Hvordan kan smeltning sikre høj renhed og fremragende ydeevne?

Titanium-nikkellegering er blevet et kernemateriale inden for-avancerede områder, såsom rumfart og medicinske implantater på grund af dets formhukommelseseffekt, superelasticitet og biokompatibilitet. Dens ydeevne er meget afhængig af præcis kontrol af smelteprocessen, og enhver introduktion af urenheder eller komponentadskillelse kan føre til et pludseligt fald i ydeevnen. Fra perspektivet af hele procesoperationen, analyser de vigtigste tekniske punkter for at sikre høj renhed og fremragende ydeevne af legeringer.

Råvarekontrol før smeltning er den første forsvarslinje for renhedsforsikring. Svampet titanium med en renhed på større end eller lig med 99,8 % og elektrolytisk nikkelplade med en renhed på større end eller lig med 99,9 % skal vælges, og skadelige urenheder såsom jern, kulstof og oxygen skal fjernes gennem spektralanalyse (med et enkelt grundstofindhold på mindre end eller lig med 0,05%). Råmaterialeforbehandlingsprocessen kan ikke ignoreres: titaniumråmaterialer skal tørres i et vakuummiljø ved 400 grader i 4 timer for at fjerne adsorberet brint, mens nikkelplader skal renses med vandfri ethanol-ultralydsrensning for at eliminere overfladeoliepletter og oxidfilm og undgå dannelsen af ​​oxidindeslutninger. Samtidig kræver fremstillingen af ​​forbrugselektroder brugen af ​​isostatisk presseteknologi, med en pressetæthed kontrolleret over 4,2g/cm³ for at forhindre ufuldstændig gasudslip på grund af elektrodeløshed under smeltning.
 

Titanium nikkellegering produkter

 

Titanium nikkel legering stang

Titanium nikkel legering plade

Tråd af titan nikkellegering

Titanium nikkel legering folie

Titanium nikkel legering partikler

Titanium nikkellegering bearbejdede dele

Smelteudstyr og miljøkontrol er kernestøtten. Vakuumforbrugelige lysbuesmelteovne bruges almindeligvis i industrien. Før smeltning skal ovnlegemet støvsuges og fyldes med argongas mindst tre gange, og den endelige vakuumgrad skal nå Mindre end eller lig med 1 × 10 ⁻ ³ Pa for fuldstændigt at udlede aktive gasser såsom nitrogenoxider i luften. Argongas med høj renhed med en renhed større end eller lig med 99,999 % vælges som den inaktive gas i ovnen, og den skal gennemgå en molekylsigtedehydreringsbehandling (dugpunkt mindre end eller lig med -70 grader) for at undgå introduktion af brintelementer. Under elektrodesamling er det nødvendigt at sikre, at koaksialitetsafvigelsen er mindre end eller lig med 0,5 mm for at forhindre lokal overbrænding forårsaget af bueafvigelse under smeltningsprocessen, hvilket resulterer i ujævn sammensætning.

Parameterstyringen af ​​smelteprocessen bestemmer direkte ydeevnen. Under lysbueinitieringsfasen anvendes en lav-strømtilstand med langsom stigning, som gradvist stiger fra 500A til 2000-3000A, med en stabil spænding på 10-15kV, for at sikre jævn dannelse af den smeltede pool og reducere sprøjttab. Under smeltningsprocessen er det nødvendigt at holde temperaturen på den smeltede pool på 1600-1700 grader og overvåge den i realtid gennem infrarød temperaturmåling for at undgå titanium fordampning forårsaget af høj temperatur (titanium kogepunkt 1668 grader) eller element segregation forårsaget af lav temperatur. For at opnå ensartet sammensætning kræves der 3-4 vendinger af smeltning, med en 10 minutters holdetid efter hver smeltning for at tillade legeringselementerne at diffundere fuldt ud og kontrollere nikkelindholdets afvigelse inden for ± 0,2 % - dette er nøglen til at sikre formhukommelseseffekten (faseovergangstemperaturen skifter med ca. 10 grader for hver 0,1 % nikkelindholdsafvigelse).

Eftersmeltningsbehandling og kvalitetskontrol er de sidste kontroller. Legeringsbarrer skal afkøles i ovnen til under 200 grader, før de fjernes fra ovnen for at undgå hurtig afkøling og forekomsten af ​​martensitisk transformationsskørhed. Umiddelbart efter bagningen udføres overfladepeeling for at fjerne det 1-2 mm tykke oxidlag og det titaniummangelfulde lag. Derefter detekteres overfladens indhold af urenheder ved røntgenfluorescensspektroskopi for at sikre, at oxygen er mindre end eller lig med 0,15 %, nitrogen er mindre end eller lig med 0,05 %, og hydrogen er mindre end eller lig med 0,005 %. Den interne kvalitet er testet ved hjælp af ultralydstestning (UT) og skal opfylde klasse A-standarder uden porer eller indeslutninger med en diameter på større end eller lig med 0,5 mm.

Smeltning af titaniumnikkellegering er en systematisk konstruktion af "præcis kontrol af hvert trin", fra råmaterialerensning til optimering af smelteparameter og derefter til efter-behandlingstestning, hvert link er direkte relateret til renhed og ydeevne. Kun ved nøje at følge driftslogikken for vakuummiljøstyring, multi-pass-smeltning og præcis parameterregulering kan pålidelige anvendelser af legeringer opnås i høje-områder.