Come può la fusione garantire elevata purezza e prestazioni eccellenti?
Lasciate un messaggio
La lega di titanio e nichel è diventata un materiale di base in campi-di fascia alta come quello aerospaziale e degli impianti medici grazie al suo effetto di memoria di forma, superelasticità e biocompatibilità. Le sue prestazioni dipendono fortemente dal controllo preciso del processo di fusione e qualsiasi introduzione di impurità o segregazione dei componenti può portare a un improvviso calo delle prestazioni. Dal punto di vista dell'intera operazione di processo, analizzare i punti tecnici chiave per garantire elevata purezza e prestazioni eccellenti delle leghe.
Il controllo delle materie prime prima della fusione è la prima linea di difesa per garantire la purezza. È necessario selezionare una spugna di titanio con una purezza maggiore o uguale al 99,8% e una piastra di nichel elettrolitico con una purezza maggiore o uguale al 99,9% e le impurità nocive come ferro, carbonio e ossigeno devono essere rimosse attraverso l'analisi spettrale (con un contenuto di singolo elemento inferiore o uguale allo 0,05%). Non si può ignorare il processo di pretrattamento delle materie prime: le materie prime in titanio devono essere essiccate in un ambiente sotto vuoto a 400 gradi per 4 ore per rimuovere l'idrogeno adsorbito, mentre le piastre di nichel devono essere pulite con pulizia ad ultrasuoni con etanolo anidro per eliminare macchie superficiali di olio e pellicole di ossido, evitando la formazione di inclusioni di ossido durante la fusione. Allo stesso tempo, la preparazione degli elettrodi consumabili richiede l'uso della tecnologia di pressatura isostatica, con una densità di pressatura controllata superiore a 4,2 g/cm³ per impedire la fuoriuscita incompleta di gas dovuta all'allentamento dell'elettrodo durante la fusione.
Prodotti in lega di titanio e nichel
Asta in lega di titanio e nichel
Piastra in lega di titanio e nichel
Filo in lega di titanio e nichel
Lamina in lega di titanio e nichel
Particelle di lega di titanio e nichel
Parti lavorate in lega di titanio e nichel
Le attrezzature per la fusione e il controllo ambientale sono il supporto principale. I forni fusori ad arco consumabili sotto vuoto sono comunemente usati nell'industria. Prima della fusione, il corpo del forno deve essere messo sotto vuoto e riempito con gas argon almeno tre volte, e il grado di vuoto finale deve raggiungere un valore inferiore o uguale a 1 × 10 ⁻ ³ Pa per scaricare completamente i gas attivi come gli ossidi di azoto nell'aria. Il gas argon ad alta purezza con una purezza maggiore o uguale al 99,999% viene selezionato come gas inerte nel forno e deve essere sottoposto a un trattamento di disidratazione con setaccio molecolare (punto di rugiada inferiore o uguale a -70 gradi) per evitare l'introduzione di elementi di idrogeno. Durante l'assemblaggio dell'elettrodo, è necessario garantire che la deviazione della coassialità sia inferiore o uguale a 0,5 mm per evitare una combustione eccessiva locale causata dalla deviazione dell'arco durante il processo di fusione, con conseguente composizione non uniforme.
Il controllo dei parametri del processo di fusione determina direttamente le prestazioni. Durante la fase di innesco dell'arco, viene adottata una modalità di corrente a lento aumento a bassa-tensione, che aumenta gradualmente da 500 A a 2.000-3.000 A, con una tensione stabile di 10-15 kV, per garantire una formazione uniforme del bagno di fusione e ridurre le perdite per spruzzi. Durante il processo di fusione, è necessario mantenere la temperatura del bagno fuso a 1600-1700 gradi e monitorarla in tempo reale attraverso la misurazione della temperatura a infrarossi per evitare la volatilizzazione del titanio causata dall'alta temperatura (punto di ebollizione del titanio 1668 gradi) o la segregazione degli elementi causata dalla bassa temperatura. Per ottenere una composizione uniforme, sono necessari 3-4 cambiamenti di fusione, con un tempo di attesa di 10 minuti dopo ogni fusione per consentire agli elementi della lega di diffondersi completamente e controllare la deviazione del contenuto di nichel entro ± 0,2%: questa è la chiave per garantire l'effetto memoria di forma (la temperatura di transizione di fase si sposta di circa 10 gradi per ogni deviazione dello 0,1% nel contenuto di nichel).
Il trattamento post fusione e il controllo qualità sono i controlli finali. I lingotti di lega devono essere raffreddati nel forno a una temperatura inferiore a 200 gradi prima di essere rimossi dal forno per evitare un raffreddamento rapido e il verificarsi di fragilità da trasformazione martensitica. Immediatamente dopo la cottura, viene effettuato un trattamento di peeling superficiale per rimuovere lo strato di ossido spesso 1-2 mm e lo strato carente di titanio. Quindi, il contenuto di impurità superficiali viene rilevato mediante spettroscopia di fluorescenza a raggi X per garantire che l'ossigeno sia inferiore o uguale allo 0,15%, l'azoto sia inferiore o uguale allo 0,05% e l'idrogeno sia inferiore o uguale allo 0,005%. La qualità interna viene testata utilizzando test ad ultrasuoni (UT) e deve soddisfare gli standard di Classe A, senza pori o inclusioni con un diametro maggiore o uguale a 0,5 mm.
La fusione della lega di titanio e nichel è un'ingegneria sistematica di "controllo preciso di ogni fase", dalla purificazione delle materie prime all'ottimizzazione dei parametri di fusione, fino ai test post-trattamento, ogni collegamento è direttamente correlato alla purezza e alle prestazioni. Solo seguendo rigorosamente la logica operativa del controllo dell'ambiente sotto vuoto, della fusione multi-passaggio e della regolazione precisa dei parametri è possibile ottenere applicazioni affidabili delle leghe in campi-di fascia alta.
