制取钛和钛合金粉，并用成型、烧结或热等静压等固结方法，将粉末加工成制品的过程。是钛材料制备工艺之一。该工艺可获得钛的近净成型加工件，材料利用率高达80％，即降低了材料消耗，也减少了切削工作量。此外，该工艺克服了铸造钛合金成分易产生偏析和组织不均匀等缺点，还可制取传统工艺所不能制备的多孔、纤维或微细粒子弥散复合材料，因而自20世纪70年代初获得了较快的发展。已实用化的钛材料粉末制品是烧结多孔钛过滤元件，植入体内的人工关节，汽车发动机连杆、螺帽和法兰等紧固件、闪光灯阴极、航空和航海仪表零件以及小型耐酸阀体等。

粉末制造方法

包括钛粉末制造方法和钛合金粉末制造方法。

钛粉末制造方法

有海绵钛机械破碎法，钠还原法、可溶性阳极电解法、氢化钙热还原法和氢化／脱氢法(H／DH)等。所制取钛粉的形状多为树枝状或多边形，有较好的冷压成型性。钛粉末的直接用途主要是：铝和铝合金熔炼的晶粒细化变质剂、烟火制品中烟花效果的添加剂、钛／环氧树脂耐蚀涂层、电真空器件吸气剂等。

钛合金粉末制造方法

有元素混合法(BE)和预合金法(PA)等。

(1)元素混合法。把钛粉末与其他元素粉末相混合，并固结成钛制品的方法。制品拉伸强度相当于同类合金的铸、锻件。但钛粉中残余氯盐等杂质，在制品中形成孔隙，降低制品的疲劳强度和延性。氯盐还恶化了制品的焊接性能。多用于制造汽车、仪器和一次性飞行器的结构件。尽管如此，BE法粉末成本低，固结设备简单，能批量生产，所以它仍然是广泛使用的制造钛合金粉末的方法。

(2)预合金法。选用电弧、等离子或电子束等热源，把钛和合金组元相互熔融，并用离心或气体雾化制成钛合金粉末的方法。早期，有美国的等离子旋转电极法(PRED)、德国的电子束旋转盘法(EBRD)、法国的真空雾化法(PSV)等。这些方法都要预制合金电极，工序设备复杂，制造成本高，难以实现大批量生产。90年代美、英两国发明的感应凝壳熔炼一惰性气体雾化工艺，把感应热源用于熔炼钛合金，简化了工艺，降低了成本，使PA法迈入批量化和实用化阶段。PA粉末多为球形或片状致密粒子，粒子间成分一致，其制品没有宏观偏析现象，疲劳强度相当于熔炼材。PA法制取较多的是Ti一6AI一4V粉末。

(3)快速冷凝(RSP)法。是雾化法的进一步发展。主要特点是熔融的钛材料液滴冷凝速度大于108Ks^-1、凝固成薄带再粉碎或直接凝成粉末。其优点是扩大合金元素在基体中的固溶度，获得过饱和固溶体和微晶甚至非晶体组织，显著提高了钛合金的热强性能。80年代发展的TiAl金属问化合物，很有希望用于高温下工作的飞机发动机部件，针对该化合物常温塑性差和高温变形抗力大的缺点，RSP，法作为最有希望解决上述问题的手段得到重视和研究。

(4)机械合金化(MA)法。是BE法的发展，用高能球磨机将钛粉和其他元素粉末，边粉碎边研磨边混合，粉末粒子问重复发生叠合、变形、冷焊和扩散的过程，最终达到合金化的目的，并能获得非晶态的钛合金粉末。MA方法比RSP方法工艺简单，但生产效率低。

粉末固结方法

将钛材料粉末固结成钛材料制品的方法，可分为一般方法、热压方法和注射成型(MIM)方法等。

一般方法

钛材料粉末成型技术使用了一般粉末冶金技术发展的成果，如钢模压制、冷等静压制(CIP)、粉末轧制、粉末挤压等，其成型压力视钛材料制品密度和力学性能而变，一般在200～600MPa范围内。由于钛的活性大，压坯烧结需在真空或惰性气体保护下进行，烧结温度取决于钛材料制品性能，在1173～1573K范围内，多孔制品的烧结密度可达理论密度的60％～70％，致密件可达理论密度的95％以上。

热压方法

为了提高钛材料粉末制品的密度，除了用一般成型工艺，往往附加热等静压(HIP)或真空热压(VHP)工艺，可将密度提高到接近理论密度。PA粉末由于是球形或片状的致密粒子，不能用常规的冷压法成型，而直接用HIP或VHP方法固结。Ti一6Al一4V合金典型的HIP工艺是把PREI)粉末装入具有一定尺寸和形状的金属或陶瓷模中，抽成真空，在HIP压机中，于1470～1620K和70～100MPa惰性气体压力下固结4h，获得相对密度为99．8％～100％的钛合金粉末制品。

注射成型法

是把金属粉末与增塑剂相混合，通过注塑机压入模腔，注坯脱模后，加热去除增塑剂，再进一步提高烧结温度，可成型壁薄、精细和形状复杂的各种零件，工艺简单，成本低廉。

喷射成型(osprey)  是把雾化的金属液滴喷射在模具上，凝聚并沉积形成盘、管、片等各种零件。这些方法对钛材料来说正处于开发阶段，还没有实用化。

展望

钛材料粉末冶金作为钛材料加工工业的一个独立发展分支，已引起了各方重视，正从研究阶段向实用化阶段过渡，其发展关键问题是获取优质廉价的钛材料粉末，解决固结工艺的低成本和大批量生产问题。