厂家华旷冶金用途精密配件材质类别精密合金
精密合金熔炼
真空感应熔炼(VIM)
原理:在真空条件下,利用电磁感应产生的涡流加热合金原料,使其熔化并完成精炼过程。
特点:能够有效减少合金中的气体含量和杂质,提高合金的纯净度;可控制合金的化学成分,成分的均匀性;适用于生产高纯度、的精密合金。例如,对于一些对气体含量和杂质要求的高温合金、软磁合金等,常采用真空感应熔炼工艺。
电弧炉熔炼(EAF)
原理:利用电极与炉料之间产生的电弧热量来熔化合金原料。
特点:可以处理大量的原料,生产效率相对较高;能够通过调整电极和炉料的添加方式,灵活控制合金的成分和熔炼过程;但相比真空感应熔炼,其对合金纯净度的控制能力稍弱。常用于生产一些对纯净度要求不是特别高,但对产量有要求的精密合金。
电子束熔炼(EBM)
原理:在高真空环境下,利用高速运动的电子束轰击合金原料,使原料熔化并精炼。
特点:可以获得的熔炼温度,能够熔化难熔金属和高熔点合金;熔炼过程中的精炼效果非常好,可进一步降低合金中的杂质和气体含量;但设备成本较高,运行维护复杂,适用于生产、的精密合金,如航空航天领域使用的钛合金等。
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精密合金铸造
砂型铸造
原理:将液态合金浇入预先制备好的砂型中,待合金冷却凝固后获得铸件。
特点:工艺简单,成本较低,适用于生产形状较为复杂、尺寸较大的精密合金铸件;但铸件的表面质量相对较低,尺寸精度和内部质量也较难控制。常用于一些对精度要求不是特别高的精密合金零件的初步成型。
精密铸造(失蜡法)
原理:先用易熔材料制作模型(蜡模),然后在蜡模表面涂覆耐火材料,干燥后形成型壳,再将蜡模熔化排出,后将液态合金浇入型壳中,冷却凝固后得到精密铸件。
特点:能够生产出形状复杂、精度高、表面质量好的精密合金铸件;尺寸精度高,表面粗糙度低,可满足较高的精度要求;适用于生产小型、薄壁、复杂的精密合金零件,如航空航天发动机叶片、医疗器械中的精密零部件等。
真空铸造
原理:在真空条件下,将液态合金注入模具型腔中,使其在真空环境中冷却凝固。
特点:可以减少合金在浇注过程中的氧化和吸气现象,提高铸件的致密性和纯净度;有助于消除铸件中的气孔、缩松等缺陷,提高铸件的质量;适用于生产的精密合金铸件,特别是对内部质量要求严格的零件。
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精密合金的制造过程是一个复杂且精细的过程,涉及多个关键步骤和环节。以下是一个典型的精密合金制造过程概述:
材料准备
原料选择:根据精密合金的成分要求,选择合适的金属元素作为原料。这些原料通常具有较高的纯度,以确保终合金的质量。
预处理:对原料进行必要的预处理,如清洗、去除氧化皮等,以减少杂质含量,提高合金的纯净度。
熔炼
熔炼设备:采用电弧炉、感应炉或其他熔炼设备进行熔炼。这些设备能够提供高温环境,使原料熔化并充分混合。
熔炼过程:在惰性气体保护下(如氩气),将预处理后的原料加入熔炼设备中,逐步加热至熔点以上,使原料完全熔化。在熔炼过程中,需要严格控制温度和时间,以确保合金成分的均匀性和稳定性。
精炼处理:在熔炼过程中或熔炼完成后,可能需要进行精炼处理,如去除杂质、调整成分等,以提高合金的性能。
铸造
模具准备:根据精密合金的形状和尺寸要求,制备合适的铸模。铸模通常由耐高温材料制成,以确保在浇注过程中不变形、不破裂。
浇注:将熔炼好的合金液倒入准备好的铸模中。在浇注过程中,需要控制浇注速度和温度,以避免产生气孔、缩孔等缺陷。
冷却凝固:合金液在铸模中逐渐冷却凝固,形成所需的形状和尺寸。
热加工
锻造:通过锻打等方式改变合金的形状和尺寸,同时改善其内部组织和力学性能。
轧制:将合金坯料通过旋转的轧辊进行压延变形,以获得所需的厚度和宽度。
挤压:将合金坯料放入挤压筒中,通过挤施加强大的压力使其从模具孔中挤出,从而获得所需截面形状和尺寸的产品。
热处理
固溶处理:将合金加热到适当温度并保温一段时间,使合金元素充分溶解到基体相中形成固溶体。
时效处理:在固溶处理后进行时效处理,使过饱和固溶体中的合金元素逐渐析出并形成弥散分布的强化相粒子。
退火处理:通过加热和缓慢冷却的方式消除合金中的残余应力并软化组织。
质量检测与控制
化学成分分析:使用光谱分析、质谱分析等方法检测合金的化学成分是否符合标准要求。
物理性能测试:对合金的硬度、强度、韧性等物理性能进行测试和评估。
微观结构观察:利用金相显微镜、扫描电子显微镜等设备观察合金的微观结构和形貌特征。