Las empresas estadounidenses adjuntan importancia a la tecnología de patentes de titanio
Las empresas estadounidenses otorgan importancia a la tecnología patentada de titanio y remodelan la cadena de suministro de titanio local en los Estados Unidos.
IperionX es un desarrollador líder de productos de titanio de los Estados Unidos, dedicado a proporcionar recursos y derivados de titanio de alta calidad para industrias avanzadas como aeroespacial, aeroespacial, vehículos eléctricos e impresión 3D. La compañía posee una serie de tecnologías innovadoras de producción de titanio patentadas, como la pulverización térmica de metal asistida por hidrógeno (HAMR), sinterización de hidrógeno y transformación de fase (HSPT). Estas tecnologías pueden producir productos de titanio de baja carbono y totalmente reciclados, lo cual es extremadamente importante para el desarrollo de la industria nacional de fabricación de titanio en los Estados Unidos.
La tecnología de producción de titanio avanzada de IperionX tiene el potencial de proporcionar una cadena de suministro más bajo y más sostenible para la cadena de suministro de materia prima de titanio doméstico en los Estados Unidos. IperionX está produciendo polvo de titanio a partir de desechos de titanio en su planta piloto operativa en Utah y tiene la intención de ampliar la producción en una planta de demostración de titanio en Virginia. IperionX tiene un interés del 100% en el proyecto Titan, que contiene las arenas minerales más grandes que cumplen con JORC ricas en titanio, tierras raras y circón en los Estados Unidos.
Caso
En agosto de 2023, Antarctic Bear informó que IperionX había firmado un pedido para piezas de metal de titanio con Lockheed Martin: IperionX utiliza su proceso de metalurgia en polvo y materiales avanzados de titanio en polvo para producir piezas de titanio para Lockheed Martin - Nanjixiong.com). Con sede en Bethesda, Maryland, Lockheed Martin es una compañía global de seguridad y aeroespacial con aproximadamente 116,000 empleados en todo el mundo involucrados en la investigación, diseño, desarrollo, fabricación, integración y mantenimiento de sistemas, productos y servicios tecnológicos avanzados.
En octubre, IperionX celebró un acuerdo de asociación con el fabricante tradicional GKN Aerospace (GKN utiliza IperionX para la impresión 3D de titanio reciclado: la red de impresión 3D de Bear Antártico Bear - Plataforma (Nanjixiong.com)), se produce el 100% de titanio reciclado a partir de la transmisión de alimentación de desechos de alimentación con titulina de desecho. por GKN aeroespacial. Ambos proyectos utilizan la tecnología patentada de sinterización de hidrógeno y transformación de fase (HSPT) de IperionX, una tecnología de vanguardia que mejora la microestructura de las piezas de titanio para proporcionar resistencia y propiedades de fatiga comparables a las aleaciones de titanio deformadas.
Tecnología de preparación de polvo de titanio de bajo oxígeno HAMR - Breakthrough Science and Technology
Primero, se introducirá un nuevo proceso de pulverización llamado reducción de magnesio asistida por hidrógeno (HAMR). En la industria de la metalurgia en polvo, algunos metales comunes pueden reducirse de óxidos a metales por carbono (o hidrógeno), como hierro, tungsteno, cobalto, etc. El dióxido de titanio es difícil de preparar mediante este método de reducción, porque el enlace TI-O En el compuesto de TiO2 es extremadamente estable. En 1940, William Kroll inventó un proceso (abreviado como el proceso de Kroll) para superar este desafío, que se basaba en que TiO2 se cloró en una reacción carbotérmica para producir TiCl4, que luego se redujo por magnesio fundido en un vacío y se destiló para producir una esponja de titanio. (el metal principal). La esponja se elimina el vacío varias veces para formar lingotes de titanio, que luego se procesan en caliente en productos de molinos.
Sin embargo, el Dr. Zakfang, de IperionX, encontró en 2016 que TiO2 puede reducirse mediante magnesio sólido en una atmósfera de hidrógeno, porque el hidrógeno puede interrumpir la estabilidad del enlace TI-O. Este principio también se aplica a la desoxidación de los desechos de titanio reciclados, porque la impureza más difícil de "limpiar" es el oxígeno absorbido por la superficie, especialmente como es común en el desecho del mecanizado. Como resultado, Fang desarrolló una técnica de reducción de magnesio asistida por hidrógeno (HAMR) de dos pasos.
Diagrama de los principales pasos de procesamiento del proceso HAMR. TiO2 purificado utilizado en HAMR se puede preparar mediante procesos de tostado, cloración o sulfato de álcali.
Hay muchas ventajas en el uso de hidrógeno. Primero, el hidrógeno ayuda a destruir la estabilidad del sistema TI-O, aumentando la fuerza impulsora termodinámica de la reacción de Mg con TI-O. Otro beneficio del uso de hidrógeno es que el hidruro de titanio se forma durante el proceso de reducción, en lugar del metal de titanio. Es bien sabido que el hidruro de titanio es menos susceptible a la oxidación en el aire que al alfa-Ti, lo que hace que sea más fácil manejar el material después de la reducción y controlar el contenido de oxígeno en el producto final. Otra característica clave del proceso HAMR es el uso de sales fundidas, particularmente sales que contienen magnesio como MGCL2. Se encontró necesario usar sal fundida para facilitar la reacción y mejorar en gran medida la cinética del proceso de reducción. El proceso HAMR utiliza un paso de desoxidación para garantizar que el contenido de oxígeno en el polvo final del producto sea suficientemente bajo, es decir, por debajo del 0.15WT-% requerido por ASTM-B299-13 para TI genérico. Se describen más detalles del proceso de desoxidación en la siguiente sección. La combinación de pasos de reducción y desoxidación, es decir, el método para eliminar el oxígeno de TiO2 usando estos dos pasos, es uno de los factores clave para poder producir un polvo Ti con un contenido de oxígeno suficientemente bajo. HAMR ha revolucionado la capacidad de fabricar metal de titanio a partir de minerales o materiales de desecho, que anteriormente era inimaginable.
