من أجل خفض سعر مواد سبائك التيتانيوم، من الضروري تطوير أنظمة سبائك جديدة منخفضة التكلفة وتحسين عمليات الإنتاج:
1. تخفيض تكلفة المواد الخام
يتمتع التيتانيوم بنقطة انصهار عالية وكيمياء نشطة للغاية وتقارب كيميائي قوي مع O وH وN وC، مما يجعل من الصعب استخراج التيتانيوم النقي. تستخدم طريقة تخفيض المغنيسيوم كرول على نطاق واسع في الإنتاج الصناعي لإسفنجة التيتانيوم. تعتبر عملية اختزال المغنيسيوم كرول المستخدمة لإنتاج إسفنج التيتانيوم عملية معقدة، مع استهلاك مرتفع للطاقة وأوقات دورة طويلة، ولا يمكن إنتاجها بشكل مستمر. وفي الوقت نفسه، هناك حاجة إلى كمية كبيرة من معدن المغنيسيوم كعامل اختزال، وتكلفة الإنتاج مرتفعة. حاليًا، تم تحقيق تقدم كبير في عملية الاختزال الكهروكيميائي المباشر لـ TiO2 في CaCl المنصهر الذي طورته جامعة كامبريدج. تنتج هذه الطريقة إسفنجة من التيتانيوم بدورة إنتاج قصيرة وتكلفة إنتاج أقل بنسبة 40%.
تستخدم معظم سبائك التيتانيوم قيمة V عالية كعنصر صناعة السبائك لتحسين القوة، ومعظم عناصر صناعة السبائك هذه تستخدم Al-X كسبيكة وسيطة. يعد استبدال V بعناصر صناعة السبائك الرخيصة مثل Fe وCr طريقة فعالة لتقليل تكلفة سبائك التيتانيوم. على سبيل المثال، طور Timet Ti-1.5Al-6.8Mo-4.5Fe وTi-6Al-1.Fe-0.1Si.
مع تقدم تكنولوجيا صهر التيتانيوم، يعد استخدام المخلفات والخردة الناتجة أثناء إنتاج التيتانيوم ومعالجته بمثابة طريقة فعالة لتقليل تكلفة المواد الخام لاستخدام المخلفات والخردة الناتجة أثناء إنتاج التيتانيوم ومعالجته كشحن فرن بعد سلسلة من المعالجة لتحقيق إنتاج إعادة التدوير.
2. تقليل تكاليف المعالجة
الصب هو عملية صب شبكية كلاسيكية (قريبة). الأجزاء المنتجة لا تتطلب معالجة أو معالجة قليلة جدًا، وبالتالي توفير الكثير من المعدن. يمكن عادة أن تنتج عملية الصب أجزاء ذات أشكال معقدة، ولكن يتم تصنيع هذه الأجزاء من خلال عمليات تقليدية أخرى، والتي تكون معقدة ومكلفة الإنتاج، وخاصة التيتانيوم، الذي يتميز بسعر مادي مرتفع نسبيا. حاليا، تستخدم سبائك التيتانيوم على نطاق واسع في صناعة الطيران. في صناعة تصنيع السيارات، تشمل الأجزاء التي يتم إنتاجها بطرق الصب الصمامات والشواحن التوربينية وما إلى ذلك. تلعب تعدين المساحيق، باعتبارها تقنية متقدمة للمعادن الحديثة ومعالجة المواد، دورًا مهمًا في صناعة التيتانيوم. يمكن لتقنية تعدين مسحوق التيتانيوم أن تنتج بشكل مباشر الأجزاء ذات الحجم النهائي أو شبه النهائي، وتقليل استهلاك المواد الخام، وتقصير دورة المعالجة، وتوفير 20٪ إلى 50٪ من التكلفة مقارنة بالعملية التقليدية. في الوقت الحاضر، تعد أبحاث تعدين مسحوق التيتانيوم في مرحلة التطور السريع، بما في ذلك عدة جوانب: أولاً، تكنولوجيا تحضير مسحوق التيتانيوم عالي الجودة ومنخفض التكلفة وتصنيعه؛ ثانيا، تكنولوجيا إعداد تعدين مسحوق التيتانيوم، والتي تستخدم أيضا على نطاق واسع في صناعة السيارات.
تقنية التشكيل بالليزر (*** تقنية الليزر وتقنية CAD/CAM وتكنولوجيا المواد جنبًا إلى جنب مع النتائج الجديدة) وفقًا لنموذج الكمبيوتر، *** مع الشكل المعقد للأجزاء النهائية يمكن أن تكون مسحوق سبيكة بمجرد تشكيلها مباشرة، فإن الأداء من أجزاء التيتانيوم المصنعة بين الصب والتزوير.
3. صب حقن المسحوق المعدني (MIM)
إنها تقنية تعدين المساحيق سريعة التطور بالقرب من (الصافي)، والتي يمكن أن تنتج أجزاء معقدة عالية الجودة وعالية الدقة. وتعتبر واحدة من تقنيات التشكيل المفضلة المتوفرة حاليًا***.
تعد تقنية طلاء التيتانيوم أيضًا تقنية جديدة يمكنها تقليل التكاليف. على سبيل المثال: وسادات فرامل السيارات المغطاة بطبقة من التيتانيوم على السطح؛ صمامات TiAl الجديدة.
