Kako topljenje može osigurati visoku čistoću i odlične performanse?

Legura titanijum nikla je postala osnovni materijal u-vrsnim oblastima kao što su vazduhoplovstvo i medicinski implantati zbog svog efekta memorije oblika, superelastičnosti i biokompatibilnosti. Njegov učinak u velikoj mjeri ovisi o preciznoj kontroli procesa topljenja, a svako unošenje nečistoća ili segregacija komponenti može dovesti do naglog pada performansi. Iz perspektive cjelokupnog procesa, analizirajte ključne tehničke točke kako biste osigurali visoku čistoću i odlične performanse legura.

Kontrola sirovina prije topljenja je prva linija odbrane za osiguranje čistoće. Moraju se odabrati spužvasti titan čistoće veće ili jednake 99,8% i elektrolitička niklovana ploča čistoće veća ili jednaka 99,9%, a štetne nečistoće poput željeza, ugljika i kisika moraju se ukloniti spektralnom analizom (sa sadržajem jednog elementa manjim ili jednakim 0,05%). Proces predtretmana sirovina se ne može zanemariti: titanijumske sirovine se moraju sušiti u vakuumu na 400 stepeni 4 sata da bi se uklonio adsorbovani vodonik, dok se niklovane ploče moraju očistiti ultrazvučnim čišćenjem bezvodnog etanola kako bi se eliminisale površinske mrlje od ulja i oksidnih filmova, izbegavajući stvaranje oksida tokom taloženja. Istovremeno, priprema potrošnih elektroda zahtijeva korištenje tehnologije izostatičkog presovanja, s kontroliranom gustinom presovanja iznad 4,2 g/cm ³ kako bi se spriječilo nepotpuno istjecanje plina zbog labavosti elektrode tokom topljenja.
 

Proizvodi od legure titan nikla

 

Štap od legure titanijuma nikla

Ploča od legure titanijum nikla

Žica od legure titanijum nikla

Folija od legure titan nikla

Čestice legure titanijum nikla

Mašinski obrađeni dijelovi od legure titanijuma nikla

Oprema za topljenje i kontrola životne sredine su osnovna podrška. Vakuumske potrošne lučne peći za topljenje se obično koriste u industriji. Prije topljenja, tijelo peći treba usisati i napuniti plinom argonom najmanje tri puta, a konačni stupanj vakuuma treba da dostigne manji ili jednak 1 × 10 ⁻ ³ Pa da bi se u potpunosti ispustili aktivni plinovi poput dušikovih oksida u zrak. Gas argon visoke čistoće čija je čistoća veća ili jednaka 99,999% odabran je kao inertni plin u peći, i mora proći tretman dehidratacije molekularnim sitom (tačka rose manja ili jednaka -70 stepeni) kako bi se izbjeglo unošenje vodoničnih elemenata. Tokom montaže elektrode, potrebno je osigurati da odstupanje koaksijalnosti bude manje od ili jednako 0,5 mm kako bi se spriječilo lokalno pregorevanje uzrokovano odstupanjem luka tokom procesa topljenja, što rezultira neujednačenim sastavom.

Kontrola parametara procesa topljenja direktno određuje performanse. Tokom faze iniciranja luka, usvojen je niskonaponski režim sporog porasta struje, postepeno povećavajući od 500A do 2000-3000A, sa stabilnim naponom od 10-15kV, kako bi se osiguralo glatko formiranje rastopljenog bazena i smanjili gubici prskanja. Tokom procesa topljenja, potrebno je održavati temperaturu rastopljenog bazena na 1600-1700 stepeni i pratiti je u realnom vremenu kroz infracrveno merenje temperature kako bi se izbeglo isparavanje titana uzrokovano visokom temperaturom (tačka ključanja titanijuma 1668 stepeni) ili segregacijom elemenata izazvanom niskom temperaturom. Da bi se postigao ujednačen sastav, potrebna su 3-4 okreta topljenja, sa 10 minuta vremena držanja nakon svakog topljenja kako bi se omogućilo elementima legure da se potpuno difundiraju i kontrolišu odstupanje sadržaja nikla unutar ± 0,2% - ovo je ključ za osiguranje efekta memorije oblika (temperatura faznog prijelaza se pomjera za oko 10 stupnjeva za svakih 0,1% sadržaja nikla).

Obrada nakon topljenja i kontrola kvaliteta su konačne provjere. Ingote legure potrebno je ohladiti u peći na ispod 200 stepeni prije nego što se izvuku iz peći kako bi se izbjeglo brzo hlađenje i pojava krtosti martenzitne transformacije. Odmah nakon pečenja, vrši se površinski piling tretman kako bi se uklonio sloj oksida debljine 1-2mm i sloj sa nedostatkom titana. Zatim, sadržaj površinske nečistoće se detektuje rendgenskom fluorescentnom spektroskopijom kako bi se osiguralo da je kisik manji ili jednak 0,15%, dušik manji ili jednak 0,05%, a vodik manji ili jednak 0,005%. Unutrašnji kvalitet se testira ultrazvučnim ispitivanjem (UT) i mora zadovoljiti standarde klase A, bez pora ili inkluzija prečnika većeg ili jednakog 0,5 mm.

Topljenje legure titanijum nikla je sistematski inženjering "precizne kontrole svakog koraka", od prečišćavanja sirovog materijala do optimizacije parametara topljenja, a zatim do testiranja nakon{0}}tretmana, svaka karika je direktno povezana sa čistoćom i performansama. Samo strogim praćenjem operativne logike kontrole vakuumskog okruženja, višeprolaznog topljenja i preciznog regulisanja parametara može se postići pouzdana primjena legura u vrhunskim-poljima.