Ako môže tavenie zabezpečiť vysokú čistotu a vynikajúci výkon?

Zliatina titánu a niklu sa vďaka svojmu efektu tvarovej pamäte, superelasticite a biokompatibilite stala základným materiálom v špičkových{0}}oblastiach, ako sú letectvo a lekárske implantáty. Jeho výkon je vysoko závislý od presnej kontroly procesu tavenia a akékoľvek vnesenie nečistôt alebo segregácia komponentov môže viesť k náhlemu poklesu výkonu. Z hľadiska celej operácie procesu analyzujte kľúčové technické body, aby ste zabezpečili vysokú čistotu a vynikajúci výkon zliatin.

Kontrola surovín pred roztavením je prvou líniou obrany pre zabezpečenie čistoty. Musia byť vybrané hubovité titánové s čistotou väčšou alebo rovnou 99,8 % a elektrolytická niklová platňa s čistotou vyššou alebo rovnou 99,9 % a škodlivé nečistoty ako železo, uhlík a kyslík musia byť odstránené pomocou spektrálnej analýzy (s obsahom jedného prvku menším alebo rovným 0,05 %). Proces predúpravy surovín nemožno ignorovať: titánové suroviny je potrebné sušiť vo vákuovom prostredí pri 400 stupňoch počas 4 hodín, aby sa odstránil adsorbovaný vodík, zatiaľ čo niklové platne je potrebné čistiť ultrazvukovým čistením bezvodým etanolom, aby sa odstránili povrchové olejové škvrny a oxidové filmy, aby sa zabránilo tvorbe oxidových inklúzií počas tavenia. Súčasne príprava spotrebných elektród vyžaduje použitie technológie izostatického lisovania s hustotou lisovania nad 4,2 g/cm³, aby sa zabránilo neúplnému úniku plynu v dôsledku uvoľnenia elektródy počas tavenia.
 

Výrobky zo zliatiny titánu a niklu

 

Tyč zo zliatiny titánu a niklu

Doska zo zliatiny titánu a niklu

Drôt zo zliatiny titánu a niklu

Fólia zo zliatiny titánu a niklu

Častice zliatiny titánu a niklu

Obrábané diely zo zliatiny titánu a niklu

Základnou podporou sú taviace zariadenia a kontrola životného prostredia. Vákuové spotrebné oblúkové taviace pece sa bežne používajú v priemysle. Pred roztavením je potrebné teleso pece povysávať a naplniť plynným argónom aspoň trikrát a konečný stupeň vákua musí dosiahnuť menej alebo rovný 1 × 10 ⁻ ³ Pa, aby sa do vzduchu úplne vypustili aktívne plyny, ako sú oxidy dusíka. Ako inertný plyn v peci sa vyberie vysoko čistý argónový plyn s čistotou vyššou alebo rovnou 99,999 % a musí prejsť dehydratačnou úpravou na molekulovom site (rosný bod menší alebo rovný -70 stupňov), aby sa predišlo vnášaniu prvkov vodíka. Počas montáže elektródy je potrebné zabezpečiť, aby odchýlka súososti bola menšia alebo rovná 0,5 mm, aby sa zabránilo lokálnemu prepáleniu spôsobenému odchýlkou ​​oblúka počas procesu tavenia, čo má za následok nerovnomerné zloženie.

Parametrová kontrola taviaceho procesu priamo určuje výkon. Počas fázy iniciácie oblúka sa používa nízkonapäťový režim pomalého nárastu prúdu, ktorý sa postupne zvyšuje z 500 A na 2 000-3 000 A, so stabilným napätím 10 – 15 kV, aby sa zabezpečila hladká tvorba roztaveného kúpeľa a znížili sa straty striekaním. Počas procesu tavenia je potrebné udržiavať teplotu roztaveného bazéna na 1600-1700 stupňoch a monitorovať ho v reálnom čase pomocou infračerveného merania teploty, aby sa predišlo prchaniu titánu spôsobenému vysokou teplotou (bod varu titánu 1668 stupňov) alebo segregáciou prvkov spôsobenou nízkou teplotou. Na dosiahnutie jednotného zloženia sú potrebné 3-4 preklopenia tavenia s 10-minútovou dobou zdržania po každom tavení, aby sa umožnila úplná difúzia prvkov zliatiny a kontrola odchýlky obsahu niklu v rozmedzí ± 0,2 % - to je kľúčom k zabezpečeniu efektu tvarovej pamäte (teplota fázového prechodu sa posunie o približne 10 stupňov na každých 0,1 % odchýlky v obsahu niklu).

Spracovanie po roztavení a kontrola kvality sú záverečné kontroly. Zliatinové ingoty musia byť pred vybratím z pece ochladené v peci pod 200 stupňov, aby sa predišlo rýchlemu ochladeniu a výskytu krehkosti pri martenzitickej transformácii. Ihneď po upečení sa vykoná povrchové odlupovanie, aby sa odstránila 1-2 mm hrubá vrstva oxidu a vrstva s nedostatkom titánu. Potom sa pomocou rôntgenovej fluorescenčnej spektroskopie deteguje obsah povrchových nečistôt, aby sa zabezpečilo, že kyslík je menší alebo rovný 0,15 %, dusík je menší alebo rovný 0,05 % a vodík je menší alebo rovný 0,005 %. Vnútorná kvalita sa testuje pomocou ultrazvukového testovania (UT) a musí spĺňať normy triedy A bez pórov alebo inklúzií s priemerom väčším alebo rovným 0,5 mm.

Tavenie zliatiny titánu a niklu je systematickým inžinierstvom „presnej kontroly každého kroku“, od čistenia surovín po optimalizáciu parametrov tavenia a potom až po testovanie po-úprave, pričom každý odkaz priamo súvisí s čistotou a výkonom. Iba striktným dodržiavaním prevádzkovej logiky riadenia vákuového prostredia, viacprechodového tavenia a precíznej regulácie parametrov možno dosiahnuť spoľahlivé aplikácie zliatin v špičkových-poliach.