陜西鈦合金加工生產(chǎn)廠家
發(fā)布時(shí)間：2022-05-15 01:43:02
陜西鈦合金加工生產(chǎn)廠家
鈦及其合金是骨科和牙科應(yīng)用中最常用的醫(yī)用植入物金屬材料，因?yàn)樗鼈兙哂械兔芏?、高?qiáng)度、無(wú)毒性和優(yōu)異的耐腐蝕性能。相比傳統(tǒng)的不銹鋼和鈷基合金，鈦合金具有更低的彈性模量，而低的彈性模量已經(jīng)被證實(shí)可以減小應(yīng)力屏蔽效應(yīng)，從而更好地誘導(dǎo)和促進(jìn)骨整合，這些優(yōu)點(diǎn)使它更適用于臨床醫(yī)學(xué)應(yīng)用。然而，鈦及其合金不能滿足生物醫(yī)學(xué)植入物的臨床要求，長(zhǎng)期臨床研究觀察發(fā)現(xiàn)鈦植入體耐磨性能差，鈦植入體摩擦產(chǎn)生的磨屑會(huì)引起炎癥問(wèn)題和對(duì)人體的毒性作用。為了改善鈦合金的生物學(xué)和摩擦學(xué)性能，引入表面改性技術(shù)提升鈦和鈦合金的生物活性、耐磨損性能以及抗菌性能，是改善現(xiàn)有常規(guī)生物材料以滿足當(dāng)前和不斷發(fā)展的臨床需求的更經(jīng)濟(jì)和有效的方法。
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近幾年，我國(guó)的鈦工業(yè)發(fā)展趨勢(shì)非常的兇猛，已成為鈦生產(chǎn)發(fā)展的大國(guó)。我國(guó)的鈦合金螺絲產(chǎn)品的產(chǎn)量整體呈現(xiàn)逐年增長(zhǎng)趨勢(shì)，而鈦合金螺絲材料也被廣泛應(yīng)用于機(jī)械設(shè)備、電子器材、通信設(shè)備、五金燈飾、建筑橋梁等行業(yè)，漸漸地進(jìn)入了民用領(lǐng)域。通常用材料制成的商品，幾乎是為了利用鈦螺絲密度低的特點(diǎn)，通常在有密度要求和重量要求相結(jié)合的地方。到鈦合金螺絲并是不屬于強(qiáng)度高的材料，它是比強(qiáng)度很高，鈦合金螺絲的密度大概是45號(hào)鋼的百分之五十到百分之六十，但是強(qiáng)度相當(dāng)。鈦合金螺絲強(qiáng)度高的同時(shí)還具有很好的耐熱和耐低溫性能，鈦具有很好的耐鹽類、海水和硝酸腐蝕的能力。是當(dāng)之無(wú)愧的太空和海洋金屬。
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國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)艦用鈦合金的研究起步較早，俄羅斯和美國(guó)在這一研究領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先水平。俄羅斯是世界上研制和使用艦用鈦合金最早，使用范圍最廣、使用數(shù)量最多的國(guó)家，在30年使用經(jīng)驗(yàn)和長(zhǎng)期研發(fā)成果基礎(chǔ)上，已經(jīng)建立了包括пT-1M、пT-7M、OT4、2B、пT-3B、5B等強(qiáng)度級(jí)別包括490MPa級(jí)、585MPa級(jí)、700MPa級(jí)、835MPa級(jí)的艦用鈦合金體系。雖然上述鈦合金均建立了系列材料標(biāo)準(zhǔn)，但由于與我國(guó)艦用鈦合金材料的合金成分不同，所以無(wú)法適用和指導(dǎo)我國(guó)艦船建造。美國(guó)艦用鈦合金主要包括Gr2、Gr3、Gr5、Gr9、Gr23、Gr32等牌號(hào)，涵蓋了275MPa-828MPa強(qiáng)度級(jí)別，均建立了系列材料標(biāo)準(zhǔn)。同樣原因，由于與我國(guó)艦用鈦合金材料的合金成分不同，所以美國(guó)艦用鈦合金標(biāo)準(zhǔn)不能為我國(guó)直接采用。
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鈦合金具有密度小、強(qiáng)度高、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，因此在航空、航天、發(fā)電設(shè)備、核能、船舶、化工、醫(yī)療器械等領(lǐng)域中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。鈦合金是以鈦為基加入其他元素組成的合金。鈦有兩種同質(zhì)異晶體：882℃以下為密排六方結(jié)構(gòu)α鈦，882℃以上為體心立方的β鈦。合金元素根據(jù)它們對(duì)相變溫度的影響可分為三類：①穩(wěn)定α相、提高相轉(zhuǎn)變溫度的元素為α穩(wěn)定元素,有鋁、碳、氧和氮等。其中鋁是鈦合金主要合金元素，它對(duì)提高合金的常溫和高溫強(qiáng)度、降低比重、增加彈性模量有明顯效果。②穩(wěn)定β相、降低相變溫度的元素為β穩(wěn)定元素，又可分同晶型和共析型二種。前者有鉬、鈮、釩等；后者有鉻、錳、銅、鐵、硅等。③對(duì)相變溫度影響不大的元素為中性元素，有鋯、錫等。氧、氮、碳和氫是鈦合金的主要雜質(zhì)。氧和氮在α相中有較大的溶解度,對(duì)鈦合金有顯著強(qiáng)化效果,但卻使塑性下降。通常規(guī)定鈦中氧和氮的含量分別在0.15～0.2%和0.04～0.05%以下。氫在α相中溶解度很小,鈦合金中溶解過(guò)多的氫會(huì)產(chǎn)生氫化物，使合金變脆。通常鈦合金中氫含量控制在 0.015%以下。氫在鈦中的溶解是可逆的
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鈦合金的熱處理設(shè)備主要有:加熱設(shè)備、冷卻設(shè)備。加熱設(shè)備主要有各種加熱爐,外形有鐘罩形、長(zhǎng)形、長(zhǎng)方形、井狀,作業(yè)方式有間隙的和連續(xù)的,還有軌道爐和鹽浴爐。目前還有一種節(jié)電加熱設(shè)備,即接觸電加熱爐,它是將電極同要處理的鈦材直接連接,通以大電流,依靠工件本身的電阻熱使?fàn)t體加熱。因?yàn)樗莾?nèi)加熱,保溫性能好,可節(jié)能約60%,但它僅適用于不變斷面且足夠長(zhǎng)的制品,最好長(zhǎng)度直徑比大于30。此法比較適用于加熱棒材、型材、管材和線材,具有最高生產(chǎn)率,產(chǎn)品質(zhì)量好為了裝卸方便,爐內(nèi)應(yīng)配置合適的料筐和夾具。冷卻設(shè)備主要指淬火用的水冷卻槽和油冷卻槽,其位置放置一定要合適,一般放在淬火爐旁邊,低于爐水平線以下處,便于鈦料出爐后迅速轉(zhuǎn)移,放人冷卻槽中。對(duì)于鈦板,特別是薄板,為防止變形,淬火時(shí)一定要使板材豎立入水(油)中。
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海綿鈦的工業(yè)化生產(chǎn)從1948 年至今已經(jīng)有70多年了，其間雖然也有其他一些工藝投入過(guò)工業(yè)試生產(chǎn)，但都因?yàn)榉N種問(wèn)題而紛紛停產(chǎn)，只剩下Kroll工藝一家獨(dú)大。目前，國(guó)際上唯一用于工業(yè)生產(chǎn)的制鈦方法仍然只有Kroll法，也稱鎂熱法，其生產(chǎn)流程主要包括富態(tài)料制備、氯化、四氯化鈦精制、還原蒸餾、氯化鎂電解幾個(gè)環(huán)節(jié)。鎂還原的實(shí)質(zhì)是，在880℃～950℃下的氬氣氣氛中，讓四氯化鈦與金屬鎂進(jìn)行反應(yīng)得到海綿狀的金屬鈦和氯化鎂，用真空蒸餾除去海綿鈦中的氯化鎂和過(guò)剩的鎂，從而獲得純鈦，蒸餾冷凝物可經(jīng)熔化回收金屬鎂，氯化鎂經(jīng)熔鹽電解回收鎂和氯氣。