牙科用钛材
2019-01-25 13:37:11
金属钛以钛矿石的形成藏于地壳中,其蕴藏量极为丰富,约有15.2亿吨。钛的储量在各元素中占第9位,在金属元素中仅次于铝、铁、镁而排列在第4位。我国钛储量约为4.8亿吨,居世界之首位,这为我国开展钛的应用研究,特别是对开展钛的口腔修复工作提供了极为有利的条件。 工业用钛有纯钛和钛合金。纯钛有4个牌号(中国牌号有TA0、TA1、TA2、TA3)。钛合金则有20余种,而且根据应用的需要不断地有新型钛合金问世。 纯钛用于口腔修复可保持极好的生物相容性,并具有一定的强度,适合制作义齿基托、腭杆、舌杆、全冠。制作卡环和支托时应保证一定的宽度和厚度,否则容易折断。 为了提高钛材的强度,降低熔点,保证义齿支架的质量,可选用钛合金。最常用的钛合金是Ti-6Al-4V、此外还有Ti-13Cu、Ti-25Pd-5Cr、Ti-20Cr-0.2Si等。Ti-6Al-7Nb,美国开发的Ti-18.6Co和Ti-25Ag,我国西北有色金属研究院开发的Ti-Zr-Al-Mo(Ti-75),都具有很好的生物相容性。但上述合金中仍含有对人体有害的元素Al和V。而最有发展前景的钛合金是Ti-Zr合金,Zr元素也是对人体无害的。
钛材生产工艺
2019-01-25 13:37:03
目前,金属钛生产的工业方法是可劳尔法,产品为海绵钛。制取钛材传统的工艺是将海绵钛经熔铸成锭,再加工而成钛材。按此,从采矿到制成钛材的工艺过程的主要步骤为:钛矿->采矿->选矿->太精矿->富集->富钛料->氯化->粗TiCl4->精制->纯TiCl4->镁还原->海绵钛->熔铸->钛锭->加工->钛材或钛部件上述步骤中如果采矿得到的是金红石,则不必经过富集,可以直接进行氯化制取粗TiCI4。另外,熔铸作业应属冶金工艺,但有时也归入加工工艺。 上述工艺过程中的加工过程是指塑性加工和铸造而言。塑性加工方法又包括锻造、挤压、轧制、拉伸等。它可将钛锭加工成各种尺寸的饼材、环材、板材、管材、棒材、型材等制品,也可用铸造方法制成各种形状的零件、部件。 钛和钛合金塑性加工具有变形抗力大;常温塑性差、屈服极限和强度极限比值高、回弹大、对缺口敏感、变形过程易与模具粘结、加热时又易吸咐有害气体等特点,塑性加工较钢、铜困难。 故钛和钛合金的加工工艺必须考虑它们的这些特点。 钛采用塑性加工,加土尺寸不受限制,又能够大批量生产,但成材率低,加工过程中产生大量废屑残料。 针对钛塑性加工的上述缺点,近年来发展了钛的粉末冶金工艺。钛的粉末冶金流程与普通粉末冶金相同,只是烧结必须要在真空下进行。它适用乎生产大批量、小尺寸的零件,特别适用于生产复杂的零部件。这种方法几乎无须再经过加工处理,成材率高,既可充分利用钛废料作原料,又可以降低生产成本,但不能生产大尺寸的钛件。钛的粉末冶金工艺流程为:钛粉(或钛合金粉)->筛分->混合->压制成形->烧结->辅助加工->钛制品。 钛材生产的原则流程 钛材除了纯钛外,目前世界上已经生产出近30种牌号的钛合金。使用最广泛的钛合金是Ti-6Al-4V,Ti-5Al—2.5Sn等
钛材高价原因之探讨
2019-01-25 13:37:06
钛为轻金属之一,近十余年来成为新世代受瞩目的高级材料。目前在全球的钛材市场,仍以传统的航天及工业等用途为主,钛除了有质轻(比重4.5,远小于钢铁的7.8~8.1)的特性之外,其它如:导电、耐热及防蚀方面也都因其较佳的特性而有独特的用途,如:海水淡化用的管线/冷凝器、机车用排气管等都是钛材应用十分成功的地方。在目前信息电子产品应用轻金属作为机壳构件的热潮中,钛金属(包括钛合金)由于其具有高强度、高耐蚀性及极佳的表面质感,看起来应是十分适合用来作为可携式信息电子产品的机壳材料,因此也一直都是深受瞩目的材料,其应用产品也都不断地在高阶产品有应用例,如:相机、笔记型计算机及手机的机壳等)。但由于钛材的成本高昂直接导致加工后的制品价格亦较高,以手机的机壳为例,若以工程塑料制造,则制品一整套的手机机壳通常只须3~5美元(新台币约100~170元)就可完全涵盖,钛/钛合金制品每一件(piece)的价格则高达新台币约150元以上,不仅远高于铝合金制品,也较镁合金制品高甚多,为目前各种常用的结构材之最高者。因此钛材在3C产品方面,通常只被用于高阶的3C产品,如:高阶的手机/笔记型计算机、高级相机、纪念品等高档产品,这是钛/钛合金制品难以普及的最大原因。到目前为止,基于成本理由,系统业者尚无法将其应用至中阶及以下的产品。 钛/钛合金制品为何如此高价,其主要原因为钛材的成本高昂,以手机的机壳用的高级钛板片材而言,每公斤的价格通常高达新台币约1,000元以上,相较之下,镁合金压铸锭的价格,每公斤仅约新台币约80元,差距甚大。钛材的成本如此高昂,主要原因为:钛金属的提炼/精炼及板片制造成本较高,导致其金属素材成本(指:锭、板/片、棒/线、型)较常用的钢铁及铝合金材料为高;表一为钛金属与钢、铝的制造成本的比较,显示钛金属自原料矿的处理、提炼至金属、精炼至压延锭、压延至薄片,每一阶段的制造成本都比钢、铝的成本高甚多,导致其板片材的成本自然居高不下。 钛板片材的成型加工(铸/锻/挤)成本也不比钢铁、铝/镁合金及塑料材料便宜,因此钛金属的制品价格常比钢铁、铝/镁合金及塑料高甚多,这在处处讲求成本的商业世界十分不利,此为钛金属在商业应用上最大的障碍,尤其钛薄板及镁板的价格实非一般的产品所能承担。 目前虽然有全球各地的钛合金专家在倾全力研究,但迄未有良方可以降低钛/钛合金制品的价格,因此钛在3C产品上的应用在中短期内难以看到其大幅度的开展。
钛材在湘澧盐矿的应用(一)
2019-02-18 10:47:01
湖南省湘澧盐矿
湘澧盐矿规划出产才能为年产30万吨精盐,3万吨芒硝。1977年3月份开端,运用钛材制作制盐、提硝设备和盐浆管道,并在出产上正式运用,不只延长了设备运用寿命,减少了设备换修次数,降低了出产成本,并且改进了出产条件,提高了盐硝质量,获得了显着的经济效益。 钛材运用的状况 湘澧盐矿属硫酸钠型盐矿,出产用质料卤水,首要成份是氯化钠、硫酸钠(见表1)。 1982年湘澧盐矿卤水均匀成份见下表l 除出产真空盐外,为保证盐质,还要提取芒硝。原规划因受其时条件约束,没有更多地从质料上考虑防腐问题,所以出产的首要设备及工艺配管,大多选用碳钢。1972年1月正式投产后,第一年腐蚀问题还不杰出,跟着时刻的推移,蒸腾罐的加热室、蒸腾器、换热器及盐浆管道等因为质料卤水中氯化钠、硫酸盐的腐蚀及结晶盐粒的冲刷磨蚀,呈现了显着的跑冒滴漏,设备完好率下降,影响到正常出产,乃至被逼一度停产。其时依据兄弟厂矿的经历,也曾作过阴极保护实验,但是作用不显着,设备腐蚀问题未能处理,成果73年比72年盐产值下降3.11%,74年又比73年下降22.06%,年产值只达6万多吨。今后虽经采纳许多办法,但跑冒滴漏现象有增无减,设备上缀满盐垢,一些泵和管道裹上麻袋,以防漏泄物直接喷出。其时人们描述制盐出产是:“林海雪源,干疮百孔,披麻戴孝,云雾山中”。出产条件如此恶劣,产值上不去,质量也达不到要求,74年末盐矿选用1Crl8Ni9Ti不锈钢做盐浆管、预冷器、蒸腾器管,一起将加热室及花板悉数选用钢材代碳钢。75年3月开端连续替换加热室管、板,不料铜管加热室还未悉数换完,刚换上仅半年的不锈钢盐桨管又被腐蚀穿孔,其他改用不锈钢的部位,防腐作用也不抱负。后来从出国考察报告中了解到,国外真空制盐设备及工艺管道多选用蒙耐尔合金,它的特点是耐腐蚀功能好,可连续出产,不必月检。盐矿党委以为要使制盐出产由被迫变为自动,有必要从挑选质料着手,处理设备防腐问题。75年3月盐矿领导到轻工部请示汇报,在评论会上食物局盐处的同志介绍了冶金部有色金属研讨院关于钛材民用推行经历,并主张研讨试用。9月中旬,盐矿建立了钛材领导小组,拟定了作业方案,收集了有关技能资料。冶金部将湘澧盐矿列为真空制盐工业推行运用钛材重点单位,并去函冶金部广州有色金属研讨院,请他们在技能上予以协助。在此基础上,盐矿提出50吨钛材运用订购方案,并与宝鸡有色金属加工厂、签定了钛管、钛板及钛铸件订购合同。为钛材的试用作业发明了较好的物质与技能条件。 1977年头,盐矿建立钛设备制作专门出产班组,经过共同努力,先后制作了钛材蒸腾器5台,预冷器4台,预热器6台,加工了钛冷冻泵4台,钛叶轮、钛弯头、钛法兰上百件,安装了各种不同管径的钛盐浆管440米,连续投入出产运转,从七七年三月份起,钛材就在盐、硝出产中正式推行了。选用钛材的依据 据资料报道及有关出国考察报告介绍,国外真空制盐设备上首要选用不锈钢316L和蒙耐尔合金作为耐腐蚀材料,运用作用杰出。美国、日本和西欧各国还很多运用工业纯钛制作各种海水淡化设备,耐氯化物溶液腐蚀的各种换热器。因为钛材在各种浓度的氯化物溶液中具有极高的耐腐蚀功能,因此钛设备以用材少、重量轻、功率高而获得较好的技能经济效益。 为了处理设备的腐蚀问题,近几年来,国内有部分盐矿也用B10、B30铜镍合金作加热室管材,获得了较好的作用。但因为我国铜镍资源比较缺少,很多运用此种材料还存在必定的困难。为此有必要寻觅更适合我国资源条件的新的抱负的耐腐蚀材料。 在制盐提硝的出产过程中,作业条件比较复杂,在介质成份方面作为首要腐蚀介质的卤水中,所含盐分以氯化钠为主,一起也含有硫酸钠,硫酸钙、硫酸镁;卤水在蒸腾罐内的浓度呈保和状况,在顶水洗罐时又被稀释;在首效罐中温度可达139℃,而在冷冻提硝时老卤温度又降到一2—4℃,一起在管道中盐浆、硝浆又以不同的速度活动。所以寻觅的材料有必要满意上述作业条件的要求。 依据近十多年来国内外对工业纯钛的研讨的运用标明,钛材是在盐硝出产中能比较全面满意上述要求的一种抱负材料,因为: 1、实验室及出产实践证明,钛在不高于140℃的范围内,在各种浓度的氯化钠溶液中几乎是不被腐蚀的,比不锈钢316L和铜镍合金等都有高得多的耐腐蚀功能。 2、钛在高流速的介质中(含氯化钠)也具有很高的耐腐蚀性,因为钛具有敏捷修正其保护性氧化膜的才能,所以钛的耐腐蚀功能极强。 3、钛在硫酸钠溶液中和气、中的耐腐蚀功能也是杰出的,在各种温度、浓度下腐蚀速度小于0.13mm/年。 4、工业纯钛对触摸腐蚀、点腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀等都不灵敏。 5、钛因为表面氧化膜的浸润性很差,表面润滑而又无腐蚀,因此表面不易结垢,比其它金属要好。尽管钛的导热系数与不锈钢类似(导热系数为14千卡/平方、小时、℃),但钛耐腐蚀性好,能够挑选更薄的管壁,表面不易结垢,一般不会生成阻碍传热的膜状尘垢物,所以钛的传热功率是很高的。国外实验证明,钛的传热系数挨近水兵黄铜,适合于作热交换器材料。 75年9月,湘澧盐矿经过20多块钛试片实验,别离挂在蒸腾罐上循环管、盐浆泵出口、循环泵出口、蒸腾器、硝浆泵出口等处,经三个月出产运转,试片上没有腐蚀痕迹,表面亮光,证明在我矿详细的卤水成份、浓度、温度、压力等出产条件下,工业纯钛的功能是杰出的。
钛材在湘澧盐矿的应用(二)
2019-02-18 10:47:01
钛材运用作用
钛材在湘澧盐矿的运用以来,收效是明显的;(见表2) 1、延伸了设备的运用寿数,削减检修次数,节省能源,添加有用出产时刻。例如,芒硝车间的冷冻泵(6SH一6型)曩昔是用铸铁的,每三个月替换一次,叶轮寿数仅一个月。换上钛泵后,运转近6年,未发现腐蚀,仅叶轮稍有机械磨损,每年只需补焊一次,其他部位与装置时相同。又如蒸发器,运用5年未发现腐蚀,一起钛管还充分发挥了管壁润滑,不易结垢的优越性,洗蒸发器(洗罐)时刻可削减二分之一,下降了能耗,添加了有用出产时刻。再如,盐浆输送管,碳钢管用2个月,不锈钢管用6个月都产生点蚀、穿孔等现象,而钛管运用5年多尚无腐蚀,并且表面还保存有原雪白光泽。此外,其他凡用钛材的当地,设备及部件运用寿数,均比碳钢延伸数倍至数十倍,从根本上处理了盐硝出产中的跑冒滴漏现象,车间相貌为之一新。 2、运用钛材在经济上合理。为削减设备、材料费用,下降出产本钱供给了有利的条件。运用钛材一次出资虽较多,但从久远、从全面看,是经济的。例如,钛盐浆管,我矿77年5月开端,至今已装置Ø108*3,Ø89*3 等盐浆管道440m,运用5年多未发现腐蚀,还可运用多年。而不锈钢盐浆管运用寿数仅半年,从材料费用上看,以每m一次出资计:不锈钢管Ø89*4,152元/m(Ø108X 4.5,208元/m);钛材Ø89*3,445元/m,(Ø108*3,544元/m),钛材管运用5年多,未发现腐蚀,假如不锈钢管则需替换11次,计出资1672元(2288元),是钛材出资的3.76倍(4.2倍)。即运用钛材盐浆管,一年半即可回收一次出资。又如钛泵,77年3月芒硝车间开端用6SH-6钛冷冻循环泵,已运转5年零八个月未发现腐蚀,原用6SH-6铸铁泵运用寿数仅3个月,钛泵一次出资4770元/台,铸铁泵585元/台,如运转5年零8个月需替换铸铁泵22台,即需求投12870元,是钛泵一次出资的2.7倍,即运用钛泵2年零2个月即可回收一次出资。再如钛蒸发器,碳钢设备1.5万元/台,运用寿数10个月,钛材设备25万元/台,77年10月开端运用,至今完好无缺,预汁还能够运用10年,以运用寿数15年核算,可少用碳钢设备18台,合资金27万元,除掉钛设备一次出资外,尚可节省资金2万元。 钛材报价是不锈钢的4-5倍,但其比重仅为不锈钢的二分之一(钛比重4.51g/cm3,不锈钢比重7.93g/cm3),相同规格的设备,钛材比不锈钢材料用量削减一半。这样,钛材实践报价只要不锈钢的2-2.5倍。因为钛材耐腐蚀性强,制作设备时,在满意规划压力的前提下,材料厚度可适当选薄一些,也可节省出资。因为钛制品运用寿数长,削减设备更新费用和频频的检修费用,实践上节省了开支,下降了本钱。 湘澧盐矿已运用钛设备、钛铸件、钛盐浆管道共约60吨,与原运用碳钢、不锈钢、铜材比较,每年可节省设备替换费用35万元(钛设备按估计运用寿数核算,钛铸件和盐浆管道按已运用时刻核算)。假如加上因削减设备修理而节省的人工费用及辅助材料费用,以及添加产值,下降本钱的收益,其经济效益就愈加明显。 3、为进步盐、硝产品质量发明了有利条件。曩昔芒硝车间冷冻体系的首要设备腐蚀严峻,出产极不正常,芒硝产值低、质量差。向制盐车间供给的精卤达不到要求,以致产品精盐中含芒硝量超越部颁标准要求,严峻影响产品质量和厂商诺言。改用钛材设备、盐浆管道后,腐蚀问题基本处理,加上工艺及设备的技能改造,加强厂商管理,出产逐渐走向正常。芒硝产值的进步,满意了制盐出产需求的精卤,因此确保了精盐质量。81年精盐,一级品率到达73.85%。消除了三级盐,1982年精盐一级品率上升到93.93%。雪牌精制盐81年被评为湖南省优质产品。一起,芒硝质量也大进步,产品由滞销变为热销,求过于供。芒硝81年均匀硫酸钠含量上升为98.86%(其间出口无水芒硝中硫酸钠含量均匀99.3%)。钻塔牌无水硫酸钠82年被评为湖南省优质产品。82年9月份在轻工业部盐务总局同类产品评比中,湘澧盐矿芒硝被评为第一名。 总归,湘澧盐矿到77年3月运用钛材以来,的确收到了明显的经济效益。实践现已证明,钛材是盐、硝出产中优异的耐腐蚀材料,它能够延伸设备的运用寿数,有利于产品质量的安稳与进步,技能经济效益非常明显。能够承认, 钛材在真空制盐工业中的推广运用是有意义,有出路的。咱们决计把这项作业坚持下去,并不断总结、进步。
怎么增加黄铜的硬度
2019-05-29 19:27:42
怎样添加黄铜的硬度?黄铜怎样自己硬度?黄铜是咱们日子中常见的一种金属合金,在咱们印象中,黄铜的硬度一般都是不高的,相关于其他金属合金来说比较软,那么,有没有什么方法能够添加黄铜的硬度呢?下面小编就为我们带来添加黄铜硬度的!黄铜 怎样添加黄铜的硬度?在铝黄铜中添加微量钴研讨微量钴、冶炼铸造技术及制作技术参数对轧制法加工的带材的机械功能的影响.探究选用铝黄铜代替现在广泛运用的弹性铜合金材料.锡磷青铜的可行性. 研讨结果显现:钴能有用削减铸态合金的晶粒尺度、改动晶粒的形状,进步合金的抗拉强度、硬度,并确保合金具有较好的延展性.铝黄铜中添加0.4%钴.选用合理的制作技术加工出的黄铜带具有比锡磷青铜更优异的功能,0.25mm厚的带材,其抗拉强度可达840.4MPa,伸长率为2.8%,维氏硬度值为228,比特硬状况的QSn6.5-0.1带材的抗拉强度最大值(805MPa)进步了4.4%,满意弹性元件的运用要求;一起,因为该黄铜中含有22.7%的锌,可有用下降成本,具有实践使用价值. 黄铜管是由铜和锌所组成的合金。假如仅仅由铜、锌组成的黄铜就叫作普通黄铜。假如是由二种以上的元素组成的多种合金就称为特殊黄铜。如由铅、锡、锰、镍、铅、铁、硅组成的铜合金。黄铜有较强的耐磨功能。特殊黄铜又名特种黄铜,它强度高、硬度大、耐化学腐蚀性强。还有切削制作的机械功能也较杰出。由黄铜所拉成的无缝铜管,质软、耐磨功能强。黄铜无缝管可用于热交换器和冷凝器、低温管路、海底运送管。制作板料、条材、棒材、管材,铸造零件等。含铜在62%~68%,塑性强,制作耐压设备等。 怎样添加黄铜的硬度?依据黄铜中所含合金元素品种的不同,黄铜分为普通黄铜和特殊黄铜两种。压力制作用的黄铜称为变形黄铜。 1.普通黄铜管 (1)普通黄铜的室温安排普通黄铜是铜锌二元合金,其含锌量改变规模较大,因而其室温安排也有很大不同。依据Cu-Zn二元状况图(图6),黄铜的室温安排有三种:含锌量在35%以下的黄铜,室温下的显微安排由单相的α固溶体组成,称为α黄铜;含锌量在36%~46%规模内的黄铜,室温下的显微安排由(α+β)两相组成,称为(α+β)黄铜(两相黄铜);含锌量超越46%~50%的黄铜,室温下的显微安排仅由β相组成,称为β黄铜。 (2)压力制作功能α单相黄铜管(从H96至H65)具有杰出的塑性,能接受冷热制作,但α单相黄铜在铸造等热制作时易呈现中温脆性,其详细温度规模随含Zn量不同而有所改变,一般在200~700℃之间。因而,热制作时温度应高于700℃。单相α黄铜中温脆性区发作的原因主要是在Cu-Zn合金系α相区内存在着Cu3Zn和Cu9Zn两个有序化合物,在中低温加热时发作有序改变,使合金变脆;别的,合金中存在微量的铅、铋有害杂质与铜构成低熔点共晶薄膜散布在晶界上,热制作时发作晶间决裂。实践标明,参加微量的铈能够有用地消除中温脆性。 含锌量大于46%~50%的β黄铜因功能硬脆,不能进行压力制作。 (3)机械功能黄铜中因为含锌量不同,机械功能也不一样,图7是黄铜的机械功能随含锌量不同而改变的曲线。关于α黄铜,跟着含锌量的增多,σb和δ均不断增高。关于(α+β)黄铜,当含锌量添加到约为45%之前,室温强度不断进步。若再进一步添加含锌量,则因为合金安排中呈现了脆性更大的r相(以Cu5Zn8化合物为基的固溶体),强度急剧下降。(α+β)黄铜的室温塑性则一直随含锌量的添加而下降。所以含锌量超越45%的铜锌合金无实用价值。 2.特殊黄铜 为了进步黄铜的耐蚀性、强度、硬度和切削性等,在铜-锌合金中参加少数(一般为1%~2%,少数达3%~4%,极个别的达5%~6%)锡、铝、锰、铁、硅、镍、铅等元素,构成三元、四元、乃至五元合金,即为杂乱黄铜,亦称特殊黄铜。 铅黄铜:铅实践不溶于黄铜内,呈游离质点状况散布在晶界上。铅黄铜按其安排有α和(α+β)两种。α铅黄铜因为铅的有害效果较大,高温塑性很低,故只能进行冷变形或热挤压。(α+β)铅黄铜在高温下具有较好的塑性,可进行铸造。 锡黄铜:黄铜中参加锡,可明显进步合金的耐热性,特别是进步抗海水腐蚀的才能,故锡黄铜有“水兵黄铜”之称。锡能溶入铜基固溶体中,起固溶强化效果。可是跟着含锡量的添加,合金中会呈现脆性的r相(CuZnSn化合物),不利于合金的塑性变形,故锡黄铜的含锡量一般在0.5%~1.5%规模内。 常用的锡黄铜有HSn70-1,HSn62-1,HSn60-1等。前者是α合金,具有较高的塑性,可进行冷、热压力制作。后两种牌号的合金具有(α+β)两相安排,并常呈现少数的r相,室温塑性不高,只能在热态下变形。 锰黄铜:锰在固态黄铜中有较大的溶解度。黄铜中参加1%~4%的锰,可明显进步合金的强度和耐蚀性,而不下降其塑性。 锰黄铜具有(α+β)安排,常用的有HMn58-2,冷、热态下的压力制作功能相当好。 铁黄铜:铁黄铜中,铁以富铁相的微粒分出,作为晶核而细化晶粒,并能阻挠再结晶晶粒长大,然后进步合金的机械功能和技术功能。铁黄铜中的铁含量通常在1.5%以下,其安排为(α+β),具有高的强度和耐性,高温下塑性很好,冷态下也可变形。常用的牌号为Hfe59-1-1。 镍黄铜:镍与铜能构成接连固溶体,明显扩展α相区。黄铜中参加镍可明显进步黄铜在大气和海水中的耐蚀性。镍还能进步黄铜的再结晶温度,促进构成更细的晶粒。 以上便是今日小编为我们带来的关于“怎样添加黄铜的硬度”的介绍,期望能对各位有所协助。拓宽阅览:黄铜管体积的计算方法黄
铜价
格一斤?h85黄铜棒化学成分及其使用【组图】h65黄铜板特色及其应用范围【组图】铜及铜合金的标准-板材标准
钛材热挤压成形技术发展和应用现状
2019-01-24 09:36:27
热挤压工艺是利用挤压机上挤压杆传递的高压,对封闭在挤压筒中的坏料进行挤压成形为与模具形状相同的制品的一种先进塑性加工方法(常见金属热挤压过程如图1所示)。其具有提高金属的变形能力、制品综合质量高、产品范围广等优点。钛及钛合金属是难变形金属,又价格昂贵,因此热挤压工艺对生产大规格、厚壁或高要求钛管、钛棒、钛型材(以下简称钛挤压材)而言是最有发展前途的生产方法。图1 钢材热挤压过程简图
一、钛材热挤压成形技术的发展
钛是一种高活性金属,不仅在空气中加热极易污染,而且在一定的温度、压力和表面状态下具有和模具粘结的特性。钛的导热性差,热挤压时坯料表层与中心易产生较大温差,促使金属流动不均匀性加剧,这样表面层就产生较大的附加拉应力,在制品表面易形成裂纹。严重时,在挤压棒材及管材上可能产生大的中心挤压缩孔。同时,挤压钛及钛合金时热效应显著,不合适的挤压工艺对挤压品组织和性能有副作用。钛的弹性模量低,回弹严重,成型困难。因此钛合金挤压变形过程比铝合金、铜合金等其它有色金属挤压变形过程更为复杂。钛材热挤压工艺过程根据坯料是否包套有所区别,其主要工艺流程如图2所示。钛材热挤压技术发展至今,中外相关技术人员围绕提高钛挤压材质量和成材率、降低生产成本在坯料制备、坯料加热温度、挤压比、挤压速度、润滑及挤压模具等方面做了大量研究探索工作。图2 钛材热挤压工艺流程
(一)钛挤压坯锭的制备
钛及钛合金的挤压坯传统制造工艺一般是真空电弧熔炼铸锭经锻造或轧制成毛坯,然后经切削加工或热压力穿孔制成尺寸和表面质量符合要求的光坯。不经热穿孔直接挤压,荒管质量好,但成材率低。为提高钛挤压材的综合成材率,研究冶炼直接挤压的空心铸锭工艺是未来挤压钛材实现规模化生产一个发展方向。乌克兰E.O.Paton电焊研究所已研究出通过电子束冷床熔炼大型空心锭。目前,宝钛、宝钢特钢已引进等离子、电子束冷床炉,下一步应积极研究冶炼可直接挤压的空心铸锭工艺。
(二)钛挤压坯锭的加热
钛在空气中加热时易被气体污染,所以挤压坯锭加热时必须设法保护金属表面不受或少受气体污染。挤压坯锭的加热按其保护方法可分为包套加热、涂层加热、盐浴加热、玻璃熔体加热和常规加热等。目前,一般用感应加热。在制定加热工艺时,为了便于在最小的压力下实现快速挤压,应在能保证产品具有良好力学性能下用尽可能高的温度进行挤压。例如:对于工业纯钛,即使挤压温度高达1038℃,对其力学性能也无明显的影响目前,纯钛、α型及α+β型钛合金通常在低于合金的α+β/β相变温度20℃~100℃挤压。β型钛合金通常
采用高于相变温度挤压。
(三)钛挤压比的确定
挤压加工中,变形程度一般用挤压比(λ)表示。为了改善制品的组织和性能,很多文献都认为,挤压钛及其合金时应该采用较大的挤压比,其实,钛的挤压比相对较小,一般小于30。研究表明:TC4钛合金在两相区加热,采用3~10的挤压比,可得到综合性能良好的产品;而用相同温度加热,用28的挤压比时,由于变形热效应而使温度升高到α+β/β相变温度以上,使产品出现网状组织,材料综合性能变差。除考虑金属本身特点以外,还必须考虑设备能力和工模具的强度因素。同时,挤压比还受钛的润滑方式影响。一般采用玻璃润滑选用的挤压比包套挤压小。
(四)钛挤压速度的范围
与挤压温度、挤压比一样,挤压速度不仅影响挤压件的性能和表面质量,还影响挤压力。挤压时可达到的实际挤压轴速度根据钛合金成分、挤压温度和挤压比而变化。一般选用80~130毫米/秒中等速度挤压。速度对挤压的热效应的影响可用来保持挤压件的温度恒定。据国外文献报道,挤压速度级根据挤压件挤出的温度变化进行校正,温度用精密仪表记录。通过温度信息反馈,调节挤压速度。此外,还可通过理论模拟-程序控制挤压速度。通过计算机预先计算出温升规律,根据不同的产品,选择相应的程序进行等温挤压。
(五)钛挤压润滑剂的选用
润滑问题是国内外钛及钛合金热挤压技术的一个难点,也是一个研究热点。目前,使用的润滑剂主要有润滑脂、玻璃润滑剂和金属包覆三种类型。
润滑脂一般为加有稠化剂的矿物油。用润滑脂润滑剂方便、实用,可以挤出表面质量优良的钛材,但往往挤压制品的长度受到限制。挤压型材的最大长度限于3~4.5米。长挤压材末端易出现粘结缺陷。现在该方法多为小批量生产或与下面两种方法连用。
玻璃润滑挤压是目前世界上最先进的润滑工艺。自1941年发明至今已得到广泛应用。与其它润滑材料相比,玻璃润滑剂具有导热系数低,隔热性能好,高温附着性能好,耐压能力高,化学性能稳定性好,与金属不起反应,能防止金属被气体污染等优点。因此,它是最具有发展潜力的润滑材料。目前,世界上普遍采用玻璃润滑挤压。我国虽然也很早开展玻璃润滑剂的研究,但还未达到工业化应用水平。
钛及钛合金热挤压还可以采用金属包覆润滑。主要是在坯料外面包覆铜、软钢或其它金属,也可喷涂铜。采用铜包覆挤压,当金属加热温度超过850℃时,在钛与铜的界面上会生成一种Ti-Cu共晶组织,该组织为脆性物质,不仅起不到润滑的作用,反而会破坏正常的挤压。因此,该方法一般只限于纯钛挤压。此外,金属包覆挤压工序复杂,成本高,酸洗过程环境污染严重。
(六)钛挤压工模具的使用
与挤压其它金属一样,挤压钛管材时一般用平面模具。为提高模具的使用寿命和改善润滑条件,模具一般预热到300℃~400℃。正常情况下每副挤压模的使用寿命在20次左右。模具材料和加工成本非常高,因此为降低钛挤压材的加工成本必须对模具材料和模具结构进行研究。对于型材挤压,为提高薄壁型材尺寸精度和工模具耐磨性,俄罗斯轻合金研究院曾研究在挤压模具工作表面用气体火焰法和等离子法涂敷了不同金属的碳化物和氧化物涂层,结果表明普通工具钢上涂敷0.05~0.1毫米厚的钼底层,再以等离子法涂敷二氧化锆涂层的模具性能最佳,制出了断面单元厚度为2毫米,公差为0.5毫米的高强钛合金型材。采用带陶瓷涂层的模具配合使用玻璃润滑剂,成为了成批生产是薄壁型材的一个重要因素。
表 钛及钛合金棒材的挤压参数需要指出的是,钛及钛合金优质产品的挤压,要求在保持工具有满意寿命的条件下制定正确的生产工艺,即要求温度、挤压速度、挤压比及润滑方式的配合。上表列举了典型钢种挤压棒材的参数。
二、钛挤压材的生产与应用
20世纪50年代,伴随着钛开始工业化生产,热挤压成形技术在钛材生产中得以快速应用和发展。经过几十年的发展,俄罗斯、美国、英国等国家用挤压法除了可以生产钛及钛合金管、棒材以外,还可挤压种类繁多的钛及钛合金型材。这些型材不仅是角材、丁字形材、槽形管材,还包括各种各样的异型材、变断面型材,甚至尺寸公差,表面质量达到可不进行机械加工的程度。
俄罗斯的钛合金的试验工作始于1953年,在上世纪60年代为迅速发展的航空技术提供各种各样的薄壁型材、翼翅型材、空心型材、大型型材和壁板等。自此俄罗斯钛挤压型材技术处于世界先进水平。其生产的钛合金牌号达十几种,规格达两千多种。例如:生产的OT4、OT4-1、BT20、BT14、BT15合金薄壁型材,其腹板厚度为1.5~5毫米,腹板厚度公差为0.5毫米。俄罗斯上萨尔达冶金联合生产企业(VSMPO)挤压管、棒和型材除国内使用外,也大量出口美国和欧洲飞机制造和供应厂家。除航空航天外,VSMPO公司生产的含Pd,Ru的合金Ti-6Al-4V合金管还用于了石油开采。
美国的大直径钛合金挤压管生产居世界领先水平。美国将直径(48~610)毫米×26毫米×2600毫米的Ti-6Al-4V-Ru合金管用做地热、海上钻井管道。美国RMI公司生产的直径650毫米×(22~25)毫米×35000毫米超长Ti-3Al-2.5V-Ru合金管用于海底石油开采。此外,在挪威北海钻井支撑平台立管用的是直径600毫米×25毫米×15000毫米的Ti-6Al-4V ELI合金管。国际上对钛型管的研发比较迟缓,只有美国Titanium Sports Technology公司采用挤压和拉伸法,生产出正方形、长方形、三角形、椭圆形、五角形、六角形和八角形等多种形状的型管,成为世界上唯一一家生产钛型管的公司。目前钛型管的应用还不够广泛,用量不大,但在建筑、体育休闲及特殊工程等领域,存在较大的潜在市场。
我国钛及钛合金挤压生产开始于20世纪60年代末。当时,宝钛公司和长城钢厂分别从德国引进了一台3150吨可挤压钛合金的热挤压机。经过近40年发展,宝钛公司可挤压钛及钛合金的各种规格的管、棒材及简单断面的型材及复合材,牌号达几十种。这些产品已广泛应用于航空、航天、卫星以及能源、化工等国民经济的各个部门。但是还应该看到,我国与先进国家相比,还存在较大差距,较复杂断面的型材还不能生产。近几年,随着化工等民用领域对高质量钛管需求剧增,西部钛业、浙江五环等公司先后引进了主要用于挤压钛管的挤压机。2009年10月,宝钢特钢从德国引进的世界先进水平的6000T挤压机投产(如图3),为我国生产大规格钛管和型材提供了必需的装备,标志着我国钛材挤压设备上了一个新台阶。图3 宝钢6000T热挤压机
三、结束语
我国钛热挤压技术发展缓慢,和国外存在较大差距。开发有竞争力的钛挤压材,提高我国钛挤压材整体水平,建议应首先从以下四个方面着手解决:
(一)利用冷床炉进行空心铸锭管坯的研究。如前所述,按照目前的管坯制造方法,已不适应建设资源节约型社会的发展要求,为此要积极开展冷床炉冶炼空心管坯工艺研究,简化工序,降低成本,提高市场竞争力,势在必行。
(二)高温润滑剂的研究。润滑剂对于热挤压成形产品质量和生产成本有着重要影响,因此,研究适合于不同材料的润滑剂,以提高产品的综合质量,减轻模具磨损是目前迫切需要解决的问题。
(三)模具材料和模具结构设计研究。热挤压时,模具承受高温高压和强摩擦复合作用,严重影响了模具的使用寿命、产品的质量和生产成本。因此,对模具材料和模具结构设计方法研究,也是今后需要解决的问题之一。
(四)积极开拓钛挤压材市场。钛挤压材将在飞机制造、海洋工程、体育休闲等行业有非常大的需求潜力。现在钛挤压材生产与设计应用单位结合并不紧密,大家应共同努力提高我国钛挤压材整体水平。
紫铜硬度
2017-06-06 17:50:09
紫铜的硬度根据它的不同品种各有大小,现在
市场
上有很多测量紫铜硬度的仪器。WBB75是轻便的紫铜硬度计,可以现场快速测试软
金属
硬度的仪器。测试迅速,简便,一卡即可,硬度值直接读出,符合中国
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标准YS/T471。 WBB75系列铜合金韦氏硬度计可以测试型材、管材和板材,测试过程对工件无损伤,并且不必取样。特别适于在生产现场、销售现场或施工现场对产品进行快速无损的硬度检查。 WBB75适于测试黄铜和超硬铝合金材料。 WBB75适于测试退火黄铜和紫铜上材料。 W-B75b、W-BB75b型仪器分别是W-B75和W-BB75型仪器的细管专用型,仪器砧座减小到Ф5.8mm,可测试内径6mm以上的细管材。 标准硬度块经过标准硬度机的检测,附有检测报告。WBB75紫铜硬度计用 途* 确定工件有无热处理,检查热处理效果,判定工件力学性能是否合格。* 测试不便送到实验室的过长、过重工件或装配件。* 确定工件是否为不适当的合金加工而成,判定材料合金成份是否合格。* 区分材料的硬度级别。判断材料的退火、1/8硬、1/4硬、1/2硬、全硬等各种热处理状态。 WBB75紫铜硬度计主要技术参数 量 程:0-20HW 精 度:0.5HW 重 量:0.5kg 试样尺寸:厚 度:0.4mm-6mm 管材内径:?10mm以上 WBB75紫铜硬度计标准配置 主 机: 1台 标准硬度块: 1块 校正 扳手: 1个 备用 压针: 1支 小螺 丝刀: 1个 仪 器 箱: 1个 WBB75紫铜硬度计可选附件标准硬度块 ) 备用压针 表头玻璃片 仪器选型型号 试样范围/直径 mm 净重 Kg 总重 Kg 包装尺寸 mm W-B75 厚度:0.4 ~6mm,内径≥10mm 0.5 1.1 280×230×80 W-BB75 厚度:0.4 ~6mm,内径≥10mm 0.5 1.1 280×230×80 W-B75b 厚度:0.4 ~6mm,内径≥6mm 0.5 1.1 280×230×80 W-BB75b 厚度:0.4 ~6mm,内径≥6mm 0.5 1.1 280×230×80想要了解更多关于紫铜硬度的信息,请继续浏览上海
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网。
白铜硬度
2017-06-06 17:50:03
白铜硬度先看白铜的介绍: 白铜是以镍为主要添加元素的铜基合金,呈银白色,有
金属
光泽,故名白铜。铜镍之间彼此可无限固溶形成连续固溶体,即不论彼此的比例多少,而恒为α--单相合金。当把镍熔入红铜里,含量超过16%以上时,产生的合金色泽就变得洁白如银,镍含量越高,颜色越白。白铜中镍的含量一般为25%。优势与缺点: 纯铜加镍能显著提高强度、耐蚀性、硬度、电阻和热电性,并降低电阻率温度系数。因此白铜较其他铜合金机械及物理性能都异常良好,延展性好、硬度高、色泽美观、耐腐蚀、富有深冲性能,被广泛使用于造船、石油化工、电器、仪表、医疗器械、装饰工艺品等领域,并还是重要的电阻及热电偶合金。白铜的缺点是主要添加元素——镍属于稀缺的战略物资,
价格
昂贵。分类:一、复杂白铜: 加有锰、铁、锌、铝等元素的白铜合金称复杂白铜(即三元以上的白铜),包括铁白铜、锰白铜、锌白铜和铝白铜等。在复杂白铜中,第二个主要元素符号及铜含量以外的成分数字组表示各种元素的含量。如BMn3-12表示镍含量约为3%,锰含量约为12%。复杂白铜有4个型号: ①铁白铜:型号有BFe5-1.5(Fe)-0.5(Mn)、Bfe10-1(Fe)-1(Mn)、Bfe30-1(Fe)-1(Mn)。铁白铜中铁的加入量不超过2%以防腐蚀开裂,其特点是强度高,抗腐蚀特别是抗流动海水的能力可明显提高。 ②锰白铜:型号有BMn3-12、BMn4.0-1.5、BMn43-0.5。锰白铜具有低的电阻温度系数,可在较宽的温度范围内使用,耐腐蚀性好,还具有良好的加工性。 ③锌白铜:型号有BZn18-18、BZn18-26、BZn18-18、BZn15-12(Zn)-1.8(Pb)、BZn15-24(Zn)-1.5(Pb)。锌白铜具有优良的综合机械性能,耐腐蚀性优异、冷热加工成型性好,易切削,可制成线材、棒材和板材,用于制造仪器、仪表、医疗器械、日用品和通讯等领域的精密零件。 ④铝白铜:型号有Bal13-3、Bal16-1.5。是以铜镍合金为基加入铝形成的合金,密度8.54—0.3。合金性能与合金中镍量和铝量的比例有关,当Ni:Al=10:1时,合金性能最好。常用的铝白铜有Cu6Ni1.5Al,Cul3Ni3Al等,主要用于造船、电力、化工等工业部门中各种高强耐蚀件。二、普通白铜: 铜镍二元合金(即二元白铜)称为普通白铜。 在普通白铜中,字母B表示加镍的含量,如:B5表示镍含量为约5%,其余约为铜含量。型号有B0.6、B19、B25、B30。三、工业白铜: 工业用白铜分为结构白铜和精密电阻合金用白铜(电工白铜)两大类。(1)、结构白铜: 结构白铜的特点是机械性能和耐蚀性好,色泽美观。结构白铜中,最常用的是B30、B10和锌白铜。另外,还有铝白铜、铁白铜和铌白铜等。B30在白铜中耐蚀性最强,但
价格
较贵。铝白铜的性能同B30接近,
价格
低廉,可作B30的代用品。锌白铜于15世纪时就已在中国生产使用,被称为“中国银”,所谓镍银或德银也属此类锌白铜。锌能大量固溶于铜镍之中,能产生固溶强化作用,且抗腐蚀。锌白铜加铅以后能顺利的切削加工成各种精密零件,故广泛使用于仪器仪表及医疗器件中。这种合金具有高的强度和耐蚀性,弹性也较好,外表美观,
价格
低廉。铝白铜中的铝能显著提高合金的强度及耐蚀性,其析出物还可产生沉淀硬化作用。 结构白铜广泛用于制造精密机械、化工机械和船舶构件。(2)、精密电阻合金用白铜(电工白铜): 精密电阻合金用白铜(电工白铜)有良好的热电性能。BMn 3-12锰铜、BMn 40-1.5康铜、BMn 43-0.5考铜以及以锰代镍的新康铜(又称无镍锰白铜,含锰10.8~12.5%、铝2.5~4.5%、铁1.0~1.6%)是含锰量不同的锰白铜。锰白铜是一种精密电阻合金。这类合金具有高的电阻率和低的电阻率温度系数,适于制作标准电阻元件和精密电阻元件。是制造精密电工仪器、变阻器、仪表、精密电阻、应变片等用的材料。康铜和考铜的热电势高,还可用作热电偶和补偿导线。根据《工程材料实用手册 铜合金 精密合金 粉末冶金及无机涂层材料》工程材料实用手册编辑委员会 1989年9月第1版 中国标准出版社page257 15-20锌白铜(BZnl5—20) 软态硬度HRB22~HRB55;半硬态硬度HRB80;硬态的硬度HRB87~HRB90;page262 30-1-1铁白铜 (BFe30-1)硬态的硬度HRB85或者HB100kgf/mm2;page269 28-2.5-1.5镍铜合金 (NCu28-2.5-1.5) 软态硬度HB135kgf/mm2;硬态的硬度HB210kgf/mm2;更多白铜硬度信息请详见上海
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黄铜硬度
2017-06-06 17:50:03
黄铜硬度介绍黄铜是由铜和锌所组成的合金。如果只是由铜、锌组成的黄铜就叫作普通黄铜。如果是由二种以上的元素组成的多种合金就称为特殊黄铜。如由铅、锡、锰、镍、铅、铁、硅组成的铜合金。黄铜有较强的耐磨性能。特殊黄铜又叫特种黄铜,它强度高、硬度大、耐化学腐蚀性强。还有切削加工的机械性能也较突出。由黄铜所拉成的无缝铜管,质软、耐磨性能强。黄铜无缝管可用于热交换器和冷凝器、低温管路、海底运输管。制造板料、条材、棒材、管材,铸造零件等。含铜在62%~68%,塑性强,制造耐压设备等。 根据黄铜中所含合金元素种类的不同,黄铜分为普通黄铜和特殊黄铜两种。压力加工用的黄铜称为变形黄铜。C3604是日本工业标准的牌号, 其铜含量为 57-61%, 铅含量为 1.8-3.7%. 铁和锌小于等于1%,余量为锌。硬度大于等于HV80(维氏硬度)。以上是黄铜硬度介绍,更多信息请详见上海
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