寶雞利達新材料開發有限公司

寶雞利達新材料開發有限公司

鈦及鈦合金焊接時,氣孔是經常碰到的問題。 1、鈦及鈦合金焊接的氣體保護問題是影響焊接接頭質量的首要因素。 2、鈦及鈦合金焊接時應儘量採用小的熱輸入。

基本信息

百科名片

寶雞利達新材料開發有限公司擁有完善的質量管理體系。擁有一支年輕、有朝氣、創新的團隊。健全的生產、質量、銷售、後勤等部門有力的保障了各系統運行有序,盡職盡責,服務周到。現有職工80餘人,其中高級工程師18人,生產基地占地面積3000多平方米。占地十餘畝。主體設備有 300mm — 1200mm 各類軋機及輔機 5 台套; 1 噸— 5 噸電液鍛造錘兩台;不同規模電加熱爐 6 台套;車鉗、銑、刨、磨、剪、鏜等各類工具機 12 台套,熔煉車間的扒皮車床、真空自耗爐、電極壓力機等,先進的設備完全滿足市場對各類金屬材料加工、製造的需求。先後和 50 余家國內外企業建立了穩固良好的合作關係。2009產品銷售十幾個省、市地區,並出口美國、德國、法國、新加坡、韓國等地。質量穩定,深受用戶一致好評。
近年來,公司曾多次被省、市、區政府部門及質量技術監督部門授予“守契約重信譽企業”、“優秀民營企業"等榮譽稱號。公司本著“科技創新、誠信為先、質量第一”的經營理念,不斷挑戰自我,努力為客戶提供高科技含量的創新產品,解決和滿足客戶在日常生產中對不同品種、不同規格材料的需求。公司熱忱希望與國內外同仁攜手並進、相互合作、共同發展!

百度名片

寶雞利達新材料開發有限公司位於素有鈦城美譽的西部重要工業城市—陝西寶雞。是以生產製造稀有金屬材料:鈦、鎳、鎢、鉬、鋯材料、複合材料為主導。集非標設備製造、鈦陽極板、各種靶材、眼鏡用板材、石墨製品等新產品開發、加工、生產、經銷為一體的綜合性企業。
公司產品被廣泛的套用於石油、化工、氯鹼、製藥、海洋生物、醫藥、污水處理、次氯酸鈉、電鍍等領域。
公司名稱:寶雞利達新材料開發有限公司

英文名稱:Bao ji LIDA New Material Development Co.,LTD
公司性質:有限責任公司
法人代表:張憲
經營理念:誠信立足 開拓創新
註冊地址:陝西省寶雞市東高新區高新大道50號
經營範圍:稀有金屬材料、複合材料及非標設備的研究、生產、加工

目錄

產品介紹

鈦材料:鈦板、鈦管、鈦棒、鈦絲、鈦箔、標準件、鈦眼鏡板、鈦方棒、鈦法蘭 、鈦種板
複合材料類:鈦鋼複合板、鈦銅複合棒、不鏽鋼與鋼複合板、不鏽鋼複合板
鈦鋼複合管、鈦銅複合管、不鏽鋼與鋼複合管、鎳與鋼複合管
鈦設備類:鈦換熱器、鎳反應釜、鈦反應釜鈦盤管、列管式換熱器、塔器
靶材類:鈦、鎢、鉬、鉭、鈮、鋯、鉿、鎳、鉻、銦、鈷、釩靶材;鈦鋁合金、鈦鋯合金、鈦鉻合金、鈷鐵合金、鎳鉻合金、銦錫合金、不鏽鋼靶材;高純鉻、高純鋅、高純鋁、高純鐵、高純銅、高純碳、高純石墨等靶材
鎳材料:鎳管鎳棒、鎳板、鎳絲、鎳及鎳合金帶
鎢材料:鎢管鎢棒、鎢板、鎢絲
鉬材料:鎢鉬絲、鎢鉬結構件、磨光鎢鉬板、鉬坩堝、鉬棒、鉬板

產品套用

1、鈦及鈦合金主要生產產品及套用
一.概況
鈦及鈦合金加工材生產是寶雞利達新材料開發有限公司的主營業務,依託中國鈦城強大的鈦及鈦合金加工材生產線,憑藉中國鈦資源儲量豐富的優勢,依靠雄厚的科技實力,嚴密的質保體系,完善的技術手段,科學的管理方法,為尖端科技和石化建設提供高品質關鍵材料。產品廣泛用於航空、航天、航海、冶金、石化、電子、交通、醫療、海洋工程、製冷工程、建築、體育、旅遊等領域.
二.主要產品
我公司可按服客戶技術標準或按GB、GJB、Q/BS、ASTM、JIS、DMS等標準生產,也可按照用戶的特殊要求組織生產。可為客戶提供符合GB、GJB、Q/BS、ASTM、JIS、DMS和約定條件的Φl~Φ200mm管材、Φ6~Φ250mm棒材、Φ1~Φ6mm絲材、Φ3000×700mm環軋材、0.3~100×(1000~3000)mm板材、0.025~1.0帶箔材。
2.鎳及鎳合金材料生產、套用
一.概況
鎳及鎳合金加工材生產依託中國鈦城強大的鎳及鎳合金加工材生產線及雄厚的科技實力。嚴密的質保體系,完善的技術手段,科學的管理方法,為尖端科技和石化建設提供高品質關鍵材料。產品廣泛用於航空、航天、航海、冶金、石化、電子、交通、醫療、海洋工程、製冷工程、建築、體育、旅遊等領域。
二.主要產品
我公司可按照客戶技術標準或按GB、GJB、Q/BS、ASTM、JIS、DMS等標準生產,也可按照用戶的特殊要求組織生產。可為客戶提供符合GB、GJB、Q/BS、ASTM、JIS、DMS和約定條件的Φ1~Φ200rnrn管材、φ6~φ250mm棒材、Φ1~Φ6mm絲材、Φ3000×700mm環軋材、0.3~100×(1000~3000)mm板材、0.025~1.0帶箔材。
3.金屬複合材料生產、套用
一.概況
金屬複合材料生產依託中國最早、最大的金屬複合材生產線,已向客戶提供了各種複合板近千噸,形成了規格系列化、性能標準化、年產數千噸的生產能力。目前我公司已形成了三條完整的複合板生產工藝路線,即直接軋制複合綜合技術、爆炸複合、爆炸軋制複合,對不同厚度、不同配比、不同品種、規格、不同要求的複合板,分別採用這三種加工技術分類生產,是複合板品種規格大大增加,可滿足不同用戶、不同行業、不同環境、不同使用條件的各種要求。
二.主要產品
我公司複合材生產線已開發研製的金屬複合材料分為鈦及鈦合金複合板、不鏽鋼/鋼複合板、有色金屬及其合金複合板、難熔金屬複合板、貴金屬複合板、三層金屬複合板等六大系列40多個品種。近年來,我公司加大了複合材產品的開發、生產力度。特別是利用寬板軋機,採取爆炸軋制複合工藝路線,製作的單張複合板表面復層無焊縫面積最大達到25平方米以上,即規格可達到厚度4mm以上,2800mm以下任意寬度,長度10000mm以下的複合板,為設備製造廠家帶來了很大方便。隨著複合材的生產技術水平不斷提高,生產規模逐步擴大,多種複合材產品已廣泛用於冶金、石油、化工、製鹽、制鹼等領域的各類設備製造,在化工、防腐工程領域開拓了新的市場。
三.金屬複合板加工方法簡介
金屬複合板是指某種加工方法將兩種或兩種以上性能不同的金屬板材料焊接而成為一體的一種新金屬材料。兩種金屬中能滿足某些特殊用途(如耐蝕、耐熱、耐磨等),較薄的那層金屬稱為復材,一般作為結構用的另一較厚金屬層成為基材。
我公司已形成三條完整的複合板生產工藝路線。即直接軋制複合板(也稱壓力焊或固相焊)、爆炸複合法爆炸焊接軋制綜合技術。對不同厚度、不同配比、不同品種、不同規格、不同要求的複合板,分別採用這三種加工技術,分類生產,使複合板品種規格大大增加,產品外型美觀,質量可靠,可滿足不同用戶、不同行業、不同環境、不同使用條件的各種要求。
軋制複合法
軋制複合法是利用壓力加工工藝生產金屬複合板的方法,有冷軋複合和熱軋複合兩種。其基本原理是將需要複合的兩種金屬按照一定的配比和要求,送入軋機進行軋制,在軋機的強大壓力作用下,或者與熱作用相結合,使複合的兩種金屬板在整個截面上發生塑性變形,促使待覆合表面變形、潔淨、活化,隨之形成平面狀的冶金結合。軋制複合的基本要求是有強大壓力的軋制設備及生產複合板的專業技術。利用此法製造複合板具有如下優點:(1)可以擴大複合板面尺寸(長度和寬度)。(2)生產成本較低,產品在市場具有競爭力。(3)由原材料到成品可連續生產,適合於大批量生產。(4)易於建立自動化程度較高的生產線。(5)復層材料不易被基層材料污染,結合性能好,產品質量穩定。
爆炸複合材(也稱固相焊或高壓焊)
爆炸複合法是利用炸藥做能源,將性能不同的、特別是不相熔的兩種或兩種以上的金屬板焊接成為一體的複合板加工新技術。與軋制複合法相比,(1)載入速度快,即載入過程的瞬間性。(2)施加於工件高壓脈衝載荷,載入應力遠高於金屬材料的屈服強度。(3)結合區呈現波狀的冶金結合特徵。(4)難於實現自動化生產,而且工人勞動強度大,生產成本較高。此法的基本原理是將需要複合兩種金屬板按一定方法安裝,把特製的炸藥置於復層材料上,引爆雷管置於特定位置。當炸藥被引發後,爆炸產生的高壓脈衝載荷作用在復板上,復板在數微秒內被加速到每秒幾百米的速度。從引爆位置開始,復層板依次與基層板形成傾斜碰撞,兩板相撞產生的壓力大大超過金屬的動態屈服極限,在碰撞點鄰近區域內,產生高速而強烈的塑性變形,並伴有一
定的絕熱效應。兩金屬板待結合的表面,在瞬間發生類似於流體一樣的行為,形成兩股運動方向相反的金屬射流,位於碰撞點前的自由射流向未結合區的空間高速噴出,沖刷掉兩金屬板待結合表面上的氧化膜,污染物等,顯露出潔淨的活性表面,為實現焊接提供了必要條件;在碰撞點後的凸角射流,被“凝固”在兩金屬板之間形成了波狀的冶金結合特徵。
爆炸焊接軋制聯合技術
爆炸焊接軋制聯合技術指的是利用爆炸複合焊接技術將需要複合的兩種或兩種以上金屬板,按一定的厚度配比焊接製成複合板坯,然後再根據不同的條件和要求,熱軋或冷軋成所需厚度規格的複合板。此法是綜合爆炸複合技術和軋制技術各自的優點而發展起來的一種新的聯合技術。其優點在於(1)爆炸複合法制坯,保證了兩層或三層金屬板結合區的焊接質量。(2)摒棄了軋制複合制坯的困難和麻煩。(3)生產效率高,成品率高。(4)複合板產品尺寸精度高,表面質量好。(5)可生產大面積無焊縫和各種類複合板。
鈦鋼複合板的熱軋生產的具體方法
1、生產鈦鋼複合板的方法之一就是熱軋,包括形成一個鐵基材料和鈦熔覆材料,塗層至少有一個包層表面邊板的組裝,而且,需要基礎材料的包覆材料和20至30 g/m2的Mo或V。在熔點的溫度下加熱,在50攝氏度和1050攝氏度之間進行氧化,使其減少鈦氧化物,然後進行熱軋。
2、需要加入氧化物是MoO3
3、加熱溫度在845攝氏度和1050攝氏度之間。
4、需要加入氧化物V2O5。
5、其中的加熱溫度在740攝氏度至1050攝氏度。
這項技術實際上一種通過熱軋方法由鈦生產鈦鋼複合板的過程,具有很好的熔覆特性,生產成本也很經濟。
在不鏽鋼複合板生產過程中,熱軋加工更受歡迎,並適用於大規模生產。然而,這不適合鈦鋼複合板的生產。這是因為鈦很容易發生反應,在高溫下,與空氣,或其他金屬都有可能發生化學反應,所以鈦的特性使其在熱軋時需要進行熔覆。良好的包覆很難實現。 
因此,通過熱軋進行生產鈦鋼複合板,在鈦和基礎材料之間需要加入其它材料,以防止在鈦和鐵的邊界形成的化合物。而且這些材料,最好是金屬的,這樣才能使鈦和鐵的問題得到解決。 
金屬複合材料工藝特點 
金屬複合材料是由兩種或兩種以上的不同金屬經過爆炸焊接的特殊加工工藝複合而成,它以其經濟、性能優良等顯著特點,廣泛套用於石油、化工、冶金、製鹽、制鹼等工業生產中,收到了巨大的社會經濟效益。
爆炸焊接複合對金屬材料的組合有廣泛的適應性,強度相差懸殊、膨脹係數不同、性能互不相熔的金屬,都能複合成一體,在固態下形成連續的冶金結合,而在本質上卻不改變原組份材料的化學成分、結構及耐蝕性能,結合強度優於其它固態結合方法所得到的產品。
工藝流程:原材料--預處理--複合--熱處理--矯直--剪下--後處理--檢驗--包裝--入庫 
金屬爆炸複合--軋制: 經過爆炸焊接使金屬材料複合成一體,再經過熱軋或冷軋加工到所需要的規格尺寸,具有板面尺寸大、復層無焊縫等特點。 
工藝流程:原材料--預處理--複合--軋制--熱處理--矯直--剪下--後處理--檢驗--包裝--入庫
4.鈦鎳設備生產、套用
一.概況
設備製造產品包括採用有色、黑色、複合材料製造各種標準、非標準設備及鑄造產品,形成了依託工廠多種新型金屬材料優勢,具有鮮明特色和較強競爭力的設備製造體系。
二.主要產品
1.耐腐蝕泵閥產品
公司自行研製開發的鈦及鈦合金、鎳及鎳合金、不鏽鋼等耐蝕材質製造的IT離心泵、HM磁力泵、YT液下泵、GT管道泵及截止閥、節流閥、球閥、鏇塞閥、隔膜閥、蝶閥、止回閥、閘閥等各種中低壓泵閥系列產品,具有性能價格比好,使用壽命長的突出特點,可滿足不同用戶的要求。
2.特種有色金屬制設備
工廠研製開發成功的特種有色金屬制設備被電子網板、橡膠行業使用後,先後替代了日本、德國、美國等國外進口產品,為企業創造了很大的經濟效益。工廠生產的氯鹼行業用的電解槽、鈦陽極及化工行業用的板式換熱器,玻璃行業用的玻璃鍍膜靶材,生產銅箔的鈦陰極輥等特殊產品,均得到了客戶的廣泛認可和好評。
3.鑄造產品
公司採用金屬型、水溶沙型、機加石墨和石墨搗實成型模鑄造法,通過凝殼爐生產ZTA系列和ZTC4、ZTB3鈦及鈦合金鑄件產品,公司的各類鑄件產品已經在化工、冶金、汽車(機車)、醫療等行業中得到了廣泛套用。

質量保證

公司曾多次被省、市、區政府部門及質量技術監督部門授予“守契約重信用企業”、“優秀民營企業”等榮譽稱號,並通過了IS09001:2000國際質量體系認證。公司本著誠信互惠、創新發展的經營理念,以一流的質量,一流的服務回報社會各界的關愛,品牌是企業的靈魂,質量是企業的生命。
為了建立產品質量保證體系,本公司將逐漸完善下述產品質量制度:
原輔材料檢查制度 中間工序檢查制度
原輔材料檢查制度 成品、半成品檢查制度
產品質量責任制度 產品質量事故處理制度
產品質量異議退貨制度 產品質量檢查制度
產品質量統計制度 產品質量反饋制度等
本公司在強化產品質量檢查、監督工作中,抓好原輔材料採購控制程式。產品生產外包控制程式、生產過程管理控制程式,以及編寫產品質量手冊,使產品質量保證體系運行有檔案依據。本公司可委託西北監檢中心對原輔材料、產品的成份、性能進行檢測。

質量檢測

檢測手段齊全,具有各類力學、光譜分析、無損探傷測量設備,公司從原料進廠到生產製造,工序檢測,成品檢驗,售後服務都有一套完整的質量保證體系,嚴格保證了出廠產品的質量。“質量第一,安全可靠,信守契約,用戶滿意”是我們信奉的質量方針。

技術支持

1.套用前景廣闊的鈦金屬材料
鈦是英國科學家格內戈爾於1791年首先從鈦鐵礦石中發現的,1795年德國化學家克拉普洛特也從金紅石中發現了這一元素,並命名為“鈦”。由於鈦的化學活性高,在它被發現的120年後的1910年才首次提煉出金屬鈦,1940年用鎂還原法製得了海綿鈦,從此奠定了鈦的工業生產方法的基礎。 鈦在地殼中的儲量非常豐富,它僅次於鐵、鋁、鎂,居第四位,比常用金屬銅、鎳、鉛、鋅的總和還多十幾倍。工業上用來生產鈦的礦石有金紅石、鈦鐵礦和鈦磁鐵礦。
金屬鈦具有很多優良的性能:鈦的比重為4.5g/cm3,僅為普通結構鋼的56%,而強度與普通結構鋼相當或更高,在金屬結構材料中,鈦的比強度是最高的。
鈦的熔點為1668℃,比鐵、鎳稍高,比鋁、鎂的熔點高1000℃以上。因此,作為輕金屬結構材料,鈦合金具有比鋁、鎂合金好得多的熱強性,最高使用溫度可達600℃。
鈦在氧化性氣氛中極易在表面與氧形成一層堅固的氧化物薄膜,是其在氧化性酸、鹼、鹽介質,特別是在濕氯氣和海水中,具有優異的抗腐蝕性能。
鈦具有同素異構的結晶構造,885℃以上為密排六方晶格的β相,以下為體心立方晶格的α相。因此,加入不同的合金元素後,鈦合金可分成α-、β-和α+β三類。鈦的同素異構性使其在加入不同合金元素時能得到性能截然不同的合金和具有大的熱處理效應。
鈦的膨脹係數為8.2×10-6/℃,較一般結構金屬小,在急冷急熱時應力小,適於在溫度變化的環境中使用。
鈦具有好的韌性和抗疲勞性能,焊接性能也很好。鈦的低溫性能好,在-196℃下,也不呈現低溫脆性,這些性能都非常適合結構運用。
鈦的導熱係數小、無磁,某些鈦合金還具有超導性能、記憶性能和貯氫性能等功能。
由於鈦所具有的一系列優良性能,資源又很豐富,鈦的工業生產問世後,立即受到世界普遍高度重視。1947年美國率先實現海綿鈦生產工業化,當年生產2噸海綿鈦,1957年就發展到15000多噸。日本在1952年、前蘇聯在1954年均相繼開始了海綿鈦的生產。中國也於1958年開始了海綿鈦的試生產,現在已形成了完整的鈦工業體系。當前,世界上有鈦工業的國家主要是美國、獨立國協、日本、英國、中國和德國。
鈦的套用首先是從軍工和航空工業開始的。早在1951年美國就將鈦材用於飛機上,到1961年美國用於飛機製造的鈦材達3940噸,占鈦材總用量的77%,如果加上飛彈和空間技術用鈦,占鈦材用量的95%。前蘇聯、英國的鈦材也主要用在軍事和航空工業。進入70年代後,鈦的優良性能逐步在民用工業中得到普遍認識,鈦在冶金、化工、電力等民用工業上的套用逐年增加,用量也穩步增長。現在,美國非宇航用鈦已超過30%,獨立國協為50%,日本由於歷史原因,鈦材幾乎全部用於民用工業。
中國是一個鈦資源十分豐富的國家,經過幾十年的發展,目前已形成從鈦礦、海綿鈦、鈦冶煉和鈦材生產、鈦設備製造的整體工業體系。中國的鈦工業同樣是為航空而興起的,我國在上世紀80年代確定了大力推廣鈦材民用的方針,國家又適時地採取了扶持的政策,鈦工業才走上了穩定發展的道路。但是,目前中國鈦工業的規模和鈦材的產量與世界已開發國家還有很大的差距,在民用工業上鈦的用量也還較小,其原因是鈦金屬材料的優越性還沒有被廣泛認識,再加上鈦材料昂貴的價格使很多企業不能承受,直接影響了鈦材料的推廣使用。要使中國的鈦工業得到高速發展,必須大力宣傳和推廣使用鈦金屬材料,使鈦金屬材料的優越性和使用鈦材料可帶來的經濟和社會效益廣為人知
2.金屬鈦的用途
碳化鈦(TiC)頗象碳化鐵,具有金屬光澤。可它比碳化鐵具有更高的熔點和更高的硬度。所以,它有著實際套用價值。
用鈦制器皿保存的食物,色、香、味經久不衰;鈦制炊具既輕巧,又不會生鏽,最合科學衛生。
用鈦合金製成的高壓容器,能夠耐受2500個大氣壓的高壓。
鈦和鎳組成的合金,被成為“記憶合金”。這種合金製成預先確定的形狀,再經定型處理後,若受外力變形,只要稍微加熱便可恢復原來的面貌。這種合金目前已在不少領域得到套用。如美國阿波羅號飛船上用的天線,就是這種記憶合金;上海第一醫學院附屬第九人民醫院已將這種記憶合金用於婦女絕育手術中;另外還可用於儀表、電子裝置等領域。
現在,對鈦的廣泛使用最大障礙是鈦很難冶煉。因為鈦的熔點很高,冶煉鈦就要在更高的溫度下進行,而在高溫下鈦的化學性質又變得很活潑,因此冶煉要在惰性氣體保護下進行,還要不使用含氧材料,這就對冶煉設備、工藝提出了很高的要求。目前冶煉的鈦70%左右用在製造飛機、飛彈、宇宙飛船、人造衛星等方面。
目前人類對鈦的套用僅僅是一個良好的開端,金屬鈦的前程無量,所以鈦被授予“21世紀金屬”的稱號。
3.金屬鈦的製取方法技術
鈦及其合金具有密度小耐腐蝕、耐高溫等優異性能。世界鈦工業正經歷著以航空航天為主要市場的單一模式,向冶金、能源、交通、化工、生物醫藥等民用領域為重點發展的多元模式過渡。目前世界上能進行鈦工業化生產的國家只有美國、日本、俄羅斯、中國等少數國家,鈦的世界年總產量僅有幾萬噸。但是由於鈦的重大戰略價值和在國民經濟中的地位,鈦將成為繼鐵、鋁之後崛起的“第三金屬”,21世紀將是鈦的世紀。 當前鈦的生產方法當前鈦的生產採用金屬熱還原法,其是指利用金屬還原劑(R)與金屬氧化物或氯化物(M X)的反應製備金屬M。已經實現工業化生產的鈦冶金方法為鎂熱還原法(Kroll法)和鈉熱還原法(Hunter法)。因為Hunter法比Kroll法生產成本高,所以目前在工業中廣泛套用的方法只有Kroll法。Kroll法從1948年開發當初就因其成本高、還原效率低而受到批評。半個世紀過去了,該工藝並沒有根本的改變,仍然是間歇式生產,未能實現生產的連續化。
屬鈦生產方法的新動向世界鈦工業經過幾十年的發展,儘管對Kroll法和Hunter法進行了一系列的改進,但它們均是間歇操作,小的改進並不能大幅度降低鈦的價格。因此應開發新的、低成本的連續化工藝才能從根本上解決高生產成本這一問題。為此,研究人員進行了大量的實驗和研究。當前研究的重點有以下幾種方法:電化學還原法為了降低成本,人們對金屬鈦直接除氧進行了研究。國外有人用電化學的方法使鈦中固溶氧的濃度降低到檢出界限(500 ppm)以下。他們認為在電化學除氧的過程中,除氧劑鈣在電解氯化鈣熔鹽時產生,O2-在陽極以CO2或CO的形式析出。這種新型高純化方法,不僅用於鈦的脫氧,而且適用於釔、釹等稀土金屬,並且可使氧含量降低到10ppm。
電化學的方法的工業化實驗的流程是:首先將二氧化鈦粉末用澆注或壓力成形,燒結後作陰極,以石墨為陽極,以CaCl2為熔鹽,在石墨或鈦坩堝中進行電解。所加電壓2.8V~3.2V,低於CaCl2的分解電壓(3.2V~3.3V)。電解一定時間後,陰極由白色變為灰色,在SEM下觀察,0.25μm的TiO2轉變為12μm的海綿鈦。以氯化鈣為熔鹽,最主要的原因是其價格低,並且對O2-具有一定的溶解度,使析出的鈦不易被氧化;另外, CaCl2無毒,對環境無污染。
與TiCl4熔鹽電解相比,此方法所用原料是氧化物而不是易揮發的氯化物,所以製備過程可以簡化,而且產品質量高;不會發生鈦的各價離子間的氧化還原反應;陽極析出氣體為純氧氣(惰性陽極)或CO、CO2的混合氣體 (石墨陽極),易於控制,無污染。
該法不僅促進了陰極附近的還原反應,同時使還原得到的鈦脫氧。這種方法將氧化物的直接電解還原和電化學脫氧法相結合,是製備鈦的一種新型方法,成為鈦提取工藝中最引人注目的方法。根據2000年英國自然雜誌發表論文的數據估算,採用該方法,每噸海綿鈦降低生產成本13000美元左右,目前全球五六萬噸的總產量如果改由該電化學方法生產,每年將節省7.7億美元的生產成本。
Armstrong法Amstrong等對Hunter法進行改進,使之成為連續化生產工藝。其流程是:首先將TiCl4氣體注入過量熔融的鈉中,過量的鈉起冷卻還原產物並攜帶產物進入分離工序的作用。除去鈉和鹽即可得到產品鈦粉。產品中氧含量最低為0.2%,達到二級鈦的標準。對工藝略加改進,可生產VTI、AlTi合金。與 Hunter法相比,該方法的具有連續化生產、投資少、產品套用範圍廣、副產物分解為鈉和氯氣可循環利用的優點。
該方法已經接近了工業化生產,但仍然存在幾個問題,如怎樣進一步降低氧含量,產品成本如何等。
TiCl4電解還原法從電解工藝過程角度看,採用TiCl4電解法比Kroll法和Hunter法均具有優越性。因此,從Kroll開發熱還原法當初就有將鈦的冶煉過程轉變為電解法的想法。
TiCl4電解還原法是惟一一種曾經被認為是可能取代Kroll工藝的方法,美國、前蘇聯、日本、法國、義大利、中國等都對其進行了長期和深入的研究。採用TiCl4電解還原法在技術上首先需要將TiCl4轉變位鈦的低價氯化物且使之溶解於熔體中,同時,必須將陰極區和陽極區隔開和使電解槽密封。
義大利有人一直致力於TiCl4電解法的研究,他們通過對氯化法電解數據的分析,發現當溫度在900℃以上,電解液中不存在Ti2+或Ti3+,只有Ti4+和Ti。以此為依據所建立的電解工藝為:TiCl4氣體注入多層電解質中並被吸收。這個多相層由鉀、鈣、鈦、氯、氟的離子以及鉀、鈣等組成,並且把鈦陰極以及石墨陽極分開。在最低層生成的液體鈦沉到熔池底部至帶有水冷的銅坩堝中,形成鑄錠。但是該方法得到的鈦的純度不高,效率低。
展望具有優越性能且資源豐富的鈦從20世紀後半葉起作為理想材料受到關注,但迄今為止都沒有從稀有金屬中擺脫出來,世界鈦的年產量僅有數萬噸。由於Kroll法是以金屬鎂還原四氯化鈦得到海綿狀金屬鈦,再加上流程長、工序多等因素的迭加,導致海綿鈦成本居高不下,影響了鈦在各行業的套用,使其在許多套用領域中尚未推廣使用。但是,我們相信,隨著科技的發展,金屬鈦新的生產工藝開發、生產成本的降低、生產規模的擴大,21世紀將真正成為鈦的世紀。
入到工件表層,形成冶金型牢固結合的沉積層。主機電源放電周期為10-3~10-1秒,高頻率的放電和電極棒(焊條)在工件表面的高速鏇轉掃描,可實現大面積高效率的沉積塗層。
為什麼能實現“冷焊”(熱輸入低)?
這是因為放電時間(Pt)比放電間隔時間(It)短,放電間隔期間熱量迅速擴散到工件的其他部分,因此熱量不會集中在工件的處理部分,實現真正意義的冷焊。
為什麼結合強度高?
電極棒(焊條)瞬間被電弧離子化並轉移到與其接觸的工件上面,同時出與等離子電弧的高溫(8000-10000℃)在工件表層下形成如盤跟錯節般的堅固擴散層,因此結合強度高不會脫落。
精密模具修補冷焊機設備特點:
設備先進可靠,德國本土技術,國際水準大功率氬氣保護,可長時間工作。
¤ 鏇轉式自損電極,沉積、堆焊效率高,冶金結合、塗層質密。
¤ 一機多用,可進行堆焊沉積、表面強化等功能。通過調節設備的放電電壓,和放電頻率,可獲得須求的堆焊或強化塗層的厚度和光潔度。
¤ 操作簡單、低熱輸入,模具修補時無須預熱,堆焊的瞬間過程中無熱輸入,因而模具不變形、不退火、咬邊和殘餘應力,不改變模具或產品金屬組織狀態。
¤ 電極來源廣,經濟實用。
¤ 適用基材廣,包括低碳鋼、中碳鋼、模具鋼、不鏽鋼、工具鋼、鑄鐵、鑄鋼、鑄鋁、鋁合金、銅合金、鎳合金、碳鎢合金等,以及所有可以導電的導電體。
¤ 環保性,工作過程中無任何污染。
¤ 經濟性,可現場線上修復,提高生產效率,節省時間和費用。
¤ 修復精度高,塗層厚度從幾微米到幾毫米,只須打磨、拋光。也可進行車、銑、刨、磨等各類機械加工,以及電鍍等後期加工
鈦及鈦合金的焊接
一、鈦及鈦的分類及特點
國產工業純鈦有TA1、TA2、TA3三種,其區別在於含氫氧氮雜質的含量不同,這些雜質使工業純鈦強化,但是塑性顯著降低。工業純鈦儘管強度不高,但塑性及韌性優良,尤其是具有良好的低溫衝擊韌性;同時具有良好的抗腐蝕性能。所以,這種材料多用於化學工業、石油工業等,實際上多用於350℃以下的工作條件。根據鈦合金退火狀態的室溫組織,可將鈦合金分為三種類型:α型鈦合金、(α+β)型鈦合金及β型鈦合金。α型鈦合金中,套用較多的是TA4、TA5、TA6型的Ti-AI系合金和TA7、TA8型的Ti+AI+Sn合金。這種合金室溫下,其強度可達到931N/mm2,而且在高溫下(500℃以下)性能穩定,可焊性良好。β型鈦合金在我國的套用量較少,其使用範圍有待進一步擴大。
二、鈦及鈦合金的焊接性
鈦及鈦合金的焊接性能,具有許多顯著特點,這些焊接特點是由於鈦及鈦合金的物理化學性能決定的。
1.氣體及雜質污染對焊接性能的影響
在常溫下,鈦及鈦合金是比較穩定的。但試驗表時,在焊接過程中,液態熔滴和熔池金屬具有強烈吸收氫、氧、氮的作用,而且在固態下,這些氣體已與其發生作用。隨著溫度的升高,鈦及鈦合金吸收氫、氧、氮的能力也隨之明顯上升,大約在250℃左右開始吸收氫,從400℃開始吸收氧,從600℃開始吸收氮,這些氣體被吸收後,將會直接引起焊接接頭脆化,是影響焊接質量的極為重要的因素。
(1)氫是影響氫是氣體雜質中對鈦的機械性能影響最嚴重的因素。焊縫含氫量變化對焊縫衝擊性能影響最為顯著,其主要原因是隨縫含氫彈量增加,焊縫中析出的片狀或針狀TiH2增多。TiH2強度很低,故片狀或針狀衛HiH2的作用例以缺口,合衝擊性能顯著降低;焊縫含氫量變化對強度的提高及塑性的降低的作用不很時顯。
(2)氧的影響 氧在鈦的α相和β想中都有有較高的熔解度,並能形成間隙固深相,使用權鈦的晶傷口嚴重扭曲,從而提高鈦及鈦合金的硬度和強度,使塑性卻顯著降低。為了保證焊接接應的性能,除了在焊接過程中嚴防焊縫及焊按熱影響區發主氧化外,同時還應限制基本金屬及焊絲中的含氧量。
(3)氮的影響在700℃以上的高溫下,氮和鈦發生劇作用,形成脆硬的氮化鈦(riN)而且氮與鈦形成間隙固溶體時所引起的晶格歪挪程度,比是量的氧引起的後果更為嚴重,因此,氮對提高工業純鈦焊縫的抗拉強度、硬度,降低焊縫的塑性性能比氧更為顯著。
(4)碳的影響 碳也是鈦及鈦合金中常見的雜質,實驗表明,當碳含量為0.13%時,碳因深在α鈦中,焊縫強度極限有些提高,塑性有些下降,但不及氧氮的作用強烈。但是當進一步提高焊縫含碳量時,焊縫卻出現網狀TiC,其數量隨碳含量增高而增多,使焊縫塑性急劇下降,在焊接應力作用下易出現裂紋。因此,鈦及鈦合金母材的含碳量不大於0.1%,焊縫含碳量不超過母材含碳量。
2.焊接接頭裂紋問題
鈦及鈦合金焊接時,焊接接頭產生熱裂紋的可能性很小,這是因為鈦及鈦合金中S、P、C等雜質含量很少,由S、P形成的低熔點共晶不易出現在晶界上,加之有效結晶溫度區間窄小,鈦及鈦合金凝固時收縮量小,焊縫金屬不會產生熱裂紋。鈦及鈦合金焊按時,熱影響區可出現冷裂紋,其特徵是裂紋產生在焊後數小時甚至更長時間稱作延遲裂紋。經研究表明這種裂紋與焊接過程中氫彈的擴散有關。焊接過程中氫由高溫深池向較低溫的熱影響區擴散,氫含量的提高使該區析出TiH2量增加,增大熱影響區脆性,另外由於氫化物析出時體積膨脹引起較大的組織應力,再加上氫原子向該區的高應力部位擴散及聚集,以致形成裂紋。防止這種延遲裂紋產生的辦法,主要是減少焊接接頭氫的來源,發票時,也呆進行冥空遏火處理。
3.焊縫中的氣孔問題
鈦及鈦合金焊接時,氣孔是經常碰到的問題。形成氣孔的根本原因是由於氫影響的結果。焊縫金屬形成氣孔主要影響到接頭的疲勞強度。防止產生氣孔的工藝措施主要有:(1)、保護氖氣要純,純度應不低於99.99% (2)、徹底清除焊件表面、焊絲表面上的氧化皮油污等有機物。(3)、對熔池施以良好的氣體保護,控制好氬氣的流量及流速,防止產生紊流現象,影響保護效果。(4)、正確選擇焊接工藝參數,增加深池停留時間使用權於氣泡逸出,可有效地減少氣孔。
三、鈦板手工鎢板氬弧焊焊接試驗
鈦及鈦合金焊接生產中套用最多是鎢板氬弧焊,真空充氬焊接方法套用也很普遍。氬弧焊的電弧在氬氣流的保護與冷卻作用下,電弧熱量較為集中,電流密度高,熱影響區小,焊接質量較高。
1.鈦及鈦合金焊接時,當溫度高於500℃~700℃時,很容易吸收空氣中的氣、氫和氮,嚴重影響焊接質量。因此,鈦及鈦合金焊接時,對熔池全面及高溫部信(400℃~650℃以上)的焊縫區必須嚴加保護,為此,鈦及鈦合金焊接時必須採取特殊的保護措施,即採用噴尺寸較大的焊矩,以擴大氣體保護區面積,當噴嘴不足以保護焊縫及近縫區高溫金屬時,需附充氬保護拖罩。焊縫和近縫區顏色是保護效果的標翅。銀白色表示保護效果最好,黃色為輕微氧化,一般是允許的。考慮到工程使用的實用性、高效性,我們先製備了一個簡易拖罩。氬氣從進氣口進入分布管,穿過分布管孔直接進入保護區。採用這種拖罩,焊接保護效果不是很好,焊道呈深藍色。據分析是氣流從分布管直接進入保護區。氣流不是很均勻、平穩,使高溫焊道保護不好被氧化。因此我們進一步改進了拖罩的結構,氬氣從進氣孔進入分布管後經拖罩頂部下返;穿過多孔板,多孔板主要起氣篩和分布的作用,使氬氣流動更平穩,焊接保護效果較好,焊道呈銀色或江黃色。拖罩長充L為40~100mm材質為黃銅。 鈦及鈦合金氬弧焊時,還應注意焊道的北面保護,考慮到焊接變形,我們採用開槽固定銅墊板的方法進行充氬保護,為了使焊道背面行到充分保護,又在糟中加一多孔銅管,使氬氣經銅管孔均勻的進入保護區,保護效果良好,焊道背面呈銀白色。手工鎢板氬弧焊焊接工藝及參數的選擇 (1)焊前準備 焊件和焊絲表面質量對焊接接頭的力學性能有很大影響因此必須嚴格清理。鐵板及鈦焊絲可採用機械清理及化學清理兩種方法。1)機械清理對焊按質量要求不高或酸洗有困難的焊件,可用細砂紙或不鏽鋼絲刷擦拭,但最好是用硬質合金黃色刮削鈦板,去除氧化膜。2)化學清理 焊前可先對試件及焊絲進行酸洗,酸洗液可用HF5%+HNO335%的水熔液。酸洗後用淨水沖洗,烘乾後立即施焊。或者用丙酮、乙醇、四氯化碳、甲醇等擦拭鈦板坡口及其兩側(各50mm內)、焊絲表面、工夾具與鈦板接觸的部分。(2)焊接設備的選擇 鈦及鈦合金金鎢板氬弧焊應選用具有下降外特性、高頻引弧的直流氬弧焊電源,且延遲遞氣時間不少於15秒,避免焊遭受到氧化、污染。(3)焊接材料的選擇 氬氣純度應不低於99.99%,露點在-40℃以下,雜質總的質量分數<0.001%。當氬氣瓶中的壓力降至0.981MPa時,應停止使用,以防止影響焊接接頭質量。原則上應選擇與基本金屬成分相同的鈦絲,有時為了握高焊縫金屬塑性,也可選用強度比基本金屬稍低的焊絲。(4)坡口形式的選擇 原則儘量減少焊接層數和焊接金屬。隨著焊接層數的增多,焊縫累計吸氣置增加,以至影響焊接接頭性能,又由於鈦及鈦合金焊接時焊接熔池尺寸較大,因此試件開單V型70~80°坡口。(5)試件組對及定位焊 為了減少焊接變形,焊前進行定位焊,一般定位焊間距為100~150mm,長度為10~15 mm。定位焊所用的焊絲、焊接工藝參數及氣體保護條件應與焊接接頭焊接時相同。間隙0~2mm,鈍邊0~1.0mm。(6)焊接參數選擇 如表(2)所示,我們通過對不同工藝下的焊接接頭性能的對比,摸索出較合適的焊接工藝規範。
工藝(1),焊接電流為150A、170A、180A,按此參數施焊,焊接接頭表面、呈現出深藍、金素色,說明接頭氧化較嚴重,不符合技術要求,此工藝不可取。
工藝(2),焊接電流相對降低為120A、150A、160A,按此參數施焊,焊縫表面呈現出金紫、深黃色,X射線探傷無缺陷,但機械性能彎曲試驗不合格,說明焊接接頭塑性顯著降低,達不到技術要求,此工藝同樣不可取。
工藝(3),焊接電流為95A、115A、120A,按此參數施焊,焊縫表面呈銀白、淺黃色,X射線探傷無缺陷,但機械性能彎曲試驗合格、拉伸強度也符合要求,焊接接頭性能達到技術要求,此工藝比較合適。 鈦及鈦合金焊接時,都有晶料粗大傾向,直接影響到焊接接頭的力學性能。因此焊接工藝參數的選擇不僅要考慮到焊縫金屬氧化及形成氣孔,還應考慮晶粒粗化因素,所以應儘量採用較小的焊接熱輸入,工藝(1)、(2),由於焊接規範較大因素,造成接頭氧化比工藝(3)嚴重。且微觀金相實驗結果表明,接頭晶粒粗化程度也比工藝(3)嚴重。所以焊接接頭力學性能較差。
氣體流量的選擇以達到良好的保護效果為準,過大的流量不易形成穩定的層流,並增大焊縫的冷卻速度,使焊縫表面層出現較多的α相,以至引起微裂紋。拖罩中的氬氣流量不足時,焊縫呈現出不同的氧化色澤;而流量過大時,將對主噴嘴的氣流產生干擾作用。焊縫背面的氬氣流量也不能太大,否則會影響到正面第一層焊縫的氣體保護效果。 (7)鈦及鈦合金手工鎢極氬弧焊操作要領 1)手工氬弧焊時,焊絲與焊件間應儘量保持最小的夾角(10~15°)。焊絲沿著熔池前端平穩、均勻的送入熔池,不得將焊絲端部移出氬氣保護區。 2)焊接時,焊槍基本不作橫向擺動,當需要擺動時,頻率要低,擺動幅度也不宜太大,以防止影響氬氣的保護。3)斷弧及焊縫收尾時,要繼續通氬氣保護,直到焊縫及熱影響區金屬冷卻到350℃以下時方可移開焊槍。(8)質量檢驗 1)外觀檢查符合GB/T13149-91。2)射線深傷符合JB4730-94。3)力學性能試驗符合GB/T13149-91。
四、結論 
1、鈦及鈦合金焊接的氣體保護問題是影響焊接接頭質量的首要因素。
2、鈦及鈦合金焊接時應儘量採用小的熱輸入。
3、TA2手工鎢極氬弧焊時,應嚴格控制氫的來源,防止冷裂紋的產生,同時應注意防止氣孔的產生。 
4、只要嚴格按照焊接工藝要求施焊,並採取有效的氣體保護措施,即可獲得高質量的焊接接頭。

相關詞條

熱門詞條

聯絡我們