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。
钛基复合材在F-16战机上的应用
2019-02-15 16:44:47
据美国《防务与航宇网站》2003年6月30日报导,荷兰飞机起落架开发公司SP航宇已完成了飞机起落架的验证飞翔。据该公司称,这是榜首架选用钛金属基复合材料起落架的飞机。上星期荷兰皇家空军在F-16进步行了装置钛金属基复合材料主起落架下部后撑杆的试飞,该实验是2001年展开的相似的树脂基复合材料件验证作业的持续。SP公司还为NH90直升机制作了这种起落架,而且为NH90的主起落架制作了两个树脂基复合材料撑杆验。据SP公司技能开发部司理Tjaard Sijpkes称,选用树脂基复合材料和钛基复合材料制作起落架,与300M钢比较可取得显着减重,"空心的树脂基复合材料结构大约1.5厘米厚,较之标准的26千克的300M钢约轻5千克。" F-16后撑杆的标准分量为7.7千克,"SP公司已在2001年的树脂基复合材料代换件上取得35%的减重效益,并将经过钛基复合材料到达减重40%的意图。事实上咱们可以使钛基复合材料后撑杆的分量降至4.2千克,但咱们在初次试飞时采取了比较保存的情绪。" 他对这种材料的远期使用远景非常达观,"在批量到达1000件的时分,树脂基复合材料较之相应的300M钢起落架零件本钱下降15%,因为咱们选用高压树脂打针,因而对零件尺度没有约束。 "制作进程问题不大,但Sijpkes称仍需加强对这种材料损害容限的了解。裂纹检测及寿数猜测关于安全寿数零件是至关重要的。"例如,咱们需求了解在钛基复合材料零件上需求什么样的保护性钛合金涂层,以避免遭到外来冲击损害。 "但是,钛金属基复合材料技能的费用较高,约为300M钢的3倍。Sijpkes称:"该项技能每千克减重需花费4650美元,间隔战斗机设计师所能认可的目标并不远。"他说现在公司正在与首要的起落架制作商就SP公司的经历施行工程化进行商量,而且看好将其用于洛?马公司的F-35联合攻击机。
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。
铝扣板饰材的运用
2018-12-29 16:56:48
铝扣板饰材的运用:
1、弥补原建筑结构的不足。如果层高过高,会使房间显得空旷,可以用吊顶来降低高度;如果层高过低,也可以通过吊顶进行处理,利用视觉的误差,使房间“变”高。有些住宅原建筑房顶的横梁、暖气管道露在外面很不美观,可以通过吊顶掩盖以上不足,使顶面整齐有序而不显杂乱。铝扣板,铝扣板吊顶,铝扣板价格
2、增强装饰效果。吊顶可以丰富顶面造型,增强视觉感染力,使顶面处理富有个性,从而体现独特的装饰风格。铝扣板,铝扣板吊顶,铝扣板价格
3、丰富室内光源层次,达到良好的照明效果。有些住宅原建筑照明线路单一,照明灯具简陋,无法创造理想的光照环境。吊顶可以将许多管线隐藏起来,还可以预留灯具安装部位,能产生点光、线光、面光相互辉映的光照效果,使室内增色不少。铝扣板,铝扣板吊顶,铝扣板价格
4、隔热保温。顶楼的住宅如无隔温层,夏季阳光直射房顶,市内的温度会很高,可以通过吊顶加一个隔温层,起到隔热降温的作用。冬天,它又成了一个保温层,使室内的热量不易通过屋顶流失。铝扣板,铝扣板吊顶,铝扣板价格
5、分割空间。铝扣板 吊顶是分割空间的手段之一。通过吊顶,可以使原来层高相同的两个相连的空间变得高低不一,从而划分出两个不同的区域。如客厅与餐厅,通过吊顶分割,既可以使两部分分工明确,又使下部空间保持连贯、通透,一举两得。
铜合金材
2017-06-06 17:50:05
NBC铜合金材料属析出性硬化特种合金,通过严格铸造工艺和(Cr,zr,Ti,Be,Ni)成份控制、热处理工艺以及锻压变形量。其主要性能指标为:硬度(HRB)≥100,导电率(MS/M)≥30,软化温度(℃)≥650。该厂生产的NBC铜合金材料属国家级新产品,被认定为一九九九年度国家级新产品,具有良好的导电性、导热性、高强度、高硬度、抗熔性、高温热稳定性、无磁性以及撞击时不产生火花等特点。将其制成电极,工作端不易变形,修整次数少,使用寿命高,节约用电,将其制成气焊和气割的烧嘴,高温热稳定性良好,工作稳定,寿命长;将其制成冶金工业中连铸生产线上的结晶器。性能可靠,使用寿命长;将其制成塑胶和玻璃成型模具,可提高生产效率,同时使制成品表面光洁美观;将其制成防火、防爆等安全阀门和安全工具,确保安全。NBC铜合金材料广泛应用于航空航天、汽车、摩托车、自行车、造船、冶金、石油、化工、不锈钢型材、铝型材、制罐、电风扇、空调机、电冰箱、热水器、电子柜和餐具等
行业
。它是最新一代电阴焊电极材料和铜合金材料,可取代昂贵的进口产品,年节约外汇百万美元,社会效益和经济效益非常显著。投资者要求:熟悉铜合金领域,并投资100万之内用于扩大生产规模。 铜合金线材的品种、主要用途和发展趋势。铜合金线材按照合金牌号分为黄铜线、青铜线和白铜线。 近年来,铜合金线的合金品种增加很快,青铜、白铜和特殊合金线的利用空间远高于普通的黄铜线,已成为线材发展的热点。铜合金线的主要品种有条帽铅黄铜线、接插件用青铜线、圆珠笔芯线、镜架线、保护气体焊丝、铜磷焊丝和铜银焊丝等,广泛应用于IT
产业
、汽车、机械、电气、服装、装饰、五金、航空和航天等诸多领域。目前世界上铜合金线材
市场
需求的增长速度,高于板带、管棒等铜材品种。铜合金线材占铜线材的比例为5% ~6% ,占铜加工材的比例为2% ~3%。根据有关统计资料, 目前世界上铜合金线材的总体规模大约为50万吨左右,主要生产国及出口国为美国、日本和德国¨ 。2000年,美国、日本和德国合金线材的生
产量
分别为12.85万吨、4.7万吨和3.96万吨; 出口量分别为4.46万吨、1.65万吨和1.41万吨。 我国铜合金线的生产企业遍布全国,各企业技术装备水平参差不齐。主要生产企业有广州金一佰有限公司、上海棒线总厂、上海斯米克公司、宁波
有色
合金有限公司,宁波金田有限公司、南京合金线材厂等厂家。2001年,上述企业的铜合金线
产量
约达5万吨。1997年~2001年的五年间,我国铜合金线材的
产量
分别为3.40万吨、4.56万吨、5.9万吨、7,2万吨和8.15万吨,年平均增幅达20%以上 。 铜合金线材的应用铜合金线材的主要应用领域为拉链制造业、气门芯、条帽线制造业、焊料制造业、眼镜框制造业、接插件制造业、饰件、按纽、钟表制造业及汽车制造业等。这几个
行业
对铜合金线的需求量为7.1万吨,占铜合金线需求量的81% ,其中需求量最大的为拉链制造业,年需求铜合金线约2万吨以上,其次为气门芯、条帽线制造业,年需求量约为1.5万吨 。黄铜线材具有高强、耐蚀、易切削和低成本等特点,主要应用于制造各种建筑配件、制锁、接插件、端子、镜架、拉链、条帽和弹簧等领域,其发展方向是充分利用合金的各种边角余料,在黄铜线中加入铬元素,生产低成本、易切削、高性能的黄铜线和型线。 青铜线材主要应用于制造弹性元件、高耐磨的接插件和端子、仪表游丝、张丝、养护焊接耐磨和耐蚀件、
金属
制网等领域。近年来,由于信息
产业
的迅猛发展,锡青铜线的需求量迅速增加,其发展方向是提高线材强度,如将锡的含量提高到9% ,即可替代铍青铜、白青铜。青铜线材的另一大发展方向是作为高强度工件的氩弧焊接用焊丝, 其中QAL7、QAL9.2、QAL9.4、QAL10.4.4、QAL10.等合金焊丝的
市场
需求量近年来骤增。 锌白铜具有耐蚀性能好、表面光洁、美观、强度中等以上、弹性好、易焊等优点,可作为结构体、紧固件、弹性元件、接插件等,广泛应用于眼镜配件、服装辅材、精密仪器、仪表、医疗器械和通讯等
行业
。随着我国经济的发展,其用量正在逐年增加。根据铜合金线应用领域的发展趋势分析,可以看出,铜合金线在汽车制造业、接插件制造业、电极丝制造业、高能电池制造业、仪器仪表制造业等
行业
中,具有广阔的发展前景。其合金线需求量的增长速度均超过10%,高于合金线需求量的平均增长速度。首先,电子通讯和IT
产业
在未来几年内仍将呈高速发展态势。专家预计,计算机及其网络将会呈现几何级数增长,因此,接插件用合金线材需求量将会大幅增加,目前的年需求量大约在5000吨左右,未来将以l8%的增速增长;其次,随着汽车工业的发展,汽车工业用铜合金的需求量也将具有较高的增长速度,目前年需求量为3000吨左右,未来将以20% 左右的增速增长;第三,铜银合金以其高导电率、耐磨性、耐高温和耐腐蚀等性能,在制作绕线端子和焊丝方面大有用武之地,焊丝焊料用合金线年需求量约为1万吨以上,未来将以8%的增速增长;第四,自行车条帽、气门芯、笔芯、电池、拉链等日常生活低值易耗品,虽然保持在4% ~6% 的增幅,但需求量大,
市场
相对稳定;第五,高能电池制造业、电极丝制造业的合金线需求量, 目前不是太大,但有较高的发展空间,对合金线需求量的增速均在l0% 以上;第六,制锁业、弹簧、垫圈制造业作为合金线材应用的传统
行业
之一,需求将稳中有升。铜合金线材的主要生产工艺黄铜线材的生产工艺在生产上应用的黄铜线主要有扁线和圆线,中小企业主要生产方法有:水平连铸.多模拉伸法。主要生产工艺如下:水平连铸一连拉连刨一低氧退火一稀酸洗一多模拉伸一I I光亮退火一检验、包装、入库加工性能简单黄铜塑性好,可冷热压力加工,其室温伸长率随着zn含量的增加而增加,至30% 一32%zn时,达到极大值。所有黄铜在200℃ 一700℃之间的某一温度范围内,均出现脆性区。黄铜存在脆性区,其原因很多,其中之一,是受微量杂质的影响。一般黄铜的冷态加工性能和黄铜的成分、组织有关。a黄铜(尤其是Cu:67% ~68%)具有很高的室温塑性,两次退火之间的加工率可达~70%或~90% (线材)。二相黄铜易于加工硬化,且随着二相的增加,塑性剧烈下降。冷加工时要严格控制加工率,防止材料表面开裂。在工业生产中a黄铜两次退火之间的加工率一般控制在~65% ;二相黄铜一般控制在~55% ;为进一步善产品质量,一般采取多道次低加工率法(多模拉伸法)生产,道次延伸率控制在~1.15。生产中杂质的影响几种杂质对黄铜生产中的影响如下 :铁:作为杂质存在,对力学性能没有显著影响。铁在黄铜中的溶解度极小,它常以富铁相杂质点分布在基体中,具有细化晶粒的作用。做抗磁用黄铜零件时,Fe<0.03%。铅、铋:铅在简单黄铜中是有害杂质,它以颗粒状分布在晶界或易熔共晶上,当a黄铜的含铅量>0.03% 时,使黄铜在热加工时出现热脆性,但对冷加工性能无明显影响,铋亦一样。锑:随着温度的降低,锑在a黄铜中的溶解度急剧减少,析出脆性化合物cu sb,呈网状,严重损害黄铜的冷加工性能。磷:很少固溶于cu.zn合金,在a黄铜中磷若超过0.05% ~0.06% ,就会出现脆性相Cu P,降低黄铜塑性。砷:室温时砷在黄铜中的溶解度<0.1% ,过量则产生脆性化合物cu As,分布在晶界上,降低黄铜塑性。含0.02% ~0.05%As,可防止黄铜脱锌,提高耐蚀性。青铜线材的工艺中小企业生产青铜线材的主要方法为:水平连铸/上引一冷轧 多模拉伸法:水平连铸/上引一冷轧、压扁一多模拉伸法等。生产工艺如下:水平连铸/上引一冷轧一低氧退火一拉刨一低氧退火一稀酸洗一多模拉仲一检验、包装、入库。 加工性能<br /
铅合金材
2017-06-06 17:50:00
铅合金材lead alloys ,是以铅为基加入其他元素组成的合金。按照性能和用途,铅合金材可分为耐蚀合金、电池合金、焊料合金、印刷合金、轴承合金和模具合金等。铅合金材主要用于化工防蚀、射线防护,制作电池板和电缆套。 铅合金材的变形抗力小,铸锭不需加热即可用轧制、挤压等工艺制成板材、带材、管材、棒材和线材,且不需中间退火处理。铅合金材的抗拉强度为3~7 kgf/mm2,比大多数其他金属合金低得多。锑是用于强化基体的重要元素之一,仅部分固溶于铅,既可用于固溶强化,又能用于时效强化;但如果含量过高,会使铅合金材的韧性和耐蚀性变坏。从综合性能考虑,铅合金材用于制作化工设备、管道等耐蚀构件时,以含6%左右为宜;用于制作连接构件时,以含锑8%~10%为好。铅锑合金加入少量的铜、砷、银、钙、碲等,可增加强度,称为硬铅。由于铅合金的剪切、蠕变强度低,在一定的载荷和滚动切变作用下,铅合金材易于变形并减薄成为箔状;且铅合金的自润性、磨合性和减震性好,噪声小,因而是良好的轴承合金。铅基轴承合金和锡基轴承合金统称为巴氏合金,可制作高载荷的机车轴承。含砷高达2.5%~3%的铅合金,适于制作高载荷、高转速、抗温升的重型机器轴承。 铅合金材具有不易被X和γ射线穿透的特性,可作放射性工作的防护材料。 铅合金材的烟尘有毒,熔铸时要有良好的防护措施。 铅广泛应用于各种工业,大量用来制造蓄电池;在制酸工业和冶金工业上用铅板、铅管作衬里保护设备;电气工业中作电缆包皮和熔断保险丝。含锡、锑的铅合金用作印刷活字,铅锡合金用于制造易熔铅焊条,铅板和镀铅锡薄钢板用于建筑工业。铅对X射线和γ射线有良好的吸收性,广泛用作X光机和原子能装置的保护材料。汽油内加入四乙基铅可提高其辛烷值。用作颜料的铅化合物有铅白、铅丹、铅黄、密陀僧等。盐基性硫酸铅、磷酸铅和硬脂酸铅用作聚氯乙烯的稳定剂。还用在橡胶、玻璃、陶瓷工业,醋酸铅用于医药部门。 更多关于铅合金材的资讯,请登录上海有色网查询。
钛的冶炼
2019-03-05 09:04:34
钛在1791年被发现,而第一次制得纯洁的钛却是在1910年,中间阅历了一百余年。原因在于:钛在高温下性质非常生动,很易和氧、氮、碳等元素化合,要提炼出纯钛需求非常严苛的条件。 工业上常用硫酸分化钛铁矿的办法制取二氧化钛,再由二氧化钛制取金属钛。浓硫酸处理磨碎的钛铁矿(精矿),发作下面的化学反应: FeTiO3+3H2SO4 == Ti(SO4)2+FeSO4+3H2O FeTiO3+2H2SO4 == TiOSO4+FeSO4+2H2O FeO+H2SO4 == FeSO4+H2O Fe2O3+3H2SO4 == Fe2(SO4)3+3H2O 为了除掉杂质Fe2(SO4)3,参加铁屑,Fe3+ 复原为Fe2+,然后将溶液冷却至273K以下,使得FeSO4·7H2O(绿矾)作为副产品结晶分出。 Ti(SO4)2和TiOSO4水解分出白色的偏钛酸沉积,反应是: Ti(SO4)2+H2O == TiOSO4+H2SO4 TiOSO4+2H2O == H2TiO3+H2SO4 锻烧偏钛酸即制得二氧化钛: H2TiO3 == TiO2+H2O 工业上制金属钛选用金属热复原法复原。将TiO2(或天然的金红石)和炭粉混合加热至1000~1100K,进行氯化处理,并使生成的TiCl4,蒸气冷凝。 TiO2+2C+2Cl2=TiCl4+2CO 在1070K 用熔融的镁在氩气中复原TiCl4可得多孔的海绵钛: TiCl4+2Mg=2MgC12+Ti 这种海绵钛通过破坏、放入真空电弧炉里熔炼,最终制成各种钛材。
铍铜带材
2017-06-06 17:50:06
铍铜带材,就是以铍铜为材料的带材。带材就是长宽比很大的成卷供应的带状
金属
材。宽度大于600mrn者称为宽带材,小于600mm的带材称为窄带材。带材厚度可薄至0.001mm。带材由热轧法和冷轧法生产。热轧法生产的带材厚度较大,冷轧法可获得热轧法不能生产的表面质量好、尺寸精确、力学性能高的更薄规格的带材。带材可以看做是宽度小于板材的钢材,其外形特点、生产方法和用途与板材基本相同。铍铜带材是力学,,物理,化学综合性能良好的一种合金, 铍青铜材料经过淬火调质后,具有高的强度,弹性,耐磨性,耐疲劳性和耐热性,同时铍青铜还具有很高的导电性,导热性,耐寒性和无磁性,铍铜材料碰击时无火花, 铍青铜易于焊接和钎焊,在大气,淡水和海水中耐腐蚀性极好,铍铜合金是一种不可多得的合金。铍铜带材可以制作电子接插件触点,制作各种开关触点,制作重要的关键零部件,如膜盘,膜片,波纹管,弹簧垫圈,微电机电刷及整流子,电插接件,开关,触点,钟表零件,音频元件等. 铍青铜牌号有:QBe2.0、C17200、C17300、C17500、C17510等。铍铜带材的物理特性:性能合金 QBe2.0 CuBe10 CuBe7 密度 g/cm at 20℃ 8.26 8.75 8.75 热膨胀系数 at20-300℃ 1.78x10 -5 1.76x10 -5、1.75x10 -5 比热 Cal/g ℃ at 20℃ 0.1 0.1 0.1 导电率 %IACS at 20℃ 22 48 38 纵弹性模量 LME MPa 130000、135000 127000 横弹性模量 TME MPa 50000 52500 49000 热导率 Cal/cm sec ℃ at 20℃ 0.2-0.31 0.40-0.62 0.40-0.60想要了解更多铍铜带材的相关资讯,请浏览上海
有色
网(
www.smm.cn
)铜频道。
铜合金带材
2017-06-06 17:50:05
铜合金带材 集成电路(IC)是现代电子信息技术的核心,是现代科学技术发展的重要标志之一。集成电路的基础材料包括芯片、引线框架和封装材料,其中引线框架起到支撑芯片、连接外部电路和散热的作用。随着集成电路向大规模、超大规模以及线路高集成化、高密度化方向的迅速发展,引线框架也向短、小、轻、薄方向发展,这就要求引线框架材料具有高强度、高导电导热性以及良好的焊接性、耐蚀性、加工成型性、塑封性能、光刻性、抗氧化性等一系列综合性能。铜合金以其优异的综合性能而成为重要的引线框架材料,目前,铜合金引线框架材料已经占到总量的80%左右。铜合金引线框架材料主要是采用复杂合金化原则,通过向铜中加入少量、多元的合金元素,在小幅度降低导电率的前提下,提高合金的强度和综合性能。添加元素在铜中的固溶度随着温度降低有很大变化,利用固溶强化和沉淀强化达到高强度高导电的目的。目前,国内外开发的引线框架用铜合金已有百余种,按材料的性能基本可分为高导电型、中导电中强度型、低导电中强度型和高强度型;按合金的成分分类,主要有铜-铁-磷系、铜-铬-锆系、铜-镍-硅系和铜-银系等。虽然铜合金引线框架材料种类繁多,但是目前大量使用的只有KFC、C1220和Cl94三种。其中Cu-Fe-P系的KFC(Cu-0.1Fe-0.03P)是最具代表性的高导电材料之一,其导电率≥85%IACS,强度约400MPa,硬度HV120左右[1,2]。 铜合金引线框架材料的生产水平代表着一个铜加工企业技术水平的高低。目前,国内主要有四家企业生产引线框架用铜合金带材,但普遍存在生产规模小、品种规格少、质量精度差等问题,与国外同类产品相比,还存有较大差距。国产框架材料大都用于低端产品,而用于高端产品的引线框架材料几乎完全依靠进口。不仅使国家每年花费大量外汇,而且也制约了我国电子信息
产业
,尤其是集成电路制造业的生产和发展。需要从各个工序着手解决问题,本文仅从熔铸工艺、轧制及热处理工艺等方面,对广泛使用的高电导材料KFC的组织、性能进行了研究,并将两家国内公司生产的KFC样品与进口样品进行了对比分析,为进一步提高我国引线框架铜带生产的技术水平,缩小与国际先进水平的差距,促进引线框架材料的国产化提供参考。 一种铜及铜合金带材的制造方法,其特征在于:第一步,采用连续挤压的方法将铜及铜合金材料连续挤压成铜及铜合金坯;第二步,采用轧制的方法将所述的铜及铜合金坯轧制成所需要规格的铜及铜合金带材。进一步,经连续挤压的坯料截面可以是矩形坯或者不封闭的曲线型坯。采用该方法可以制造出超长的铜及铜合金带材;且带材的品质高、质量好;设备投资少;工序短、效率高;产品成材率高。
熔铝耐热高温漆耐温和型号分析
2018-12-21 09:24:54
熔铝炉的熔炼过程大致可分为4个阶段,即炉料装入到软化下榻、软化下榻至炉料化平、炉料化平到全部熔化(该阶段产生氧化浮渣)、铝液升温。对铝料的加热是通过烧嘴火焰的对流传热、火焰和炉墙的辐射传热以及铝料间的传导传热来完成的。铝业耐高温漆的应用的广泛化,铝业耐高温漆研发需要投入大量的人力、物力,投入大产出时间少。现在经历多年的研究开发,北京志盛威华化工有限公司拥有独家的专利技术,拥有核心高温漆核心技术,突破了传统耐高温漆耐温极限和应用领域,技术世界领先,ZS功能性高温漆,品种多,功能性强,科技含量高,节能保护性强,已走在国内国际高温漆的企业前列。志盛威华的耐高温漆分为有机高温漆和无机高温漆,涂层极限耐温已突破3000℃。志盛威华耐高温漆涂层系类耐温有150℃、250℃、400℃、600℃、800℃、1000℃、1200℃、1600℃、1800℃、2000℃、2200℃、2600℃、3000℃等一系列工程耐高温漆。耐热耐高温漆种类有,有着极低的导热系数ZS高温隔热保温漆、高效的ZS志盛高温防氧化漆、耐强酸强碱的ZS高温防腐漆、屏蔽电流的高温绝缘漆、铝业耐火的无机1071耐高温胶等功能漆、工程窑炉远红外节能漆,这些志盛耐热高温漆在市场上有广泛的应用和好评,也得到国家相关部门的认定和支持,耐高温漆多种耐温幅度打破传统高温漆概念,成功带动工程技术升级和高温材料安全保证。 铝业四大管道共有高压主蒸汽管道、高温再热蒸汽管道、低温再热蒸汽管道和高压给水管道构成主要热力系统。耐热高温漆中代表耐高温防腐漆,耐高温防腐漆的涂层的耐温度要高,涂层要致密,抗腐蚀性要强,北京志盛威华公司的ZS-811耐高温防腐漆耐温2300℃,采用了志盛威华特制硅--氧--炭合成高温无机再改性溶液和超微无机聚合物片状金属氧化物作为填料,高温下有化学防腐和电化学防腐,可以有效防止氧化介质的侵入,避免氧化晶格产生。铝业漆涂层耐酸耐碱性好,硬度高,硬度高,涂层可以长期耐明火烧烤,在炙热的火中防氧化防腐效果好,有效抗氧的扩散可以达到90%以上。
钛的性质
2019-01-31 11:06:17
原子结构钛坐落元素周期表中ⅣB族,原子序数为22,原子核由22个质子和20-32个中子组成,核外电子结构排列为1S22S22P63S23D24S2。原子核半径5×10-13厘米。
物理性质钛的密度为4.506-4.516克/立方厘米(20℃),熔点1668±4℃,熔化潜热3.7-5.0千卡/克原子,沸点3260±20℃,汽化潜热102.5-112.5千卡/克原子,临界温度4350℃,临界压力1130大气压。钛的导热性和导电功能较差,近似或略低于不锈钢,钛具有超导性,纯钛的超导临界温度为 0.38-0.4K。在25℃时,钛的热容为0.126卡/克原子·度,热焓1149卡/克原子,熵为7.33卡/克原子·度,金属钛是顺磁性物质,导磁率为1.00004。钛具有可塑性,高纯钛的延伸率可达50-60%,断面缩短率可达70-80%,但强度低,不宜作结构材料。钛中杂质的存在,对其机械功能影响极大,特别是空隙杂质(氧、氮、碳)可大大提高钛的强度,显着下降其塑性。钛作为结构材料所具有的杰出机械功能,就是经过严格控制其间恰当的杂质含量和添加合金元素而到达的。
化学性质钛在较高的温度下,可与许多元素和化合物发作反响。各种元素,按其与钛发作不同反响可分为四类:第一类:卤素和氧族元素与钛生成共价键与离子键化合物;第二类:过渡元素、氢、铍、硼族、碳族和氮族元素与钛生成金属间化物和有限固溶体;第三类:锆、铪、钒族、铬族、钪元素与钛生成无限固溶体;第四类:慵懒气体、碱金属、碱土金属、稀土元素(除钪外),锕、钍等不与钛发作反响或 基本上不发作反响。
与化合物的反响:HF和氟化物氟化体在加热时与钛发作反响生成TiF4, 反响式为(1);不含水的氟化氢液体可在钛表面上生成一层细密的四氟化钛膜,可防止HF浸入钛的内部。是钛的最强熔剂。即便是浓度为1%的,也能与钛发作剧烈反响,见式(2);无水的氟化物及其水溶液在低温下不与钛发作反响,仅在高温下熔融的氟化物与钛发作显着反响。Ti+4HF=TiF4+2H2+135.0千卡 (1)
2Ti+6HF=2TiF4+3H2 (2)
HCl和氯化物氯化体能腐蚀金属钛,枯燥的氯化氢在>300℃时与钛反响生成TiCl4,见 式(3);浓度<5%的 在室温下不与钛反响,20%的在常温下与钛发作瓜在生成紫色的TiCl3,见式(4);当温度长高时,即便稀也会腐蚀钛。各种无水的氯化物,如镁、锰、铁、镍、铜、锌、、锡、钙、钠、和NH4离子及其水溶液,都不与钛发作反响,钛在这些氯化物中具有很好的安稳性。Ti+4HCl=TiCl4+2H2+94.75千卡 (3)
2Ti+6HCl=TiCl3+3H2 (4)硫酸和钛与<5%的稀硫酸反响后在钛表面上生成维护性氧化膜,可维护钛不被稀酸 持续腐蚀。但>5%的硫酸与钛有显着的反响,在常温下,约40%的硫酸对钛的腐蚀速度最快,当浓度大于40%,到达60%时腐蚀速度反而变慢,80%又到达最快。加热的稀酸或50%的浓硫酸可与钛反响生成硫酸钛,见式(5),(6),加热的浓硫酸可被钛复原,生成SO2,见式(7)。常温下钛与反响,在其表面生成一层维护膜,可阻挠与钛的进一步反响。但在高温下,与钛反响分出氢,见式(8),粉末钛在600℃开端与反响生成钛的硫化物,在900℃时反响产品主要为TiS,1200℃时为Ti2S3。Ti+H2SO4=TiSO4+H2 (5)2Ti+3H2SO4=Ti2(SO4)3+H2 (6)2Ti+6H2SO4=Ti2(SO4)3+3SO2+6H2O+202千卡 (7)
Ti+H2S=TiS+H2+70千卡 (8)硝酸和细密的表面润滑的钛对硝酸具有很好的安稳性,这是因为硝酸能快速在钛表面生成一层结实的氧化膜,可是表面粗糙,特别是海绵钛或粉末钛,可与次、热稀硝酸发作反响,见式(9)、(10),高于70℃的浓硝酸也可与钛发作反响,见式(11);常温下,钛不与反响。温度高时,钛可与反响生成TiCl2。
3Ti+4HNO3+4H2O=3H4TiO4+4NO (9)
3Ti+4HNO3+H2O=3H2TiO3+4NO (10)Ti+8HNO3=Ti(NO3)4+4NO2+4H2O (11)综上所述,钛的性质与温度及其存在形状、纯度有着极端亲近的联系。细密的金属钛在自然界中是适当安稳的,可是,粉末钛在空气中可引起自燃。钛中杂质的存在,显着的影响钛的物理、化学功能、机械功能和耐腐蚀功能。特别是一些空隙杂质,它们可以使钛晶格发作畸变,而影响钛的的各种功能。常温下钛的化学活性很小,能与等少量几种物质发作反响,但温度添加时钛的活性敏捷添加,特别是在高温下钛可与许多物质发作剧烈反响。钛的冶炼进程一般都在800℃以上的高温下进行,因而必须在真空中或在慵懒气氛维护下操作。
铜加工材的热点品种分析
2018-12-07 10:47:19
近年来,中国铜加工材品种已发生了巨大的变化,在紧密结合市场和科学技术发展需求中,新产品、新材料开发成果显著,传统铜加工材已经逐步完成了向现代铜加工材的转变,其重要特点是向高精度、高性能、环保、节能方向发展,许多产品忆成为国内外知名品牌,在国内外市场上享有盛誉;产品质量已稳步提高,产品标准水平已处于国际先进行列,各主要铜材生产厂家除按国家标准生产外,还可以直接接受世界主要发达国家标准订货,这表明我国铜加工材生产进一步国际化;为了满足国民经济和科技技术对铜材的多方面需求,各铜加工企业还相应制定了许多内部供货技术标准。主要铜材品种如下:
(1)压延铜箔 压延铜箔是制作柔性印刷电路板(FPC)的重要材料。随着手机、笔记本电脑、数码相机、摄像机、LCD显示屏等高端、小型化、便携式电子产品的推广和普及,柔性印刷电路板的需求量猛增。柔性印刷电路板除了静态挠曲,还可以动态挠曲和折叠,实现三维化发展,能够有效地提高电路设计和机械设计的自由度和灵活性,提高电子设备整个系统的可靠性和稳定性。柔性印刷电路板使用的铜箔既有压延铜箔也有电解铜箔。而压延铜箔因具有较高的延展性和优良的机械性能,因此越来越多地被采用,特别是许多特殊场合必须使用压延铜箔。目前,工业发达国家约有70%的FPC采用压延铜箔,而其余的30%使用电解铜箔。我国使用压延铜箔制造FPC的企业正在起步,材料主要依靠进口,这次中铝上海铜业新建的8万吨项目,其中的产品方案就有年产0.007~0.035*650mm的压延铜箔3000吨。
此外,山东荷泽、广源铜带有限公司规划的年产6万吨高精度铜带项目中也规划了5000~8000吨压延铜箔,而且准备先实施其铜箔部分。
(2)引线框架铜带 引线框架铜带是集成电路的关键材料。目前,以引线框架形式封装占全部IC封装的80%以上,用于制造集成电路和分立器件引线框架。平均1亿块需铜带100吨。05年国内集成电路产量达到265亿块,这几年大约每年以20%的幅度增长,去年下半年受金融风暴影响,产量有较大幅度下降。06年我国引线框架铜带带的产业化水平有了大幅度提高,洛铜集团和宁波兴业成为其重要的生产基地。目前分立器件铜带国内自给率提高,而高集成度用引线框架铜带仍依靠进口。对中等强度和中等导电率的C194合金国内已产业化,而高强高导的C7025合金则开始研发。更高强度的铜-铬-锆合金尚属空白。这次中铝洛铜和中铝大冶的项目就是以引线框架和电缆铜带为主导产品。
(3)变压器铜带
主要用于制作干式变压器的挠组,并已在油浸式变压器中推广应用,有很大的市场潜力。它耐冲击电压,抗短路和过载能力强,效率高,阻燃、防爆、噪声低,体积小,重量轻,免维护,运行成本低,有很高的使用安全性和环保适应性。上世纪中后期干式变压器在全世界迅速发展,八十年代末进入我国。目前我国已成为世界上干变产销量最大国之一。05年产量已超过5000万千伏安。一般情况下,低压侧干变每1000KVA容量,使用铜带400KG。如果高低压侧全部采用铜带挠制,则每1000KVA容量用铜带880KG。目前,高低压全部用铜带约占总产量的20%,其余为低压用铜带、高压用铜线。06年变压器用铜带的使用量已超过6万吨。这个产品的需求是卷重更大、精度更高、表面质量更好,电导率更高,带材边部无毛刺。
紫铜带材
2017-06-06 17:50:11
紫铜带材,主要以紫铜为主,紫铜是比较纯净的一种铜,一般可近似认为是纯铜,导电性、塑性都较好,但强度、硬度较差一些。所以紫铜带材主要以铜为主,还有占少数的一些杂质。要想了解紫铜带材,只要了解紫铜就可以了。紫铜 因呈紫红色而得名。它不一定是纯铜,有时还加入少量脱氧元素或其他元素,以改善材质和性能,因此也归入铜合金。中国紫铜加工材按成分可分为:普通紫铜(T1、T2、T3、T4)、无氧铜(TU1、TU2和高纯、真空无氧铜)、脱氧铜(TUP、TUMn)、添加少量合金元素的特种铜(砷铜、碲铜、银铜)四类。紫铜的电导率和热导率仅次于银,广泛用于制作导电、导热器材。紫铜在大气、海水和某些非氧化性酸(盐酸、稀硫酸)、碱、盐溶液及多种有机酸(醋酸、柠檬酸)中,有良好的耐蚀性,用于化学工业。另外,紫铜有良好的焊接性,可经冷、热塑性加工制成各种半成品和成品。20世纪70年代,紫铜的
产量
超过了其他各类铜合金的总
产量
。 紫铜中的微量杂质对铜的导电、导热性能有严重影响。其中钛、磷、铁、硅等显著降低电导率,而镉、锌等则影响很小。氧、硫、硒、碲等在铜中的固溶度很小,可与铜生成脆性化合物,对导电性影响不大,但能降低加工塑性。普通紫铜在含氢或一氧化碳的还原性气氛中加热时,氢或一氧化碳易与晶界的氧化亚铜(Cu2O)作用,产生高压水蒸气或二氧化碳气体,可使铜破裂。这种现象常称为铜的“氢病”。氧对铜的焊接性有害。铋或铅与铜生成低熔点共晶,使铜产生热脆;而脆性的铋呈薄膜状分布在晶界时,又使铜产生冷脆。磷能显著降低铜的导电性,但可提高铜液的流动性,改善焊接性。适量的铅、碲、硫等能改善可切削性。紫铜退火板材的室温抗拉强度为22~25公斤力/毫米2,伸长率为45~50%,布氏硬度(HB)为35~45。 具有优良的导电性﹑导热性﹑延展性和耐蚀性。主要用于制作发电机﹑母线﹑电缆﹑开关装置﹑变压器等电工器材和热交换器﹑管道﹑太阳能加热装置的平板集热器等导热器材。常用的铜合金分为黄铜﹑青铜﹑白铜3大类。想要了解更多关于紫铜带材的信息,请继续浏览上海
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铝箔材生产知识
2018-12-28 09:57:11
铝箔材可分为工业铝箔和包装铝箔。工业铝箔化学成分较纯,厚度为0.005~0.2毫米,主要用作电气工业和电子工业的电容器、绝热材料、防湿材料等。包装铝箔厚度一般为0.007~0.1毫米,有平箔、印花箔、涂色印花箔和裱纸铝箔等多种产品,主要用作食品、茶叶、纸烟等的包装材料。
铝箔材的分类及主要作用
2019-01-10 09:51:47
铝箔材可分为工业铝箔和包装铝箔。工业铝箔化学成分较纯,厚度为0.005~0.2毫米,主要用作电气工业和电子工业的电容器、绝热材料、防湿材料等。包装铝箔厚度一般为0.007~0.1毫米,有平箔、印花箔、涂色印花箔和裱纸铝箔等多种产品,主要用作食品、茶叶、纸烟等的包装材料。
板带材的生产工艺
2019-01-15 09:51:37
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铍铜棒材
2017-06-06 17:50:06
铍铜棒材,是以铍铜为材料制作的棒材。棒材一般指的是棒料,是指产品断面形状为圆形、方形、扁形、六角形、八角形等简单断面,并以直条交货的钢材(混凝土用钢筋除外)。属于高碳钢,硬度比较大,一般用作机加工。一般来说并不对铍青铜的硬度进行很硬性的规定,因为铍青铜固溶加时效处理后,正常情况下在一段很长的时间内还有固化相的缓慢析出,所以我们会发现铍青铜随时间增长其硬度也增长的现象。加上弹性元件不是很薄就是很细,很难测量硬度,所以大多以工艺要求进行控制。铍铜合金是一种综合性能最好的铜合金,它比其他任何铜合金具有更高的强度,硬度和弹性极限,铍青铜材料的弹性滞后小,弹性稳定性高,优异的耐磨损,耐腐蚀,耐高温和低温,耐疲劳性能,铍青铜合金有良好的导电性和导热性;此外铍青铜尚有无磁性,铍铜材料击时不产生火花等特性,铍铜合金被广泛应用于航空,电子,通讯,机械,化工,汽车及家电工业中。本公司生产的铍铜棒材外表光亮,平直光滑,工艺先进,质量稳定。铍铜是力学、物理、化学综合性能良好的一种合金,经过淬火调质后,具有高的强度,弹性,耐磨性,耐疲劳性和耐热性,同时铍铜还具有很高的导电性,导热性,耐寒性和无磁性,碰击时无火花,易于焊接和钎焊,在大气,淡水和海水中耐腐蚀性极好。铍铜合金在海水中耐蚀速度:(1.1-1.4)×10-2mm/年。腐蚀深度:(10.9-13.8)×10-3mm/年。腐蚀后,强度、延伸率均无变化,故在还水中可保持40年以上,是海底电缆中继器构造体不可替代的材料。在硫酸介质中:在小于80%浓度的硫酸中(室温)年腐蚀深度为0.0012-0.1175mm,浓度大于80%则腐蚀稍加快。想要了解更多铍铜棒材的相关资讯,请浏览上海
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白铜带材
2017-06-06 17:50:04
白铜带材公开了一种锌白铜带材的生产方法,本发明的技术方案包括铸造、铣面、粗轧、中间退火、清洗、中轧、裁边、中间退火、精轧、脱脂清洗、拉弯矫、表面处理、分条入库,在脱脂清洗工序与拉弯矫工序之间增加了退火工艺,所述的退火工艺为在体积浓度为30-75%氢气保护气氛下,350-420℃,保温6-9小时,本发明与现有技术相比在高浓度氢气气氛、低于锌白铜再结晶温度进行退火处理,使带材表面形成一层保护膜,材料的耐高温性能由原来的最高180℃提高到250℃,同时通过对脱脂剂的类型及浓度的选择,使材料的耐高温性能提高了5%,在表面封装的硬钎焊过程中材料的颜色不变。主权利要求:一种锌白铜带材的生产方法,包括铸造、铣面、粗轧、中间退火、清洗、中轧、裁边、中间退火、精轧、脱脂清洗、拉弯矫、表面处理、分条入库,其特征在于:在脱脂清洗工序与拉弯矫工序之间增加了退火工艺,所述的退火工艺为在体积浓度为30-75%氢气保护气氛下,350-420℃,保温6-9小时。更多白铜带材信息请详见上海
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钛液的制备
2019-02-13 10:12:38
在硫酸法钛出产中,第一步就是先把固体的钛铁矿经过酸分化制备成可溶性钛的硫酸盐溶液,一起钛铁矿中的铁和大部分金属杂质也变成可溶性的硫酸盐,以便今后将各种杂质别离。因为偏铁酸亚铁(钛铁矿)是一种弱酸弱碱盐,用强酸(H2SO4)与它反响基本上是不可逆的,反响能够进行得比较彻底。
钛铁矿的酸分化(简称酸解)有干法和湿法。干法是把磨细后的钛铁矿与硫酸混合进行加热、焙炒,待分化完结后加水稀释浸取,取得钛的硫酸盐溶液。该法不能进行大规模的工业化出产,现在在实验室中制备钛的硫酸盐溶液有时还用这种办法。
湿法就是现在遍及选用的硫酸法。湿法从开展的前史来看,曾有过5种不同办法:即液相法、固相法、两相法、加压法和接连法。
液相法:反响一直在液相状态下进行。在这里,硫酸(有用酸)浓度与钛总含量之比值非常重要叫做酸比值,一般以F来表明。选用55%~65%的硫酸酸比值较高(F值3~3.2),所以得到的钛液绝大部分以正硫酸钛—Ti(SO4)2的方式存在。该办法因为反响时间太长,耗酸、耗蒸汽多,加上F值太高形成今后水解困难,水解率低,工业出产一般不选用此法。实验证明液相法的硫酸浓度即便只要10%,也能取得硫酸钛溶液,但反响时间更长,因为10%硫酸的沸点只要10℃,在98℃下反响8h,酸解率只要30%。
两相法:两相法选用的硫酸浓度为65%~80%,F值操控在1.8~2.2之间,操作时先把硫酸加热至120℃左右,然后参加矿粉持续拌和加热到150~200℃,主反响3h,反响物为糊状物,接着冷却、加水浸取坚持必定的悬浮液浓度,至酸解率到达85%~90%时停止。两相法虽比液相法耗用硫酸少,但反响时间长,酸解率低仍不经济。
固相法:该法是现在硫酸法钛工厂遍及选用的办法,因为它与前两种办法比较具有反响温度高、反响进程短、耗用硫酸少的长处。用这种办法出产的硫酸浓度一般在85%~95%,反响剧烈、敏捷,因为浓硫酸的沸点高,最高反响温度可高达200~250℃,反响一般在5~15min内即可完结,反响放出很多的热,因而动力较省,耗酸也较少,F值一般操控1.7~2.1,所得产品为多孔的固相物,简单加水浸取,酸解率一般能够到达95%以上。
加压法:选用20%~50%浓度的稀硫酸,在一耐腐蚀的受压设备中进行,一般出产人工金红石或电焊条用的金红石有时选用此种办法。
接连法:该法运用和20%硫酸的混合酸,先制得半流体状的反响物,然后再高温固化。加压法、接连法对反响设备的原料要求很高,操作杂乱,在工业化钛出产中没有采用。
钛的腐蚀数据
2019-01-31 11:06:17
介质浓度(质量分数)(%)温度/℃腐蚀速度/mm/a(年)耐蚀等级无机酸1室温/欢腾0.000/0.345优秀/杰出5室温/欢腾0.000/6.530优秀/差10室温/欢腾0.175/40.87杰出/差20室温/—1.340/—差/—35室温/—6.660/—差/—硫酸5室温/欢腾0.000/13.01优秀/差10室温/—0.230/—杰出/—60室温/—0.277/—杰出/差80室温/—32.660/—差/—95室温/—1.400/—差/—硝酸37室温/欢腾0.000/优秀/优秀64室温/欢腾0.000/优秀/优秀95室温/—0.0025/—优秀/—磷酸10室温/欢腾0.000/6.400优秀/差30室温/欢腾0.000/17.600优秀/差50室温/—0.097/—优秀/—铬酸20室温/欢腾优秀/优秀硝酸+1:3室温/欢腾0.0040/0.127优秀/优秀3:1室温/—优秀/—硝酸+硫酸7:3室温/—优秀/—4:6室温/—优秀/—有机酸醋酸100室温/欢腾0.000/0.000优秀/优秀50室温/—0.000/—优秀/—草酸5室温/欢腾0.127/29.390杰出/差10室温/—0.008/—优秀/—乳酸10室温/欢腾0.000/0.033优秀/优秀25—/欢腾—/0.028—/优秀10—/欢腾—/1.270—/杰出25—/100—/2.440—/差50—/100—/7.620—/差丹柠酸25室温/欢腾优秀/优秀柠檬酸50室温/欢腾优秀/优秀硬脂酸100室温/欢腾优秀/优秀碱溶液10—/欢腾—/0.020—/优秀20室温/欢腾优秀/优秀50室温/欢腾优秀/优秀73—/欢腾—/0.127—/杰出10—/欢腾—/—/优秀25—/欢腾—/0.305—/杰出5030/欢腾0.000/2.743优秀/差氢氧化铵28室温/—0.0025/—优秀/—碳酸钠20室温/欢腾优秀/优秀阿摩尼亚20室温/—0.0708/—优秀/—无机盐 溶液40室温/950.000/0.002优秀/优秀氯化亚铁30室温/欢腾0.000/优秀/优秀氯化亚铅10氯化亚铜50氯化铵10氯化钙1025氯化镁10氯化镍5-10氯化20硫酸铜20硫酸铵20℃饱满硫酸钠50硫酸亚铅20℃饱满硫酸亚铜103011室温/—优秀/—有机化合物(含微量HCl、NaCl)蒸气与液体800.005优秀同上欢腾0.005(安稳)100%蒸气和液体0.0005(H2O)0.0005三氯0.003三氯(H2O) 0.127杰出99%蒸气和液体0.00254优秀(安稳)990.00254甲醛370.127杰出甲醛(含2.5%H2SO4)500.305杰出 注:1.耐蚀等级分为三级: 优秀——耐蚀,腐蚀速度在0.127mm/a以下。 杰出——中等耐蚀,腐蚀速度在0.127-1.27mm/a之间。 差——不耐蚀,腐蚀速度在1.27mm/a以上。 2.纯钛在大多数介质中,特别是在中性、氧化性介质和海水中有高的耐蚀性。钛在海水中的耐蚀性比铝合金、不锈钢和镍合金还高,在工业、农业和海洋环境的大气中,尽管数年,表面也不变色。、硫酸、、以及某些热的浓有机酸对钛的腐蚀较大(见上表),其间不管浓度、温度凹凸,对钛都有很高的腐蚀效果。钛对各种浓度的硝酸和铬酸的安稳性高,在碱溶液和大多数有机酸、无机盐溶液中的耐蚀性也很高。
3.钛不发生部分腐蚀和晶间腐蚀,腐蚀是均匀进行的。
4.钛合金的耐蚀性与工业纯钛附近,这一点是钛合金能在化工和造船工业取得广泛应用的原因。
钛矿石的重选
2019-02-22 10:21:22
含钛矿藏首要有钛铁矿(FeTi03,密度4500~ 5500kg/m3)、金红石 (Ti02,密度4100-5200kg/m3)、锐钛矿(Ti02,密度3900kg/m3)和板钛矿(Ti02,密度3900-4000kg/m3),其最首要的用处是制作钛颜料, 其次是出产焊条皮料和海绵钛。 我国的钛铁矿资源丰富,金红石资源较少。
金红石首要产于海边砂矿床。 这类矿床产出的矿藏颗粒圆度较大, 且含泥质物很少。 但砂层下面则存在砾石堆积, 坐落海岸线以上的海成砂矿还常有泥土稠浊 。海边砂矿是取得钛、锆、铌、 钽以及稀土元素的重要来历。
处理钛矿石的典型选矿厂有北海选矿厂、乌场钛矿选矿、攀钢公司选钛厂等。
北海选矿厂坐落广西北海市,首要处理收买的内陆钛铁矿砂矿粗精矿和海边金红石砂矿精矿。出产流程为磁选一电选一重选一磁电选,经精选后,钛铁矿精矿档次可达Ti02 53%,金红石精矿档次可达Ti02 58%。
乌场钛矿坐落海南省, 是我国海边钛砂矿的主产地,矿石中的有用矿藏首要是钛铁矿、金红石和锆石,选用移动式采选联合设备出产,选用圆锥选矿机粗选、螺旋溜槽精选取得粗精矿后,再会集送精选厂用重一磁一电一浮联合流程别离出钛铁矿精矿和金红石精矿 。
攀枝花钒钛磁铁矿坐落四川省攀枝花市,是国际最大的伴生钛矿床, Ti02储量5 x108t以上,现属攀钢公司,是我国的铁矿主产地之一。选矿厂首先用磁选法从原矿平分选出铁精矿,然后从选铁尾矿平分选钛铁矿,选用的出产流程如图1所示。出产中可取得含 Ti02 >47%的钛铁矿精矿, 选钛总收回率约20% 。 图1 攀钢钒钛磁铁矿矿石选铁尾矿选钛流程 关于海边金红石砂矿,一般选用联合分选流程进行有用矿藏的归纳收回, 国外一典型的联合选矿厂的工艺流程如图2 所示。 图2 金红石海边砂矿联合选矿厂的工艺流程
钛的新应用
2019-02-15 14:21:24
钛金属在材料范畴会成为新宠吗? 钛是英国科学家格内戈尔于1791年首先从钛铁矿石中发现的,1795年德国化学家克拉普洛特也从金红石中发现了这一元素,并命名为“钛”。因为钛的化学活性高,在它被发现的120年后的1910年才初次提炼出金属钛,1940年用镁复原法制得了海绵钛,从此奠定了钛的工业出产办法的根底。 钛在地壳中的储量非常丰厚,它仅次于铁、铝、镁,居第四位,比常用金属铜、镍、铅、锌的总和还多十几倍。工业上用来出产钛的矿石有金红石、钛铁矿和钛磁铁矿。 金属钛具有许多优秀的功能:钛的比重为4.5g/cm3,仅为普通结构钢的56%,而强度与普通结构钢适当或更高,在金属结构材料中,钛的比强度是最高的。 钛的熔点为1668℃,比铁、镍稍高,比铝、镁的熔点高1000℃以上。因而,作为轻金属结构材料,钛合金具有比铝、镁合金好得多的热强性,最高运用温度可达600℃。 钛在氧化性气氛中极易在表面与氧构成一层巩固的氧化物薄膜,是其在氧化性酸、碱、盐介质,特别是在湿和海水中,具有优异的抗腐蚀功能。 钛具有同素异构的结晶结构,885℃以上为密排六方晶格的β相,以下为体心立方晶格的α相。因而,参加不同的合金元素后,钛合金可分红α-、β-和α+β三类。钛的同素异构性使其在参加不同合金元素时能得到功能天壤之别的合金和具有大的热处理效应。 钛的膨胀系数为8.2×10-6 /℃,较一般结构金属小,在急冷急热时应力小,适于在温度改变的环境中运用。 钛具有好的耐性和抗疲劳功能,焊接功能也很好。钛的低温功能好,在-196℃下,也不呈现低温脆性,这些功能都非常合适结构运用。 钛的导热系数小、无磁,某些钛合金还具有超导功能、回忆功能和贮氢功能等功能。 因为钛所具有的一系列优秀功能,资源又很丰厚,钛的工业出产面世后,当即遭到国际遍及高度重视。1947年美国首先完成海绵钛出产工业化,当年出产2吨海绵钛,1957年就开展到15000多吨。日本在1952年、前苏联在1954年均相继开端了海绵钛的出产。我国也于1958年开端了海绵钛的试出产,现在已构成了完好的钛工业体系。当时,国际上有钛工业的国家首要是美国、独联体、日本、英国、我国和德国。 钛的运用首先是从军工和航空工业开端的。早在1951年美国就将钛材用于飞机上,到1961年美国用于飞机制造的钛材达3940吨,占钛材总用量的77%,假如加上和空间技能用钛,占钛材用量的95%。前苏联、英国的钛材也首要用在军事和航空工业。进入70年代后,钛的优秀功能逐渐在民用工业中得到遍及知道,钛在冶金、化工、电力等民用工业上的运用逐年添加,用量也稳步添加。现在,美国非宇航用钛已超越30%,独联体为50%,日本因为前史原因,钛材简直悉数用于民用工业。 我国是一个钛资源非常丰厚的国家,经过几十年的开展,现在已构成从钛矿、海绵钛、钛冶炼和钛材出产、钛设备制造的全体工业体系。我国的钛工业同样是为航空而鼓起的,我国在上世纪80年代断定了大力推行钛材民用的方针,国家又适时地采取了扶持的方针,钛工业才走上了安稳开展的路途。可是,现在我国钛工业的规划和钛材的产值与国际发达国家还有很大的间隔,在民用工业上钛的用量也还较小,其原因是钛金属材料的优越性还没有被广泛知道,再加上钛材料贵重的报价使许多厂商不能接受,直接影响了钛材料的推行运用。要使我国的钛工业得到高速开展,有必要大力宣扬和推行运用钛金属材料,使钛金属材料的优越性和运用钛材料可带来的经济和社会效益广为人知。 [next]壳体用钛的爱华迷你CD机 CD机供应数年来,因其体积小、运用便利,颇受年轻一代的喜欢。磁带立体声唱机、便携式CD机的诞生,完成了人们随时随地都能赏识音乐的希望。可是人们希望这种设备愈加小型化,甚至能再录音。而迷你CD机比原有的CD机更小,体积仅为原CD机的约2/3,且质量更轻,带着更便利。 爱华AM—HX200迷你CD机初次选用全钛制壳体。因为钛的热导率比铝小,银灰色的钛壳体手感柔软,质感重厚,规划新颖,且巩固、不易划伤,因而可在严苛环境中耐久运用。壳体选用日本JIS1类纯钛冲压成形,其尺度为72.2mmX 78.8mmXl3.7mm,钛材厚度顶部为0.8mm,底部为0.6mm,质量仅为84g。 该CD机报价3.4万日元,当时爱华公司的月产值为3000台。 钛制计算机硬盘 硬盘是计算机存储数据的核心部件。现在计算机硬盘的存储容量已进入兆字节(GB)级,最高到达令人咋舌的75GB,数据传输速率每秒几十兆字节,平均存取时间几毫秒,硬盘盘片的转速到达15000r/min。 硬盘盘片是一个圆形薄片,有5.25in(1in=25.4mm)、3.5in、2.5in和1.8in等几种规格,盘片表面上涂有铁氧体磁性物质,作为二进制信息的记载介质。每个盘片有两个磁性表面,海面对应有一个读写磁头。每个硬盘存储器由若干盘片笔直安装在同一个旋转轴上,构成一个盘组。盘片用材的开展趋势为铝-玻璃-钛。现在,硬盘盘片大多选用铝合金制造前不久又制出了“玻璃硬盘”,即美国国际商用机器公司(IBM)推出的Deskstar 75GXP及Deskstar 40GV,这两种硬盘均运用玻璃替代传统的铝作为盘片材料,使硬盘具有更大的滑润性和更高的巩固性,别的,在高转速时也具有更高的安稳性。但是假如用钛来制造硬盘则比铝盘片和玻璃盘片有更多的优越性。因而,美国Timet公司从1998年就开端小规划地制造钛盘片,并取得了创造专利,经过测验钛盘片的功能,以为钛盘片完全能够替代铝和玻璃盘片。钛作为高速、’高功能的因特网和厂商网效劳器中的硬盘盘片材料将会得到快速开展,且具有杰出的商场前景。1、钛制硬盘的技能规格如下: 钛硬盘的技能规格如下: 直径95mm; 厚度0.635mm,或0.8mm; 表面硬度14700MPa; 杨氏模量660GPa(TiN); 最高工作温度700度; 平直度
表1 5086铝合金和Ti-3Al-2.5V钛合金的物理功能和力学功能比照性 能 5086铝合金 Ti—3AI-2.5V钛合金 两种合金功能之比密度/g•cm-3 2.66 4.48 1.68电阻率/μΩ•cm 5.48 126 22.99热膨胀系数 23.8×10-6 9.5×10-6 0.40(20℃~100℃)/℃-1 熔点规模/℃ 585~640 1700弹性模量/GPa 71 103 1.4520%加工硬化 退火态 262 655 2.50 σ0.2/MPa 退火态 117 558 4.7720%加工硬化 207 800 3.864 钛制硬盘的开发商及其创造专利[next] 美国Timet公司于1998年出资500万美元专门成立了TitaniumX公司(又叫钛存储系统(TMS)公司和Tulip存储系统公司),首要研发出产钛盘片。该公司开发了钛在计算机硬盘中的新运用范畴,测验了钛盘片的功能,取得了钛盘片出产技能的专利。公司的第一个产品是粗糙的、未抛光的钛盘片,商标为ServerDisk。现在正在干流硬盘驱动器和15000r/min效劳器中进行功能测验。假如测验成功,将进行商业化出产。 TitaninmX所需的材料钛带及有关的冶金技能由Timet供给,两家公司签订了供货协议。TitaniumX还将与其他钛直销商密切合作,希望以有竞争力的报价和产品树立多种钛质料直销途径。 钛盘片的出产办法是用等离子技能在“航空级”钛中注入氮,出产出的氮化钛磁盘硬度高,功能安稳,谐振特色优于铝和其它材料。 TitaniumX创造晰许多有关钛盘片的专利,包含新的笔直记载用钛盘片和铁酸磁性物质的专利。如“用作磁介质盘片的钛合金”、“用作磁介质盘片的等离子氮化钛”、“磁盘用对称的大面积高温堆积喷涂设备”、“薄膜磁盘用保护性涂层”、“等离子氮化磁介质盘片的出产办法”等。 1976年~2000年间有关“钛盘片”的美国专利共有37条,包含创造单位为Tulip存储系统公司的专利(1997年~1999年)和日本钢管公司(NKK)请求的专利(1991年~1993年)。Tulip存储系统公司在1999年10月请求取得的最新美国专利“用于磁记载介质的钛或钛合金盘片的出产办法”中提到了钛盘片的出产工艺。盘片为精细冷轧钛或钛合金。盘片表面可经过等离子氮化、等离子渗碳或等离子碳氮共渗进行硬化处理。盘片表面可喷镀上一层氮化钛、碳化钛或硼化钛硬涂层。 这项专利参阅了该公司曾经创造的专利内容和日本NKK公司曾请求的专利内容。5 钛制硬盘的商场展望 计算机硬盘盘片的商场很大,开展迅速。1998年国际盘片产值约为4.5亿张,分析家猜测硬盘出产将以每年10%-15%的速度添加,到2002年可到达7亿张。TitaniumX希望往后4年的商场占有率添加80%。 硬盘商场首要有三个部分:台式计算机、厂商效劳器和便携式计算机。 台式计算机商场份额最大。1998年,台式计算机硬盘约占硬盘交货量的58%。台式计算机用硬盘首要考虑本钱,其盘片规格多为直径3.5in,厚0.8mm.。 厂商效劳器首要考虑硬盘功能。1998年,厂商效劳器硬盘约占硬盘商场的26%。效劳器的首要特色是速度高和容量大,其间10000r/min的效劳器开展速度很快,占较大的商场份额,估计其供应额可从1999年的200亿美元上升到2002年的250亿美元。1999年,TitaninmX出产的磁盘交货量达1亿张,盘片价值3亿美元,磁介质设备价值15亿美元。 便携式计算机的首要特性是巩固性,尤其是笔记本电脑更着重其巩固耐用性。便携式计算机硬盘的开展趋势是运用玻璃和玻璃—陶瓷制成的2.5in盘片。1998年该商场份额约占硬盘商场的10%。 表2列出了2001年前后的磁介质设备商场规划。观察家估计跟着因特网和厂商网数据流量的添加, 现在的厂商效劳器(7200r/min)还会向更高速的效劳器开展。厂商效劳器和便携式计算机是钛硬盘的最大商场。台式机将来会被便携机(笔记本电脑)逐渐替代。[next] 表2磁介质设备商场规划 *106个/a 产 品 1999 2000 2001 2002 10000r/min效劳器用: 高密度数据记载(HDD)设备 5.9 13.2 22 32.4 磁介质设备 38 73 109 140 盘片 53 99 147 184 厂商效劳器(7200r/min)用磁介质设备 118 127 143 171 一切95mm的盘片 460 477 494 519 跟着磁盘驱动器的开展,高功能的盘片和磁介质设备会在以下商场中得到运用: 1、汽车工业;2、因特网/有线电视;3、音频/视频运用:4、便携式设备,如导航器用数字照相机和电话。
钛液的过滤
2019-02-13 10:12:38
钛液的过滤又称操控过滤,通过沉积和别离硫酸亚铁后的钛液,在进入水解有的应该是非常纯洁的,不含任何不溶性杂质。但是在别离硫酸亚铁的粗滤进程中仍有少数极细的悬浮杂质穿滤而混入钛液中,别的由于经冷冻结晶、别离亚铁后的钛液温度和粘度进一步下降,又有部分肉眼看不到的细微胶体杂质沉分出来,有必要进一步过滤别离后才干运用。由于这些带电的细微胶体微粒比表面积很大,不只表面会吸附有害的重金属离子影响产品的化学纯度和外观白度,并且这些杂质粒子在水解时会构成不良的结晶中心,影响水解产品的粒子结构,构成晶格缺陷,使杂质离子混入晶格,导致钛的光学性质、颜料功能下降。这是硫酸法钛生产中由黑变白前的最终一道净化进程,应该特别留神,否则会构成无法弥补的结果。
工业生产中的操控过滤一般选用加压过滤,大多数运用板框式压滤机。在加压过滤中,过滤速率与过滤面积及过滤面积上的压强成正比,与滤液的粘度和滤饼的厚度成反比,一般情况下温度升高、粘度下降可进步过滤速率。
由于铁液归于淡薄的胶粘溶液,其间胶体杂质颗粒很细,在气温较低时乃至还有细微的硫酸亚铁晶体进一步分出,加上钛液在高温下不安稳的特性,不行能在过滤时把温度升得太高(一般不大于40℃)。假如加大过滤压力不只会有细微的颗粒从滤布缝隙中挤出,并且会因滤布的孔眼阻塞而使过滤速度减慢直至过滤进程中止。在这种情况下可以通过添加助滤剂,在过滤介质上构成一层助滤层,这种辅佐过滤颗粒可以添加孔隙率、削减滤饼紧缩率、防止滤孔阻塞、进步过滤功率、添加过滤流通量。助滤剂的挑选应契合下列准则。
a.过滤助滤剂应在溶液中不分化,不与被过滤的溶液发作化学反应;
b.过滤助剂的颗粒有必要在溶液中易涣散,具有较好的悬浮性,构成的滤层疏松、多孔、吸附功能好;
c.助滤剂的粒度均匀,并在必定的粒度散布范围内、颗粒较坚固、不行紧缩、在压滤时不破碎;
d.报价低廉、来历丰厚,运用后的助滤剂可与滤饼一起弃去。
过滤钛液时常用的助滤剂有:硅藻土、木炭粉、木粉、白土、稻壳灰、纸浆等。
硅藻土是一种古代单细胞硅藻微生物残骸的沉积物,其主要成分为SiO2、A12O3、Fe2O3、CaO、MgO等,其间SiO2含量80%~85%,相对密度2.1~2.5,耐酸功能好,色彩有多种呈土状不透明,以白色质量最好,硅藻土有天然品和加工品之分。钛液过滤用的硅藻土一般是通过酸洗、枯燥后的烧制品,经加工后的硅藻土SiO2含量较高(SiO288%、A12O32.0%、Fe2O31.3%),粒度在150目左右(筛余7%),用量0.5kg/m2左右,助滤层铺设厚度lmm左右。
木炭粉一般是用木材先烧成木炭,然后再破坏制得。木炭粉由于其颗粒近似球形、孔隙率大有利于过滤,并且质量较轻简单涣散,它的表面孔隙率很有利于吸附胶体颗粒;其灰分含量应<10%,细度80~120目,不含MnO和Fe2O3等防止下降钛液中的三价钛含量,用量一般1kg/m2,助滤层铺设厚度1~3mm。
稻壳灰由多孔硅酸物质组成,SiO2含量大于90%,有较好的吸附效果。
木粉和纸浆都归于纤维素类,不只具有多孔性,并且与快速活动的钛液相触摸能发生负电荷,然后可以捕集溶液中带正电荷的胶体粒子,常与硅藻土等联合运用,缺陷报价较贵。
钛液的过滤操作,一般是先把助滤剂用水(或小度水、淡废酸)打成浆泵入过滤机,使助滤剂在滤布上构成一层均匀的助滤层,直至循环液弄清时中止,然后再把待过滤的钛液泵入过滤机内循环过滤,查看滤液弄清度契合标准后,中止循环进行接连过滤。当过滤压力越来越高、滤液流量越来越少时,阐明滤布孔眼已被阻塞,此刻应中止过滤,拆机洗刷滤布,从头按上述过程操作,切忌使用进步过滤压力来强行过滤,防止细微颗粒穿滤构成弄清度不合格。在冬天由于钛液粘度较高,当室温低于冷冻结晶温度时,会有细微业铁结晶出来影响过滤操作正常进行,此刻可用热水把钛液加热到30~40℃,可进步过滤速率。
关于某些产品要求杂质含量很低,外观白度要求很高的产品如食物、医药、试剂和高白度、高亮度的颜料级钛,仅用上述过滤操作是不能满足需要的,有时还要进一步把一些微量的可溶性杂质设法除掉,防止在水解时这些杂质与钛液一起水解而沉积吸附在偏钛酸的粒子表面而混入产品中。
钛液中的可溶性杂质一般分一类是溶于钛液中的硫酸亚铁,由于硫酸亚铁在酸性溶液中不发作沉积,水解后仍存在于母液中,很简单通过水洗除掉;另一类是对产品质量损害较大的金属离子如Cu、Pb、Co、Cr、Mn等,可以通过参加硫酸铜、,让上述杂质生成硫化铜、硫化铅、硫化钴、硫化铬、硫化锰等金属硫化物沉积,这些硫化物在酸性介质下是不溶的,可以通过过滤把它们除掉。由于这些有害杂质数量很少(0.004%~0:01%),既使悉数转化为硫化物,由于数量少、颗粒细,在过滤时仍有或许穿滤曩昔,硫酸铜的效果是作为这些细微胶体颗粒的载体,使它们可以一起沉积下来。
国外有的工厂对钛液的净化度要求很高,钛液有时要通过三道过滤,即:沉积钛液结晶前过滤(热过滤)、结晶后板框压滤(操控过滤)、浓缩后趁热用管式过滤机再过滤1次(精细过滤),用这样过滤出来的钛液,生产出的钛白度很好。
查看过滤后钛液的质量有定量分析和定性分析2种。定量法是测定过滤后钛液中的悬浮固体物质的残留量,一般应
二氧化钛含盘/g/L 135~175 铁钛比 0.18~0.37
F值 1.8~2.1 安稳性/mL ≥400
三价钛含量/g/L 1~5
钛液的沉降
2019-02-13 10:12:38
以钛铁矿为质料经硫酸分化制得的可溶性钛液混浊不清、组成杂乱,既具有溶液离子反响的性质,又有胶体的特征,其间的首要成分可分为两大类:可溶性的硫酸盐,除了以钛和铁为主的可溶性硫酸盐外,还有锰、铬、钒、锡、铜、铌、稀土元素等的硫酸盐;另一类是不溶于硫酸的固体悬浮物,这类固体杂质是l0μm以上的机械杂质,首要是未酸解的钛铁矿、不溶于硫酸的金红石、脉石、锆英石、独角石、泥砂以及钙、铅、碳的化合物等。还有一类是0.1~l0μm的细微固体杂质和胶体,它们占总固体悬浮物数量的20%~30%如:硅酸、前期水解的偏钛酸、铝酸盐等。以上这些杂质假如不铲除洁净,带到产品中后不只严峻影响终究产品的质量,并且使过滤困难,阻塞滤布孔眼,使过滤损耗高以及结晶后的硫酸亚铁脏,纯度差。因而酸解后的钛液有必要净化后才干用于钛的出产,对硫酸法工艺而言净化的第一步就是沉降(沉积)。
一般除掉固体悬浮物最有用的方法是过滤,可是浸取复原后的钛液粘度大、酸性强、胶体物质多,很难用过滤的方法一次完结净化操作,工业出产中都是先选用沉降的方法对钛液进行开始净化,然后再过滤。
沉降是借助于重力的效果,从粗涣散系统悬浮液中别离钛液中的不溶性杂质和部分胶体颗粒。
(1)沉降的方法
沉降的方法一般分空隙沉降和接连沉降。
a.空隙沉降是在一个截面积较大、径高比较小的有耐酸面料的沉积罐中,在沉降剂的协助下进行天然沉降,一般经过6h即可将2/3的固体悬浮物沉降下来,持续延伸沉降时刻,由于溶液中剩下来的极细颗粒受布朗运动的影响,在重力效果下很难沉降彻底,另一部分带电胶体颗粒非常安稳,用重力持续沉降也不简略沉降下来,延伸沉降时刻效果不显着。从表1中能够看出在0~8h内所沉降下来的残渣是溶液中的首要固体悬浮物,而8~24h内沉降效果不大,首要是难沉降的胶体。
表1 钛液残渣重力沉降表沉降时刻/h024681024溶液中残渣量/(g/L)18.7418.0426.7026.1055.5155.4765.473
b.接连沉降:接连沉降也是重力沉降的一种,只不过是接连操作出产能力大。接连沉降是把待沉降的钛液与沉降剂一道接连加到增稠器(或道尔型沉降器)中,上层沉降后的清液从溢流口接连排放,沉降后的浓浆集于增稠器的底部,依托一台低速拌和机把泥浆从放料口接连排出,这种方法受沉降效果的限制。另一种空隙式接连沉降,是在上述空隙沉降罐内经过数小时的沉降抽走上层部辨明液,持续放入第二罐物料,再沉降数小时抽走上层清液,接连3~4批后再彻底铲除底部残渣.
(2)沉降剂
在没有沉降剂的协助下,仅靠重力天然沉降很难到达弄清钛液的意图,添加一些高分子絮凝剂或一些带负电荷的物质与带正电荷的胶体悬浮物进行电中和使它的ζ电位下降到零而发作聚沉。常用的沉降剂有:
a.有机絮凝剂适合于钛液沉降的有机絮凝剂不多,这首要是它的絮凝环境严苛,要求絮凝剂本领强酸、耐较高的温度(60~75℃),并能坚持在较长的时刻内不分化。现在聚酰胺(PAM)改性后的甲基化聚酰胺(AMPAM)是钛职业广泛运用的一种有机高分子絮凝剂。
聚酰胺自身是由酰胺聚合而成的水溶性高分子化合物,分子式为。属非离子型自身不带电荷,在pH6.5时体现最大的絮凝效果。为了使它能在强酸性钛液中运用,有必要对它进行改性,改性是在它的分子链上导入甲基和胺基,使本来弯曲状的聚酰胺分子链扩展开来,不只使原有的极性基团得到充沛露出,并且添加了新的极性基团。经甲醛、二甲胺改性后的胺甲基化聚酰胺出现负电性,能够在60~70℃下于强酸环境中充沛发挥絮凝效果而不降解。
聚酰胺的改性方法如下:传统的改性配比为聚酰胺与甲醛、二甲胺的摩尔比为1:0.75:0.75。先把市售分子量≥400万的聚酰胺(含量约8%)用水稀释至1%,由于胶状的聚酰胺粘性很大能够分次参加,这一溶解稀释进程很长,然后参加甲醛加热至40~50℃,用1%磷酸三钠调整pH至10~10.5,保温拌和1.5~2h进行甲醛化反响,反响式如下。
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由于甲醛中的拨基是极性基团呈正电性,而PAM中的氮原子呈负电性,如溶液呈酸性H+会与NH2-相结合会影响氮原子的负电性,因而该反响在碱性下操作较好。然后再参加二甲胺,持续升温至65~75℃进行胺化反响。
参加二甲胺后保温0.5h即可。
制备胺甲基化聚酰胺,首先要挑选分子量高的聚酰胺,分子量要求不低于400万,不然絮凝效果欠好,最近有选用分子量1000万以上的固体聚酰胺,改性后的产品絮凝效果很好并且用量也较少。在改性进程中由于甲醛不宜长时刻储存,特别是在有水的存鄙人很简略失效,因而选用高质量的甲醛也是改性胜败的关键因素之一,其次二甲胺在高温下易挥发,二甲胺参加的时刻不宜过早。
最近有人研讨发现,胺甲基化是一个可逆反响,在PAM、HCHO,(CH3)2NH3个质猜中的配比二甲胺的份额稍高于甲醛比较好,这样能够避免过剩的甲醛与聚酰胺反响生成的经甲基物脱去经基后生成甲亚胺,而甲亚胺与酰胺反响后会生成不溶物,因而把三者配比改为:1:0.9:1(mol)也能得到絮凝效果较好的胺甲基化聚酰胺。
改性后的聚酰胺中散布着许多的极性基团,因其分子结构中氮原子上有较大的电子云密度,对悬浮颗粒有较强的亲和力,使高分子链在悬浮颗粒之间进行吸附架桥,并且能够下降胶体颗粒的ζ电位,经过拌和使吸附了悬浮颗粒的高分子链相互环绕,絮凝成团而沉降下来。 图1为聚酰胺的结构示意图。依据Michaels的研讨,聚酰胺的水解度大约在33%时的凝集力最大,这说明部分水解后的聚酰胺碳链较直、较长,吸附架桥后环绕的絮凝团体积也较大,因而更简略沉降。
改性后的聚酰胺在运用前再稀释至1/1000左右,从沉积罐中参加。稀释后的改性聚酰胺不宜久存,一般现稀释现用。但国外有人用水解废酸调整改性后的聚酰胺水溶液的pH为2.5~4.5时,可在20~24℃下寄存两星期仍能坚持较好的絮凝效果。[next]
b.无机凝集剂三氧化二锑(Sb2O3)-硫化铁(FeS)是硫酸法钛出产中最早运用的经典凝集剂,它是一种化合价较高,能溶于强酸的沉降助剂,直到现在还在运用。
三氧化二锑一般随矿粉一道投入,在高温酸解时三氧化二锑与硫酸反响生成硫酸锑进入钛液中。
Sb2O3+3H2SO4→Sb2(SO4)3+3H2O
在钛液放入沉积罐后,把磨碎的硫化铁均匀地散入沉积罐内,此刻硫化铁与硫酸反响生成,与溶液中的硫酸锑反响生成硫化锑。
FeS+H2SO4→FeSO4+H2S↑
Sb2(SO4)3+3H2S→Sb2S3↓+3H2SO4
硫化锑的胶团结构为{[Sb2S3]·nHS-(n-x)H+} x - x H,这是一种具有很大容积的带负电荷的溶胶,它与钛液中带正电荷的悬浮粒子及胶体粒子发作电中和,下降了胶体颗粒表面的ζ电位,使涣散状况的胶体颗粒发作凝集。由于硫化锑的密度很大,这些杂质粒子凝集在Sb2S3周围一道敏捷沉降下来。在运用Sb2O3-FeS无机凝集剂时,溶液的酸度(F值)操控要偏高一些,由于不只该反响要耗费一点硫酸,重要的是在酸度低的情况下Sb2O3不只生成硫化锑并且也有或许生成可溶性的硫代锑酸盐而无法除掉。假如不运用Sb2O3,也能够运用硫酸铜,相同硫化铁也能够用来替代。
无机凝集剂(Sb2O3-FeS)是一种经典的凝集剂,它不添加钛液的粘度、不会构成过滤困难、能够凝集较小的胶体颗粒,但沉降时刻较长对稍大的固体悬浮颗粒凝集效果不如AMPAM好,此外H2S气体有毒、污染环境、腐蚀设备,特别是铜(紫铜盘管)和不锈钢设备腐蚀后还会污染产品,可是残留的Sb2O3留在产品中能够避免光色互变现象的发作。
有机絮凝剂(AMPAM)对稍大的固体颗粒絮凝沉降速度快,一般可到达0.25~0.37m/h。尽管经它沉降后的液体看起来很清,但仍有少数极细的胶体颗粒很难一道沉降下来,在聚酰胺絮凝剂加量多的情况下会发作泡沫,添加钛液的粘度。
为了使钛液中的悬浮固体杂质和胶体颗粒都能沉降下来,最好无机凝集剂和有机絮凝剂并用,这样能够获得更好的沉降效果。一般操作方法:氧化锑随矿粉一道参加,待浸取完结放料前从酸解罐内参加硫化铁,这样气体可从烟囱中排出削减对操作人员的损害,然后在沉积罐中参加改性后的聚酰胺。
c.混合沉降剂:这类沉降剂的双组分中既有凝集效果又有絮凝效果,自有机絮凝剂聚酰胺广泛运用以来,这类混合沉降剂已很少运用。比较有代表性的混合沉降剂是单宁酸-牛胶,单宁酸分子式为C6H6O6[C6H2(OH)3COOC6H2(OH)2CO]5它是一种有机酸,分子量1700,含量85%以上。单宁酸与钛液中的四价钛离子生成橙红色的单宁酸钛络合物,带有负电性,可中和钛液中带正电的胶体颗粒而发作聚沉效果。它是一种有机酸能与Al、Be、 Ca、Ti、V、Nb、Zn、Ta等金属元素发作共沉积,曩昔在分析化学中常常用到。牛胶是一种天然的多肽键高分子化合物,它的分子中含有许多—COOH、—OH、—NH2极性基团,这些极性基团可起到胶体颗粒絮凝成团而沉积的效果。
其他沉降剂还有:聚醇与聚酯的化合物,羟里基聚酰胺、摆开粉、烷基磺酸钠、聚酰胺环氧、甲醇酯化果胶等,但实践用的工厂很少。
各种不同沉降剂的沉降效果比照见表2。
表2 各种絮凝剂的沉降对果比照 项目 成果 品名加量mL/L浓度%沉降时刻/h钛液中残渣量mg/L补白AMPAM
猪皮胶
烷基磺酸钠
Sb2O3-FeS
8
6
40.5
0.5
11
2
2
162
180
170
250
Sb2O32kg/t矿
FeS4kg/t矿[next]
(3)影响钛液沉降效果的首要因素
a.钛液温度对沉降效果的影响,一般温度高钛液粘度下降有利于沉降,但温度太高分子运动加速会构成对流晦气于沉降,对铁液的安稳性也晦气,一般应坚持在50~65℃之间让其天然沉降。冬季保温很重要,夏天相同要注意散热,不然酸解放下来的物料不易发出热量也会影响沉降效果。
b.钛液的浓度对沉降效果的影响,钛液的浓度即钛液的相对密度或钛液中的TiO2含量。一般浓度高粘度大沉降速度缓慢;浓度消沉降速度快,但会添加后道浓缩工序的担负,一般要求不低于120g/L,现场操作一般用密度计丈量。
c.钛液的质量对沉降效果的影响,F值高、三价钛含量高、安稳性好的钛液好沉降与相反安稳性差,无三价钛或发作前期水解的钛液数及矿中SiO2、Al2O3含量较高制得的钛液由于有许多的胶体颗粒存在,沉降干分困难。
d.拌和强度对沉降效果的影响,在运用无机凝集剂的倩况下,由于是离子化学反响需求充沛拌和,但又不能太激烈不然会逸出许多的H2S气体,不只污染环境并且凝集效果木好。在运用改性聚酰胺絮凝剂的情况下,需求的是充沛混匀而不是激烈地拌和,激烈拌和会使大絮凝团分裂为小絮凝团,乃至使高分子长链发作断链,不只起不到絮凝效果还有或许会起到涣散效果(见图2) .因而有的工厂把改性聚酰胺与酸解物料在一混合器内一道同步放到沉积罐内,不必压缩空气拌和。
e.沉降剂的用量对沉降效果的影响,在选用Sb2O3-FeS凝集剂时,Sb2O3的加量是矿粉质量的0.1%~0.2%,FeS的理论用量应是Sb2O3用量的3倍,当然在运用硫含量较高的钛铁矿(如攀枝花钛铁矿)用量可相对削减,在一起运用AMPAM时,Sb2O3-FeS的总用量可相对削减.独自运用AMPAM时,用量添加沉降效果变好,但再添加没有显着的效果,反而有下降的趋势,一般用量为每立方米钛液30~50g(以AMPAM干粉计),过多还会使钛液发粘、起泡沫。
f.沉降剂的浓度对沉降效果的影响,沉降剂的浓度对沉降效果有较大的影响,一般浓度高,粘度大难以在钛液中涣散,浓度太高还会使高分子链发作弯曲起球而失掉絮凝效果。有实验证明但AMPAM浓度超越0.7%时,沉降效果急剧恶化,一般便角时稀释至0.1%~0.2%。浓度低尽管钛液粘度下降简略涣散均匀,但浓度太低用量增大会减弱钛液的浓度,并且浓度太低的AMPAM也不易久存。
钛液沉降效果的好坏,定性查看一般是取一定量的钛液在布氏漏斗中过滤,用少数水清洗滤纸后查看滤纸(一般看第二张滤纸)上的痕迹深浅来判别沉降效果的好坏。定量查看是取一定量钛液在布氏漏斗中过滤,然后测定其滤纸上的泥渣含量,一般操控在300mg/L左右。也能够用透光率的方法来测定沉降效果的好坏,其方法是把钛液先用30%的把钛液中的三价钛氧化成四价钛,使钛液从紫黑色变成通明的液体,然后目视或用分光光度计丈量透光率,透光率越高沉降效果越好。[next]
沉降后底部的残渣中仍含有少数钛液,应进一步收回,一般是加水(或稀废酸)稀释后过滤,滤液作小度水运用,滤渣再水洗至干后作为无机废物丢掉。
钛液的沉降尽管是一个简略的物理进程,但要求很严,对今后的产品质量、收率、出产进展都有较大的影响,最好一次成功,由于沉降欠好温度下降的钛液无法加温,加温极易引起安稳性下降,乃至发作前期水解。假如沉降效果欠好,温度不是太低的情况下,可把Sb2O3溶解在中后参加到钛液中,再添加少数絮凝剂进行二次沉降,假如还不行只能把上层稍好的钛液分批少数的带到下一批钛液中持续沉降。也可用淡废酸或小度水稀释上层清液,再补加絮凝剂沉降后作为小度水运用,或带到下一批钛液中持续沉降。严峻前期水解、或胶体物质许多无法沉降的钛液是不能用来出产颜料级钛。至于沉降欠好查明是絮凝剂质量的原因,应倒掉重配,切忌妄图用添加用量来改进效果,往往沉降效果相反会更差。
有机絮凝剂不能寄存时刻过长,明胶之类的动物胶极易腐烂变质,改性后的聚酰胺在夏日也不能寄存时刻过长,稀释至0.1%后应立即运用,一般是现稀释现用。
不管运用有机絮凝剂仍是无机凝集剂,都是靠重力效果天然沉降,不免有许多颗粒因各种原因未能沉降下来,特别是从沉积罐中把钛液送往结晶工序时,不管是选用下部放料仍是上部虹吸的方法,都有或许把沉降物带走,为了进步产品质量有许多工厂在结晶前先用板框压滤机过滤1次(又称热过滤),因而时钛液的温度仍较高(约45~55℃),粘度低好过滤,这样不只能减轻后边操控过滤的担负,并且结晶出来的硫酸亚铁质量好。
沉降后钛液的化学组成规模一般如下:
二氧化钛含量(TiO2) 120~150g/L
酸度系数(F值) 1.7~2.0
三价钛(以TiO2计) 1.0~5.Og/L
安稳性 ≥350mL
沉积罐中的残渣首要是脉石、金红石、未酸解或未酸解彻底的钛铁矿,这部分残渣有的出产非颜料级的钛工厂把它作为矿的一部掺到下一批矿粉中从头酸解。残渣的处理一般是先用水、小度水或淡废酸稀释后用泵或真空送至一增稠器内,上层溢流出来的含有可溶性钛的清液作为小度水运用,基层泥浆用板框压滤机过滤、洗刷、吹干后作为无机固体废弃物填埋处理。
沉积残渣的处理,在整个出产工艺中尽管并不重要,但对进步钛液的收率来讲是不行短少的工序。
钛砂矿的选矿
2019-01-31 11:06:17
钛砂矿首要矿床类型为海边砂矿,其次为内陆砂矿。钛砂矿是原生矿在天然条件下经风化、破碎、富集生成。具有易采、易选、出产成本低,产品质量好及伴生矿藏品种多,归纳收回价值大等长处。是比较抱负的矿产资源之一。钛砂矿是现在世界上钛铁矿、金红石、锆英石及独居石等矿产品的首要来历。
钛砂矿除少数矿体上部有覆盖层需经剥离外,一般不需剥离即可选用干采或船采机械进行挖掘。干采机械有:推土机、铲运机、装载机及斗轮挖掘机等;船采所用采船有链斗式、搅吸式及斗轮式三种。采出矿石经皮带运输机或砂泵管道运送至粗选厂。
钛砂矿选厂分粗选及精选两个阶段进行。
一、粗选
送至粗选厂的矿石,首要通过除渣、筛分、分级、脱泥及浓缩等必要的预备作业,然后给入粗选流程进行选别。
粗选的意图是将中选矿石按矿藏密度不同进行别离,丢掉低密度脉石矿藏尾矿,取得重矿藏含量达90%左右的重矿藏混合精矿,作为精选厂给料。
粗选厂一般与采矿作业纳为一体,组成采选厂。为习惯砂矿床特征,一般粗选厂均建为移动式,移动方法有水上浮船及陆地轨迹、履带、托板及定时拆迁等方法。
钛砂矿粗选一般选用处理量大,收回率高又便于移动式选厂运用的设备,较遍及的是圆锥选矿机及螺旋选矿机,少数选用摇床。上述设备有单一运用的,也有合作运用的:单一圆锥选矿机首要用于规划大或原矿中重矿藏含镀高的粗选厂;大都厂选用以圆锥选矿机粗选,螺旋选矿机再精选;一些规划较小的选矿厂,往往选用单一的螺旋选矿机粗选。
二、精选
钛砂矿多系含有几种有价矿藏的归纳性矿床,精选的意图是将粗精矿中有收回价值的矿藏进行有用的别离及提纯,到达各自的精矿质量要求,使之成为产品精矿。
精选厂一般建成固定式。粗精矿选用轿车、火车或管道运送等方法运输到精选厂处理。精选作业分为湿式及干式两个阶段,以干法作业为主。依据粗精矿的性质,在精选工艺的前段一般选用部分湿法作业。有时在精选进程中还存在于法、湿法替换的进程,不过从能源消耗及简化工艺流程视点考虑,在或许条件下力求削减这一进程。
精选厂的湿法作业品种有:选用摇床或螺旋选矿机重选,进一步丢掉残存在粗精矿中的密度小的脉石矿藏,关于含盐份的粗精矿,一起具有清洗盐份的作用;选用湿式磁选法预先选出部分易选钛精矿,削减干选中选矿量;在粗精矿中参加氧、、稀、焦氧钠等某种药剂进行高浓度拌和,到达铲除矿藏表面污染,进步精选作用的意图;选用浮选法进行锆英石、独居石产品的精选。
干式精选是按产品中各矿藏间的磁性、导电性、密度等差异进行分选。依粗精矿组成及性质而异,干选工艺流程的结构改变较大。关于矿藏组成比较复杂,归纳收回矿藏品种较多的粗精矿的干选,流程比较复杂,作业较多,流程结构改变也较大;关于矿藏组成简略的粗精矿,干选流程则很简略。
磁选是选用不同类型及场强的磁选机,比照磁化系数不同的矿藏间的分选,常用的磁选设备有:盘式(单盘、双盘、三盘)、穿插带式、辊式、对极式等磁选机,在干选流程中一般是首要选用弱磁选分选出强磁性矿藏-磁铁矿,然后选用中磁场选出大部分磁性较强又比较易选的钛铁矿产品。强磁选则用于部分磁性较弱的钛铁矿及独居石与非磁性矿藏锆英石,金红石、白钛石等的别离。
电选是使用粗精矿中矿藏间导电性的差异进行分选。所用电选机有辊式、板式、筛板式三种。电选在粗精矿干选流程中常用于导体与非导体矿藏间的分组;金红石与锆英石的别离;难选钛铁矿及锆英石、独居石等矿藏的精选。
在出产实践中,有时采纳改变磁场及电场强度等操作条件,使电,磁选作业替换进行,以增进分选作用。
在干式精选工艺进程中经磁选或电选的某些矿藏因为电、磁性附近,得到同步富集,中选些被别离矿藏间存在可选密度差的情况下,一般选用重选法冉进行分选。为了削减干湿替换的工艺进程,这些产品的重选别离则选用干式重造-风力摇床进行。锆英石、独居石、蚀变钛铁矿终究产品精选,许多情况下均选用风力摇床精选进行再富集。
钛液的浓缩
2019-02-13 10:12:33
未经浓缩的稀钛液是不能出产颜料级钛的,因为用稀钛液水解出来的偏钛酸颗粒粗,产品的消色力、底层色相差、吸油量高,别的依据水解工艺的不同,为了操控必定的水解速率,也需要把钛液浓缩到必定的浓度后运用。
钛液中的溶质是硫酸氧钛、硫酸钛、硫酸亚铁等,溶剂主要是水,一般能够经过加热使水分蒸腾而浓缩。但是在常温下钛液的沸点在104~114℃左右,而钛液本身在80℃以上就会水解,为了避免前期水解,钛液的浓缩有必要在真空下低温蒸腾浓缩,不同浓度的钛液在不同真空度下的沸点参见表3-9.
表1 不同浓度的钛液在真空下的沸点/℃TiO2浓度/g/L-0.092MPa-0.086 MPa-0.079 MPa-0.072 MPa-0.066 MPa220
190
16052.5
51
48.562
59.5
5869.5
67
64.575.5
72
7079.5
76.5
74
从表1中的数据能够看出,不同浓度的钛液真空度越高它的沸点就越低,因而钛液浓缩时的最高温度应不大于70,真空度至少要保持在-0.08~0.088MPa,这样才干取得高质量的浓钛液。假如真空度低,浓缩的温度过高,不只浓缩后的钛液稳定性差,并且会因部分过热形成固相硫酸氧钛结晶阻塞蒸腾器列管,而涣散到钛液中的硫酸氧钛结晶会像晶种相同,不断增大而堆积下来给出产形成不必要的丢失。
工业出产中钛液浓缩一般选用升流薄膜浓缩器,该浓缩器的蒸腾室、别离室、加热列管、进料室等一般运用耐腐蚀的金属钛,蒸汽加热室的外壳可用普通碳钢。待浓缩的物料从底部进入进料室,经过散布板均匀进入加热室的钛列管中,加热蒸汽经过管壁进行热交换,铁液在真空下受热敏捷蒸腾,汽化了的水蒸气夹带着被浓缩后的钛液,成膜状沿管壁以20~30m/s的速度快速上升进入蒸腾室,在蒸腾室中因为体积扩展,流速减慢,经过蒸腾室顶部的气液别离设备进行汽液别离,钛液留在蒸腾室内顺浓缩液溢流管进入浓钛液搜集池。蒸腾出来的二次蒸汽,在混合冷凝器顶用水冷却冷凝后,经过气压冷凝器的气压管(大气腿)排入水封池溢流出来。为了使冷却后的冷凝水能从气压管底部主动溢流排出,避免冷却水和冷凝水流入钛液中,冷凝器下面的气压管有必要坚持必定的高度,以便在管中保持必定的液位,该液柱所发生的压头相当于管外大气压与冷凝器中的气压之差,在真空状态下此气压管的高度至少应不低于10m。下图为钛液浓缩器。
为了下降钛液浓缩时的能耗,有条件的工厂应选用双效串联操作,用第二效发生的二次蒸汽预热钛液或作为榜首效加热室的蒸汽,这样能够削减浓缩时的蒸汽用量。
浓缩后钛液中的TiO2浓度,在选用外加晶种水解工艺时,一般操控在200~230g/L左右;选用自生晶种稀释法水解工艺时,一般操控在230~260g/L左右。