Obróbka cieplna tytanu i tarczy rozpylającej
Wstitanium to chiński dostawca rozwiązań w zakresie obróbki cieplnej tytanu i napylania jonowego, który oferuje kompleksowe usługi obejmujące analizę materiałów, projektowanie procesów, obróbkę cieplną i kontrolę jakości.
- wyżarzanie
- Leczenie roztworem
- Termomechaniczny
- Prasowanie na gorąco Spiekanie
- Spiekanie próżniowe
- Spiekanie metodą prasowania izostatycznego
Warsztat Wstitanium
Nasze potężne udogodnienia
Tytan i obróbka cieplna tarczy rozpylającej
Wstitanium nie tylko koncentruje się na produkcji tytanu i celów rozpylania, ale również opiera się na swoich wyjątkowych zaletach w obróbce cieplnej, aby stać się siłą napędową promującą wydajność tych produktów i zaspokajającą potrzeby zaawansowanych zastosowań. Wstitanium ma zróżnicowany system technologii obróbki cieplnej. W przypadku tytanu obejmuje on różnorodne procesy, takie jak wyżarzanie, obróbka i starzenie roztworem oraz obróbka termomechaniczna. W przypadku celów rozpylania, spiekanie na gorąco, spiekanie próżniowe, spiekanie izostatyczne, wyżarzanie, starzenie roztworem i inne technologie.
Obróbka cieplna tytanu
Powodem, dla którego tytan wymaga obróbki cieplnej, jest głównie poprawa jego struktury organizacyjnej, a tym samym poprawa właściwości mechanicznych, zwiększenie odporności na korozję, poprawa właściwości mechanicznych i wyeliminowanie naprężeń szczątkowych. Tytan prezentuje dwie różne struktury krystaliczne w różnych temperaturach. Od temperatury pokojowej do 882°C tytan występuje w heksagonalnej, ściśle upakowanej strukturze (hcp), zwanej fazą α. Ta struktura nadaje tytanowi pewną wytrzymałość i dobrą plastyczność. Gdy temperatura przekroczy 882°C, tytan ulega przemianie alotropowej i przekształca się w strukturę sześcienną skupioną na ciele (bcc), mianowicie fazę β. Układ atomowy fazy β różni się od układu fazy α, co sprawia, że tytan ma lepszą plastyczność i niższą odporność na odkształcenia w wysokich temperaturach, co sprzyja obróbce cieplnej i formowaniu. Ta przemiana alotropowa jest ważną podstawą obróbki cieplnej tytanu i umożliwia zmianę organizacji i właściwości tytanu poprzez obróbkę cieplną.
Ulepszanie struktury organizacyjnej
W odlewaniu początkowe ziarna tytanu mogą być grube i nierówne. Po obróbce cieplnej, takiej jak ogrzewanie i chłodzenie w obszarze fazy α lub obszarze fazy α+β, ziarna można uszlachetnić. Uszlachetnione ziarna mogą sprawić, że wydajność tytanu będzie bardziej jednolita we wszystkich kierunkach, zapewniając dobrą podstawę organizacyjną do późniejszej obróbki mechanicznej.
Dostosuj skład fazy
Tytan ma dwie struktury krystaliczne, fazę α i fazę β, a proporcje i rozkład różnych faz mają duży wpływ na wydajność. Na przykład stopy tytanu stosowane w przemyśle lotniczym mogą uzyskać wysoką wytrzymałość i dobrą ciągliwość poprzez dostosowanie proporcji fazy α i fazy β poprzez obróbkę cieplną.
Popraw siłę
Poprzez procesy obróbki cieplnej, takie jak hartowanie i starzenie, fazy wytrącania mogą być wprowadzane do stopów tytanu lub mogą być wytwarzane efekty wzmacniania roztworem stałym, co poprawia wytrzymałość tytanu. Na przykład po obróbce roztworem i starzeniu wytrzymałość stopu tytanu Ti-6Al-4V może być znacznie poprawiona, spełniając wymagania użytkowe kluczowych komponentów, takich jak łopatki silników lotniczych w środowiskach o wysokim naprężeniu.
Zwiększ wytrzymałość
Sama wysoka wytrzymałość może zwiększyć kruchość tytanu, podczas gdy obróbka cieplna może poprawić wytrzymałość materiału, zwiększając jednocześnie wytrzymałość. Na przykład, hartowanie w temperaturze poniżej zera lub podwójna obróbka cieplna niektórych stopów tytanu może utworzyć rozsądny rozkład faz na granicy ziarna i wewnątrz ziarna, dzięki czemu materiał ma wysoką wytrzymałość, zachowując jednocześnie dobrą wytrzymałość i odporność na zmęczenie.
Popraw wydajność frezowania
W przypadku części tytanowych, które muszą być obrabiane CNC, wydajność cięcia można poprawić, dostosowując ich strukturę organizacyjną i twardość poprzez odpowiednią obróbkę cieplną. Na przykład wyżarzanie sferoidyzujące może sferoidyzować cząstki drugiej fazy w stopach tytanu, zmniejszyć zużycie narzędzi podczas cięcia oraz poprawić wydajność i jakość obróbki.
Wyeliminuj naprężenia szczątkowe
Tytan nieuchronnie wytwarza naprężenia szczątkowe podczas procesu przetwarzania i produkcji, takiego jak kucie, spawanie, obróbka skrawaniem itp. Obecność naprężeń szczątkowych może powodować odkształcenia lub nawet pękanie części podczas użytkowania. Poprzez procesy obróbki cieplnej, takie jak wyżarzanie odprężające, atomy wewnątrz tytanu mogą dyfundować i przegrupowywać się, zmniejszać naprężenia szczątkowe i poprawiać stabilność wymiarową i niezawodność części.
Obróbka cieplna tarcz rozpyłowych
Rozpylające się cele odnoszą się do materiałów docelowych bombardowanych wiązkami jonów podczas procesu powlekania rozpylaniem, których atomy są rozpylane na powierzchnię podłoża pod wpływem jonów, tworząc cienką warstwę. Zgodnie ze składem chemicznym cele rozpylania można podzielić na cele metalowe (takie jak cele miedziane, cele aluminiowe, cele tytanowe itp.), cele stopowe (takie jak cele z selenku miedziowo-indowo-galowego stosowane w dziedzinie ogniw słonecznych), cele ceramiczne (takie jak cele z tlenku indu-cynowego ITO stosowane w panelach wyświetlaczy) i cele złożone (takie jak cele z siarczku cynku stosowane w foliach optycznych). Cele, które zostały poddane obróbce na zimno (takiej jak walcowanie, kucie, obróbka CNC itp.) mają dużą liczbę dyslokacji i zniekształceń sieci wewnątrz, przechowując dużą energię zniekształceń. Obróbka cieplna jest kluczowym procesem skutecznej regulacji organizacji i wydajności celów rozpylania i odgrywa niezastąpioną rolę w poprawie gęstości, jednorodności, czystości i charakterystyk rozpylania celów.
Zwiększa twardość i wytrzymałość
Cele rozpylania muszą mieć określoną twardość i wytrzymałość, aby oprzeć się siłom takim jak bombardowanie jonami podczas rozpylania. Obróbka cieplna może sprawić, że atomy wewnątrz celu będą bardziej uporządkowane i utworzą bardziej stabilną strukturę krystaliczną, zwiększając w ten sposób twardość i wytrzymałość.
Wyeliminuj wady wewnętrzne
Nieuchronnie wewnątrz celu pojawią się pewne defekty, takie jak pory, mikropęknięcia, dyslokacje itp. Poprzez obróbkę cieplną zwiększa się zdolność dyfuzyjną atomów, co może spowodować przegrupowanie dyslokacji, zmniejszając lub eliminując te wewnętrzne defekty i poprawiając gęstość i jednorodność celu.
Popraw jakość powierzchni
Obróbka cieplna może sprawić, że powierzchnia celu będzie bardziej płaska i gładka, a także zmniejszyć zanieczyszczenia i warstwy tlenków na powierzchni. Płaska i gładka powierzchnia może poprawić jednorodność rozpylania i uniknąć sytuacji, w której lokalna szybkość rozpylania jest zbyt wysoka lub zbyt niska podczas procesu rozpylania, zapewniając w ten sposób jednorodność i jakość osadzonej warstwy.
Wyeliminuj naprężenia szczątkowe
W trakcie procesu produkcyjnego w celu powstanie naprężenie szczątkowe, które może spowodować odkształcenie i pęknięcie celu podczas przechowywania lub użytkowania. Procesy takie jak wyżarzanie odprężające podczas obróbki cieplnej mogą skutecznie wyeliminować naprężenie szczątkowe i poprawić stabilność wymiarową i strukturalną materiału celu.
Możliwości obróbki cieplnej tytanu Wstitanium
Wstitanium nadal wprowadza zaawansowany sprzęt do obróbki cieplnej i instrumenty testowe, obejmując wiele zaawansowanych warsztatów obróbki cieplnej i przyciągając grupę doskonałych inżynierów materiałowych i pracowników technicznych. Członkowie zespołu to profesjonaliści z wielu dziedzin, takich jak fizyka materiałów, chemia materiałów i technologia obróbki cieplnej. Mają wieloletnie doświadczenie zawodowe w dziedzinie obróbki cieplnej tytanu i celów rozpylania.
Usługa obróbki cieplnej tytanu
wyżarzanie
Wstitanium oferuje różnorodne usługi wyżarzania, takie jak pełne wyżarzanie, niepełne wyżarzanie i wyżarzanie odprężające. W procesie pełnego wyżarzania temperatura nagrzewania jest precyzyjnie kontrolowana, aby była o 30-50℃ wyższa niż temperatura przemiany β (Tβ). Czas utrzymywania jest określany poprzez precyzyjne obliczenia zgodnie z charakterystyką gatunku stopu tytanu i rozmiarem przedmiotu obrabianego, aby zapewnić, że elementy stopu są w pełni rozproszone. Następnie jest on powoli chłodzony w piecu, aby uzyskać jednorodną strukturę α + β, skutecznie eliminując utwardzanie zgniotowe, poprawiając plastyczność i wytrzymałość materiału oraz poprawiając wydajność przetwarzania.
W przypadku niepełnego wyżarzania temperatura nagrzewania jest ściśle kontrolowana w obszarze fazy α + β, niższym niż Tβ, na ogół między 700-850℃, a chłodzenie powietrzem lub chłodzenie w piecu po wygrzewaniu może nie tylko wyeliminować pewne naprężenia, ale także zachować pewien efekt utwardzania, spełniając potrzeby określonych kompleksowych wymagań dotyczących wytrzymałości i plastyczności. Wyżarzanie odprężające jest przeprowadzane w niższym zakresie temperatur 450-650℃, a chłodzenie powietrzem jest wykonywane po 1-3 godzinach konserwacji cieplnej, co skutecznie eliminuje naprężenia szczątkowe generowane przez stop tytanu podczas przetwarzania, zapobiega odkształceniom i pękaniu części oraz poprawia stabilność wymiarową.
Obróbka roztworowa i starzenie
W przypadku stopów tytanu typu α + β jest to zwykle 10-100℃ poniżej Tβ; w przypadku stopów tytanu typu β jest to powyżej Tβ. Czas utrzymywania jest ściśle obliczony, aby zapewnić, że elementy stopu są całkowicie rozpuszczone w matrycy, a następnie stosuje się metodę szybkiego chłodzenia (taką jak hartowanie), aby uzyskać przesycony stały roztwór. Wybierz odpowiednią temperaturę starzenia w zakresie temperatur 450-650℃, a czas utrzymywania waha się od 4 do 24 godzin, tak aby atomy rozpuszczone wytrąciły się ze stałego roztworu, tworząc drobno rozproszoną fazę wytrącania, znacznie poprawiając wytrzymałość i twardość stopu przy jednoczesnym zachowaniu dobrej plastyczności i wytrzymałości.
Obróbka termomechaniczna
Wstitanium oferuje zaawansowane usługi obróbki termomechanicznej, takie jak kucie izotermiczne i przetwarzanie wieloprzebiegowe. Podczas procesu kucia izotermicznego kęs stopu tytanu jest kuty w określonej temperaturze w obszarze fazy α + β przy precyzyjnie kontrolowanej niskiej szybkości odkształcenia, tak aby materiał podlegał dynamicznej rekrystalizacji podczas procesu odkształcania, uzyskując w ten sposób jednolitą i drobną strukturę równoosiową, znacznie poprawiając wytrzymałość, plastyczność i odporność zmęczeniową materiału, i jest szeroko stosowany w produkcji wysokiej klasy części, takich jak tarcze ze stopu tytanu do silników lotniczych.
Przetwarzanie wieloprzebiegowe polega na starannie zaprojektowanych wielokrotnych metodach walcowania, kucia i innych procesów, które pozwalają na odkształcanie w różnych zakresach temperatur. W połączeniu z odpowiednim procesem wyżarzania pośredniego ziarna ulegają stopniowemu rozdrobnieniu, co poprawia ogólną wydajność materiału i spełnia wymagania dotyczące wydajności różnych klientów w zakresie płyt, prętów i innych produktów ze stopu tytanu.
Usługa obróbki cieplnej tarczy rozpylającej
Obróbka spiekania
W przypadku celów rozpylania z różnych materiałów, Wstitanium oferuje różnorodne usługi spiekania, takie jak spiekanie na gorąco, spiekanie próżniowe i spiekanie izostatyczne. Podczas spiekania na gorąco proszek docelowy jest umieszczany w specjalnej formie i spiekany w precyzyjnie kontrolowanej temperaturze i ciśnieniu. Temperatura jest zazwyczaj ustawiona na 0.6 do 0.8 razy wyższa od temperatury topnienia materiału docelowego, a ciśnienie jest precyzyjnie regulowane w zakresie 10-100 MPa zgodnie z materiałem docelowym i wymaganą wydajnością, co skutecznie promuje kontakt i dyfuzję między cząstkami proszku, hamuje wzrost ziarna i uzyskuje wysokiej jakości cele o dużej gęstości i drobnoziarniste, które są szeroko stosowane w przygotowywaniu wysokowydajnych celów wolframowych itp.
Spiekanie próżniowe
Spiekanie próżniowe spieka proszek docelowy w środowisku wysokiej próżni (stopień próżni jest zazwyczaj wymagany w zakresie od 10⁻³ do 10⁻⁵Pa), co skutecznie zapobiega utlenianiu i zanieczyszczeniom oraz poprawia czystość celu. Temperatura spiekania jest precyzyjnie ustawiana zgodnie ze składem materiału docelowego. Na przykład temperatura spiekania próżniowego celów miedzianych wynosi zazwyczaj 800-1000℃, co zapewnia, że materiał docelowy jest zagęszczany w wysokiej temperaturze i spełnia surowe wymagania dotyczące celów o wysokiej czystości, takich jak produkcja układów scalonych półprzewodnikowych.
Spiekanie metodą prasowania izostatycznego
Spiekanie metodą prasowania izostatycznego obejmuje zimne prasowanie izostatyczne (CIP) i gorące prasowanie izostatyczne (HIP). Zimne prasowanie izostatyczne polega na załadowaniu proszku docelowego do elastycznej formy i użyciu ciekłego medium w pojemniku wysokociśnieniowym w celu równomiernego przyłożenia ciśnienia, tak aby proszek był zagęszczany we wszystkich kierunkach pod tym samym ciśnieniem; gorące prasowanie izostatyczne jednocześnie realizuje proces zagęszczania i spiekania w wysokiej temperaturze i pod wysokim ciśnieniem, i może przygotowywać cele o złożonych kształtach i jednorodnej gęstości, co jest szczególnie odpowiednie do przygotowywania dużych celów, takich jak duże cele molibdenowe stosowane w dziedzinie wyświetlaczy płaskich.
wyżarzanie
Aby wyeliminować utwardzanie zgniotowe i naprężenia szczątkowe powstające podczas procesu produkcji tarcz rozpylających, Wstitanium oferuje usługi wyżarzania rekrystalizacyjnego i odprężającego. Wyżarzanie rekrystalizacyjne podgrzewa tarczę do temperatury 100-200℃ wyższej od temperatury rekrystalizacji. Czas utrzymywania jest dokładnie obliczany w zależności od rozmiaru tarczy i sprzętu grzewczego, zazwyczaj 1-3 godziny, a następnie powoli chłodzi, aby skutecznie wyeliminować utwardzanie zgniotowe, przywrócić plastyczność, przegrupować ziarna i poprawić przewodność i plastyczność tarczy. Jest odpowiedni dla tarcz metalowych, które zostały przetworzone przez walcowanie.
Temperatura wyżarzania odprężającego jest na ogół niższa niż temperatura rekrystalizacji, między 200-600℃. Po wygrzaniu przez 1-2 godziny jest chłodzony powietrzem lub piecem. Skutecznie eliminuje to naprężenia szczątkowe generowane podczas przetwarzania, montażu lub użytkowania tarczy i poprawia stabilność wymiarową i niezawodność tarczy. Jest to szczególnie ważne w przypadku materiałów, takich jak tarcze ceramiczne, które są podatne na naprężenia szczątkowe podczas przetwarzania.
Podsumowanie
W dziedzinie produkcji tarcz tytanowych i rozpylania, Wstitanium stale poprawia wydajność i jakość produktu dzięki swoim wyjątkowym zaletom w obróbce cieplnej, zapewniając wsparcie dla wielu branż high-end. W przyszłości będziemy nadal przewodzić innowacjom technologicznym i będziemy zorientowani na Twoje potrzeby, stale rozszerzać nasze obszary działalności, zwiększać nasz wpływ w branży i wnosić większy wkład w promowanie rozwoju nauki o materiałach i produkcji.
