Com pot la fosa garantir una gran puresa i un rendiment excel·lent?
Deixa un missatge
L'aliatge de titani níquel s'ha convertit en un material bàsic en camps-de gamma alta com ara els implants aeroespacials i mèdics a causa del seu efecte de memòria de forma, superelasticitat i biocompatibilitat. El seu rendiment depèn molt del control precís del procés de fusió, i qualsevol introducció d'impureses o segregació de components pot provocar una caiguda sobtada del rendiment. Des de la perspectiva de tota l'operació del procés, analitzeu els punts tècnics clau per garantir una gran puresa i un excel·lent rendiment dels aliatges.
El control de la matèria primera abans de la fusió és la primera línia de defensa per garantir la puresa. S'ha de seleccionar el titani esponja amb una puresa superior o igual al 99,8% i una placa de níquel electrolític amb una puresa superior o igual al 99,9%, i s'han d'eliminar impureses nocives com ara ferro, carboni i oxigen mitjançant anàlisi espectral (amb un contingut d'element únic inferior o igual a 0). El procés de pretractament de matèries primeres no es pot ignorar: les matèries primeres de titani s'han d'assecar en un ambient de buit a 400 graus durant 4 hores per eliminar l'hidrogen adsorbit, mentre que les plaques de níquel s'han de netejar amb neteja ultrasònica d'etanol anhidre per eliminar les taques d'oli superficials i les pel·lícules d'òxid, evitant la formació d'inclusions d'òxid durant la fusió. Al mateix temps, la preparació d'elèctrodes consumibles requereix l'ús de tecnologia de premsat isostàtica, amb una densitat de premsat controlada per sobre de 4,2 g/cm³ per evitar l'escapada incompleta de gas a causa de la soltura de l'elèctrode durant la fusió.
Productes d'aliatge de titani níquel
Vareta d'aliatge de titani níquel
Placa d'aliatge de titani níquel
Filferro d'aliatge de titani níquel
Làmina d'aliatge de titani níquel
Partícules d'aliatge de titani níquel
Peces mecanitzades d'aliatge de titani níquel
Els equips de fosa i el control ambiental són el suport bàsic. Els forns de fusió d'arc consumibles al buit s'utilitzen habitualment a la indústria. Abans de fondre's, el cos del forn s'ha d'aspirar i omplir amb gas argó almenys tres vegades, i el grau de buit final ha d'arribar a menys o igual a 1 × 10 ⁻ ³ Pa per descarregar completament gasos actius com els òxids de nitrogen a l'aire. El gas argó d'alta puresa amb una puresa superior o igual al 99,999% es selecciona com a gas inert al forn i s'ha de sotmetre a un tractament de deshidratació del tamís molecular (punt de rosada inferior o igual a -70 graus) per evitar la introducció d'elements d'hidrogen. Durant el muntatge de l'elèctrode, cal assegurar-se que la desviació de coaxialitat sigui inferior o igual a 0,5 mm per evitar la sobrecombustió local causada per la desviació de l'arc durant el procés de fusió, donant lloc a una composició desigual.
El control dels paràmetres del procés de fosa determina directament el rendiment. Durant l'etapa d'inici de l'arc, s'adopta un mode de corrent d'augment lent de baixa tensió, augmentant gradualment de 500 A a 2000-3000 A, amb una tensió estable de 10-15 kV, per garantir una formació suau de la piscina fosa i reduir les pèrdues per esquitxades. Durant el procés de fusió, cal mantenir la temperatura de la piscina fosa a 1600-1700 graus i controlar-la en temps real mitjançant la mesura de la temperatura infraroja per evitar la volatilització del titani causada per l'alta temperatura (punt d'ebullició del titani 1668 graus) o la segregació d'elements causada per la baixa temperatura. Per aconseguir una composició uniforme, es necessiten 3-4 voltes de fusió, amb un temps de retenció de 10 minuts després de cada fusió per permetre que els elements d'aliatge es difonguin completament i controlin la desviació del contingut de níquel dins del ± 0,2%; aquesta és la clau per garantir l'efecte de memòria de forma (la temperatura de transició de fase canvia uns 10 graus per cada desviació del contingut de níquel del 0,1%).
El tractament posterior a la fusió i la inspecció de qualitat són les comprovacions finals. Els lingots d'aliatge s'han de refredar al forn a menys de 200 graus abans de ser retirats del forn per evitar un refredament ràpid i l'aparició de fragilitat de transformació martensítica. Immediatament després de coure, es realitza un tractament de pelat superficial per eliminar la capa d'òxid d'1-2 mm de gruix i la capa deficient de titani. Aleshores, el contingut d'impureses superficial es detecta mitjançant espectroscòpia de fluorescència de raigs X per assegurar que l'oxigen és inferior o igual al 0,15%, el nitrogen és inferior o igual al 0,05% i l'hidrogen és inferior o igual al 0,005%. La qualitat interna es prova mitjançant proves d'ultrasons (UT) i ha de complir els estàndards de classe A, sense porus ni inclusions amb un diàmetre superior o igual a 0,5 mm.
La fusió de l'aliatge de titani níquel és una enginyeria sistemàtica de "control precís de cada pas", des de la purificació de matèries primeres fins a l'optimització dels paràmetres de fusió, i després fins a les proves posteriors al-tractament, cada enllaç està directament relacionat amb la puresa i el rendiment. Només seguint estrictament la lògica de funcionament del control de l'entorn al buit, la fusió de múltiples passades i la regulació precisa dels paràmetres es poden aconseguir aplicacions fiables d'aliatges en camps-de gamma alta.
