Wéi vill wësst Dir iwwer den Titanproduktiounsprozess? (een)

Titan muss vill Prozesser duerchlafen, fir vum Äerz zum fäerdege Produkt ze kommen. Jee no der definitiver Uwendung variéiert d'Zuel vun de Schrëtt. Titan, deen an héichwäertege Autoauspuffer, Hüftimplantater oder Aueren benotzt gëtt, erfuerdert net datselwecht rigoréist Kontroll vun der Mikrostruktur wéi an der Loftfaart, wou d'Risiken an d'Konsequenze vun engem Echec vill méi grouss sinn.

Kroll-Prozess

Egal wéi eng Endbenotzung et ass, Titan muss als éischt aus dem Äerz erausgeholl an an rengt Titan ëmgewandelt ginn.

Dëst gëtt gemaach andeems Titandioxid, dat aus Ilmenit oder Rutil hiergestallt gëtt, mam Kroll-Prozess behandelt gëtt. D'Resultat ass Schwamm-Titan, deen gereinegt, geschmolz a mat anere Metaller legéiert gouf. Et kann dann weider a sougenannte Masterlegierungen veraarbecht ginn, déi dann a Barren ëmgewandelt ginn, aus deenen als üblecht Produkt zu Barren, Placken, Blech oder Drot veraarbecht kënne ginn.

De Kroll-Prozess Et ass eng méistufeg Reaktioun, déi an engem Fluidiséiertebettreaktor ugefaange gëtt. Gereinegt Titandioxid TiO2 gëtt mat Chlor oxidéiert fir Titantetrachlorid, TiCl4, ze bilden, dat an der Industrie léif als "Tickling" bekannt ass. D'Reaktioun gëtt bei 1000°C duerchgefouert. Vun do aus ginn TiCl4 an aner Metallchlorid-Onreinheeten fraktionéiert fir eng reng TiCl4-Mëschung ze produzéieren.

Et gëtt dann an en separaten Edelstahlreaktor transferéiert, wou et an der zweeter Hallschent vum Prozess mat Magnesium gemëscht ka ginn. D'Reaktioun gouf an enger Argonatmosphär duerchgefouert, déi op 1000 °C virgehëtzt war. Déi resultéierend Titan(III)- a Titan(II)-Chloriden reduzéieren sech iwwer e puer Deeg lues a lues zu rengem Titan a Magnesiumchlorid.

Dat iwwereg Magnesiumchlorid gëtt dann erëmgewonnen, andeems et nees a seng Bestanddeeler getrennt gëtt. An Titan, elo a "Schwamm"-Form, gëtt erausgegruewen, a méi kleng Stécker zerquetscht an dann zesummegepresst, fir e gläichméissegt Stéck ze bilden. Et ass prett, fir als Elektrod an engem Vakuumbogen-Neimschmelzprozess (VAR) geschmolz ze ginn.

Vakuumbogen-Nei-Schmelzen vun Titan - Legierung

VAR ass zënter den 1950er Joren déi dominant Method fir d'Fabrikatioun vun Titanlegierungen. Dëst ass e Prozess, deen benotzt gëtt fir héichperformant Titanprodukter ze maachen. VAR kontrolléiert präzis d'Schmëlzen an d'Erstarrung vun der Schmelz, fir zouverlässeg héichqualitativ fäerdeg Legierungen mat extrem héijer Rengheet ze produzéieren.

Déi meescht Titanlegierungen ënnerleien dësem Prozess mindestens zweemol. Dëst ass fir en akzeptablen Niveau vun der Konsistenz am ganze Metall ze garantéieren. Dëse Prozess gëtt nach ëmmer an industriellen Uwendungen benotzt. An der zweeter Hallschent vum 20. Joerhonnert gouf dräifach VAR fir d'Benotzung an der Loftfaart als Äntwert op Mängel a Metaller mandatéiert. Obwuel se an de leschte Jorzéngt duerch elektronesch Kalthärd-Neischmelz fir Loftfaartlegierungen ugefaangen huet ze ginn.

De VAR-Prozess fënnt an engem groussen zylindresche Tiegel statt. Eng Elektrod hänkt uewen, an e Gläichstroum vu verschiddenen Dausend Ampere gëtt duerch si geleet, wouduerch se schmëlzt an op de Buedem vun der Kammer drëpst, wou d'Legierung sech rekombinéiert. Am Fall vun Ti 6AL-4V ginn Aluminium a Vanadium derbäigesat.

Elektronestrahl-Kaltuewen-Nei-Schmëlzen

Kalt Schmelzen am Keller behuewe effektiv ee vun den Nodeeler vum VAR-Prozess, nämlech d'Fäegkeet, souwuel héich- wéi och niddreg Dicht-Inklusiounen (HDI an LDI) effizient aus der Schmelz ze entfernen. Et gëtt och benotzt fir Offallspéin ze entsuergen, déi während der Bearbeitung entstinn. E Vakuum gëtt an engem waassergekillte Kupferuewen geformt. En Héichtemperatur-Elektronestral gëtt dann op d'Titan-Ausgangsmaterial (eng Mëschung aus Schwamm, VAR-Metall a Spéin) fokusséiert, dat um Réck vum Uewen placéiert ass. Geschmollte Titan drëpst an d'Schmelzzon, fléisst dann an den Raffinerientunnel a gëtt dann an d'Form gegoss, wou de Metall kristalliséiert. Flüchteg Verbindungen verdampfen, also Sauerstoff- an Stickstoff-Inklusiounen, während dichten Wolframkarbid vum Schnëttwierkzëig no ënnen fällt. D'Enn vum Barren gëtt dann ewechbearbecht, wouduerch d'Titanlegierung bleift.