Om de prijs van titaniumlegeringsmaterialen te verlagen, is het noodzakelijk om nieuwe goedkope legeringssystemen te ontwikkelen en de productieprocessen te verbeteren:
1. Het verlagen van de kosten van grondstoffen
Titanium heeft een hoog smeltpunt, een zeer actieve chemie en een sterke chemische affiniteit met O, H, N en C, waardoor het moeilijk is om puur titanium te extraheren. De magnesiumreductiemethode van Kroll wordt veel gebruikt bij de industriële productie van titaniumsponsen. Het Kroll-magnesiumreductieproces dat wordt gebruikt voor de productie van titaniumsponsen is complex, met een hoog energieverbruik en lange cyclustijden, en kan niet continu worden geproduceerd. Tegelijkertijd is er een grote hoeveelheid magnesiummetaal nodig als reductiemiddel en zijn de productiekosten hoog. Momenteel is er een doorbraak bereikt in het directe elektrochemische reductieproces van TiO2 in gesmolten CaCl2, ontwikkeld door de Universiteit van Cambridge. De methode produceert titaniumspons met een korte productiecyclus en 40% lagere productiekosten.
De meeste titaniumlegeringen gebruiken hoogwaardige V als legeringselement om de sterkte te verbeteren, en de meeste van deze legeringselementen gebruiken Al-X als tussenlegering. Het vervangen van V door goedkope legeringselementen zoals Fe en Cr is een effectieve manier om de kosten van titaniumlegeringen te verlagen. Timet ontwikkelde bijvoorbeeld Ti-1.5Al-6.8Mo-4.5Fe en Ti-6Al-1.Fe-0.1Si.
Met de vooruitgang van de titaniumsmelttechnologie is het een effectieve manier om de kosten van grondstoffen te verlagen door de residuen en schroot die tijdens de productie en verwerking van titanium worden geproduceerd, te gebruiken als ovenvulling na een reeks behandelingen om recyclingproductie te realiseren.
2. Verlaag de verwerkingskosten
Gieten is een klassiek net(bijna)gietproces. De geproduceerde onderdelen behoeven geen of zeer weinig bewerking, waardoor veel metaal wordt bespaard. Door gieten kunnen doorgaans onderdelen met complexe vormen worden geproduceerd, maar deze onderdelen worden vervaardigd via andere traditionele processen, die complex en kostbaar zijn om te produceren, vooral titanium, dat een relatief hoge materiaalprijs heeft. Momenteel worden titaniumgietstukken veel gebruikt in de lucht- en ruimtevaartindustrie. In de automobielindustrie omvatten onderdelen die door gietmethoden worden geproduceerd, kleppen, turbocompressoren, enz. Poedermetallurgie, als een geavanceerde technologie van de moderne metallurgie en materiaalverwerking, speelt een belangrijke rol in de titaniumindustrie. De bijna-vormtechnologie van titaniumpoedermetallurgie kan direct afgewerkte of bijna afgewerkte onderdelen produceren, het verbruik van grondstoffen verminderen, de verwerkingscyclus verkorten en 20% tot 50% van de kosten besparen in vergelijking met het traditionele proces. Momenteel bevindt het onderzoek naar de metallurgie van titaniumpoeder zich in een fase van snelle ontwikkeling, waarbij voornamelijk verschillende aspecten worden betrokken: ten eerste de bereidingstechnologie van hoogwaardig en goedkoop titaniumpoeder en de industrialisatie ervan; ten tweede de bereidingstechnologie van de titaniumpoedermetallurgie, die ook veel wordt gebruikt in de auto-industrie.
Laservormtechnologie (*** lasertechnologie, CAD/CAM-technologie en materiaaltechnologie gecombineerd met de nieuwe resultaten) volgens het computermodel, *** met een complexe vorm van de einddelen kan legeringspoeder zijn zodra het direct is gevormd, de prestaties van de vervaardigde titaniumonderdelen tussen het gieten en smeden.
3. Metaalpoederspuitgieten (MIM)
Het is een zich snel ontwikkelende bijna-(net)vormende poedermetallurgietechnologie, die hoogwaardige, uiterst nauwkeurige complexe onderdelen kan produceren. Het wordt beschouwd als een van de gunstige vormtechnologieën die momenteel beschikbaar zijn***.
Titaniumcoatingtechnologie is ook een nieuwe technologie die de kosten kan verlagen. Bijvoorbeeld: remblokken voor auto's met titaniumcoating op het oppervlak; nieuwe -TiAl-kleppen.
