methode). Het titaniumpoeder bereid met de magnesiumreductiemethode is voornamelijk het iso-externe titaniumpoeder dat wordt geproduceerd tijdens het bereiden van sponstitanium. Vanwege het hoge gehalte aan onzuiverheden wordt het zelden gebruikt bij de productie van titaniumpoeder. Het titaniumpoeder bereid met de natriumreductiemethode heeft een hoge zuiverheid, vooral een laag gehalte aan zuurstof-, stikstof-, ijzer- en koolstofverontreinigingen, en een goede vloeibaarheid. Het is een van de veelbelovende methoden voor de productie van titaniumpoeder.
Gesmolten zoutelektrolysemethode
Net als bij andere actieve metalen moet de bereiding van titaniumpoeder door elektrolyse worden uitgevoerd in gesmolten zoutmedium. De traditionele methode van gesmolten zoutelektrolyse is het oplossen van titaniumzout in gesmolten zout. Dow-Howmet en Timet uit de Verenigde Staten bouwden respectievelijk twee elektrolytische productielijnen, maar deze werden stopgezet omdat ze de omgekeerde reactie van titanium en chloor niet konden beheersen. Momenteel heeft Ginatta Company in Italië een grote testfabriek gebouwd in de stad Turijn om het onderzoek naar dit proces voort te zetten en de membraanvrije elektrochlorering en fluorering naar voren te brengen.
