Cevherden Bitmiş Ürüne: Titanyumda Proses Zorlukları ve Atılımlar

Titanyum, kabuk rezervleri açısından ilk on metal arasında yer alır ve kıt bir kaynak değildir. Bununla birlikte, ilmenit ve rutil cevherlerinin titanyum bazlı malzemelere dönüştürülmesi çok büyük metalurji ve işleme zorlukları gerektirir. Sürekli araştırma ve geliştirme ve endüstriyel çabalar sayesinde, titanyum endüstriyel zincirinde cevher zenginleştirme, titanyum sünger eritme, eritme-dövme ve hassas işlemeyi kapsayan çok sayıda teknik atılım gerçekleştirilmiş ve bu atılımlar aşamalı olarak teknik engelleri ortadan kaldırmıştır.ileri teknoloji titanyum malzemeler.

 

 

 

 

1.Cevher Zenginleştirme ve Zenginleştirme

Hammaddeler: ilmenit, rutil
Proses: yerçekimiyle ayırma, manyetik ayırma, yüzdürme → yüksek titanyum konsantresi

 

2.Titanyum Sünger Üretimi için Klorlama-İndirgeme

Proses: yüksek sıcaklıkta klorlama + rektifikasyon saflaştırması → titanyum tetraklorür; Kroll işlemi → safsızlıkların giderilmesi, kırma ve eleme için vakumlu damıtma → titanyum sünger

 

3.Titanyum Külçe Üretimi için Vakumlu Eritme ve Döküm

Proses: Alüminyum, vanadyum ve molibden gibi alaşım elementleri titanyum süngere eklenir, ardından vakumla eritme ve döküm → titanyum külçeler

 

4. Titanyum Ürünlerinin Basınç İşleme ve Hassas İmalatı

Proses: dövme, haddeleme, ekstrüzyon, kaynak, ısıl işlem → titanyum çubuklar, levhalar, borular ve dövmeler dahil bitmiş ürünler

Uygulamalar: havacılık, denizcilik mühendisliği, tıbbi cihazlar, klor-alkali ekipmanları ve diğer alanlar

 

 

1.Cevher Zenginleştirme ve Klorlamadaki Zorluklar

Doğal ilmenit, düşük titanyum dioksit içeriğine ve bol miktarda yabancı maddeye sahiptir. Yüksek titanyum cürufu/sentetik rutil üretimi, yüksek enerji tüketimiyle birlikte uzun iyileştirme prosedürleri gerektirir. Klorlama, son derece aşındırıcı titanyum tetraklorür üreterek ciddi ekipman aşınmasına neden olur. Ham titanyum tetraklorürün rektifikasyonu-saflaştırılması, karmaşık iş akışları gerektirir ve önemli miktarda malzeme kaybına ve yan ürünün imhası için ağır baskıya neden olur.

 

2.Titanyum Sünger Ergitmedeki Eksiklikler

Ana akım Kroll magnezyum termal indirgeme, toplu modlu bir üretim teknolojisidir. Tek bir fırın döngüsü, çelik veya alüminyum üretiminden farklı olarak kesintili olarak birkaç günden on güne kadar sürer ve bu da düşük verimlilik ve yüksek enerji tüketimine neden olur. Proses boyunca yüksek saflıkta inert gaz koruması gereklidir ve magnezyum-magnezyum klorür geri dönüşümüne yönelik ekipmanlar karmaşıktır. Titanyum süngerin gözenekli yapısı, yabancı maddeleri hapsetme eğiliminde olup sızdırmazlık, hammadde kalitesi ve operasyonel kontrol konusunda katı gereksinimler getirmektedir. Küçük bir yanlış çalıştırma tüm fırın partisini bozabilir ve havacılık-uzay sınıfı titanyum sünger üretimi için yüksek engeller oluşturabilir.

 

3.Eritme, Döküm ve Dövme Zorlukları

Titanyum sünger eritme işlemi vakum veya inert atmosfer altında gerçekleştirilmelidir. Büyük boyutlu titanyum külçeler bileşimsel ayrışma ve katılım kusurlarına eğilimlidir. Titanyum alaşımları yüksek deformasyon direnci, dar işlem sıcaklığı pencereleri, yüksek sıcaklıklarda yabancı maddelerin toplanmasına ve oksidasyona karşı hassasiyet ve düşük sıcaklıklarda zayıf şekillendirilebilirlik gösterir. Titanyum alaşımları kesme sırasında yüksek viskozite sergileyerek ağır takım aşınmasına neden olur. Dökme külçe bileşenlerinin işlenmesi sırasında malzeme kaybı %70'i aşabilir ve bu da genel maliyetleri artırabilir. Havayla temas halinde yapılan kaynaklar, kırılgan oksit katmanları oluşturur ve havacılık ve derin deniz ekipmanları için son derece katı kaynak kalitesi standartları geçerlidir.

 

4. İleri Teknoloji Alaşımların Performans Kontrolündeki Zorluklar

Havacılık, derin deniz mühendisliği, tıp ve diğer uygulamalar titanyum alaşımlarına farklı performans gereksinimleri getirmektedir. Alaşım formülasyonu, eritme-soğutma prosedürleri ve ısıl işlem parametrelerindeki küçük değişiklikler malzeme özelliklerini değiştirerek üst düzey titanyum alaşımları için yüksek teknik engeller oluşturabilir.

 

 

1.Titanyum Sünger Eritme

Yurt içinde inşa edilen büyük ölçekli indirgeme-damıtma fırınları yerelleşmeyi başarmıştır. Büyük tonajlı fırınlar, enerji tüketimini azaltırken titanyum sünger üretimini ve kalitesini iyileştirir, havacılık sınıfı ürünlerin oranını yükseltir ve ithal edilen üst düzey malzemelere olan bağımlılığı azaltır. Optimize edilmiş magnezyum-klor sirkülasyon işlemleri, geleneksel Kroll rotası için maliyetleri ve kirliliği azaltır. FFC ve USTB gibi yeni erimiş tuz elektroliz teknolojileri doğrudan titanyum üretebilir ve klorlama adımını atlayabilir, ancak endüstriyel ölçekte kullanıma gerek kalmadan laboratuvar aşamasında kalırlar.

 

2.Külçe Eritme

Elektron ışınıyla soğuk ocakta eritme sanayileşmiştir. Külçelerdeki ekleme kusurlarını çözer, titanyum hurdasının geri dönüştürülmesine olanak tanır ve büyük boyutlu, yüksek saflıkta titanyum külçeler üreterek yabancı tekelleri kırar. Çok aşamalı erime bileşimsel ayrışmayı azaltır. Yerli büyük boyutlu titanyum alaşımlı külçeler, büyük boyutlu uçaklar ve 10 000 metrelik derinlik operasyonları için insanlı derin deniz denizaltıları gibi önemli ulusal ekipmanların üretimini desteklemektedir.

 

3.Basınç İşleme

On bin tonluk hızlı dövme presleri ve titanyum şeritli sıcak sürekli haddehaneler dahil olmak üzere yerli üretim ekipmanlar devreye alındı. Geniş genişlikte, büyük boyutlu ve ince duvarlı titanyum malzemelerin seri üretimine olanak sağlarlar. 2,5 mm Gr5 sıcak haddelenmiş rulolar ve 0,1 mm ultra ince titanyum şeritler gibi ürünler yakıt hücresi, 3C ve kimya endüstrilerine hizmet vermektedir. Çelik-titanyum kompozit malzemeler ve net şekle yakın şekillendirme malzeme kaybını azaltır. Gelişmiş kaynak teknolojileri, deniz basıncına dayanıklı silindirler ve klor-alkali DSA anotları için alt tabaka malzemeleri gibi büyük ölçekli bileşenlerin imalatına olanak tanır.

 

4.Alaşım Geliştirme ve Eklemeli İmalat

Bağımsız olarak geliştirilen titanyum alaşımları, derin deniz ekipmanları ve uçak motorları için zorlu çalışma koşullarını karşılar. Havacılık ve uzay yük taşıyan bileşenler için titanyum 3D baskı tozunun seri üretimi gerçekleştirildi. Son işlem, eklemeli olarak üretilen parçaların yorulma direncini artırır ve net şekle yakın şekillendirme, üretim sırasında malzeme tüketimini azaltır.

 

Ruihang, hassas bileşenleriniz için en uygun kalitede hammadde sağlayan, doğrudan titanyum ürünleri üreticisidir. Daha fazla ayrıntı için lütfen e-posta yoluyla bizimle iletişime geçmekten çekinmeyin:Sam.Rui@bjrh-titanium.com