镍钛记忆合金的工艺流程一般包括以下主要步骤:
熔炼
(1)原料准备:选用高纯度的镍(Ni)和钛(Ti)作为主要原料,根据所需合金的成分比例进行精确配料。同时,可能还会添加一些其他元素(如铌、钼等)来改善合金的性能。
(2)熔炼设备:通常采用真空感应熔炼炉或电子束熔炼炉等设备进行熔炼。在真空环境下熔炼可以有效减少杂质的混入,提高合金的纯度和质量。
(3)熔炼过程:将准备好的原料放入熔炼炉中,加热至一定温度使原料熔化并充分混合。在熔炼过程中,需要精确控制温度、熔炼时间和搅拌速度等参数,以确保合金成分均匀一致。
锻造
(1)加热坯料:将熔炼得到的镍钛合金铸锭加热至合适的锻造温度范围。一般来说,镍钛合金的锻造温度在800 - 1000℃左右。
(2)采用合适的锻造设备:使用锻造锤、压力机等设备对加热后的坯料进行锻造加工。通过多次锻造和镦粗等操作,可以破碎铸态组织,使其更加致密均匀,同时改善合金的力学性能。
(3)控制锻造比:锻造比是衡量锻造过程中金属变形程度的指标,一般控制在3 - 10之间。合适的锻造比有助于提高合金的强度和韧性。
轧制
(1)加热与轧制:将锻造后的合金坯料加热至适当的轧制温度,然后在轧机上进行轧制。轧制可以分为热轧和冷轧两个阶段。热轧一般在再结晶温度以上进行,能够进一步细化晶粒,提高合金的强度和韧性。冷轧则是在室温或较低温度下进行,主要用于获得高精度的尺寸和良好的表面质量。
(2)控制轧制参数:包括轧制速度、压下量、轧制道次等。通过合理控制这些参数,可以精确调整合金的厚度、宽度和性能。例如,逐渐减小压下量并增加轧制道次,可以使合金的组织更加均匀,力学性能更加稳定。
热处理
(1)固溶处理:将镍钛合金加热至高温(通常在900 - 1050℃),保温一定时间后迅速冷却(如水冷)。固溶处理的目的是使合金中的合金元素充分溶解在基体中,形成均匀的固溶体,从而提高合金的强度和耐腐蚀性。
(2)时效处理:固溶处理后的合金在较低温度(一般在400 - 600℃)下进行时效处理。时效处理可以使合金中的溶质原子发生偏聚和沉淀,形成细小均匀的沉淀相,从而进一步提高合金的强度和硬度。
表面处理
(1)机械抛光:使用抛光设备和磨料对镍钛合金表面进行打磨和抛光,以获得光滑的表面,降低表面粗糙度,提高表面质量和美观度。
(2)化学处理:采用酸洗、碱洗等化学方法去除合金表面的氧化皮、油污和杂质等。例如,使用氢氟酸和硝酸的混合酸液进行酸洗,可以有效去除表面的氧化膜,使合金表面呈现出金属光泽。
(3)涂层处理:根据实际应用需求,可在镍钛合金表面涂覆一层或多层功能性涂层,如耐腐蚀涂层、耐磨涂层、生物相容性涂层等。涂层可以进一步提高合金的耐腐蚀性、耐磨性和生物相容性等性能。
加工成型
(1)切割:根据具体的产品尺寸和形状要求,采用切割设备(如激光切割机、线切割机等)将镍钛合金板材或棒材切割成所需的坯料。
(2)成型:通过冲压、弯曲、拉伸等成型工艺将坯料加工成最终的产品形状。对于一些复杂形状的产品,可能还需要采用模具成型或粉末冶金成型等特殊工艺。
质量检测
(1)化学成分分析:采用光谱分析、化学滴定等方法对合金的化学成分进行精确检测,确保合金成分符合设计要求。
(2)力学性能测试:包括拉伸试验、硬度试验、冲击试验等,以评估合金的强度、韧性、硬度等力学性能指标是否满足产品的使用要求。
(3)微观组织观察:利用金相显微镜、电子显微镜等设备对合金的微观组织进行观察和分析,检查晶粒尺寸、相组成、组织均匀性等是否符合标准。
(4)尺寸精度测量:使用量具(如卡尺、千分尺、三坐标测量仪等)对产品的尺寸进行精确测量,确保产品尺寸精度符合设计要求。
(5)表面质量检查:通过目视检查、粗糙度测量等方法对产品的表面质量进行检查,查看是否有裂纹、气孔、砂眼、划伤等缺陷,表面粗糙度是否符合要求。
武哥镍钛合金从事镍钛记忆合金材料的研发、冶炼、轧制、拉拔、销售和服务为一体的,自建厂房,自有成套生产设备,提供镍钛记忆合金材料及成品孵化服务。