KWALITEIT het afgietsel van de nikkellegering & Cobalt Alloy Castings fabriek

In de productie vanmagnesiumgietstukkenIn het kader van de verwerking van smeltgassen is de verwerking van smeltgassen een belangrijke schakel in de realisatie van de milieubeschermingsvereisten.Hieronder volgt een uitleg van twee aspecten:: milieubeschermingsmaatregelen en technologie voor de behandeling van rookgassen:   一. milieubeschermingsmaatregelen voor het gehele proces vanmagnesiumgietenproductie1. Smelting link: bronvervuiling beheersing en energie optimalisatieTechnologie voor smelt met lage verontreinigingGebruik inerte gasbeschermingssmeltingen (zoals CO2, SF6 gemengd gas) om de traditionele fluoridezoutstroom te vervangen en de uitstoot van giftige gassen zoals waterstoffluoride (HF) en chloor (Cl2) te verminderen.Bijvoorbeeld:In een Duitse fabriek wordt een CO2+0,1% SF6-bescherming toegepast en wordt de fluorideconcentratie in het rookgas verlaagd van 50 mg/m3 naar minder dan 5 mg/m3 (de EU-emissienorm is 10 mg/m3).Bevorderen van het gebruik van elektrische inductie-smeltovens ter vervanging van olieovens, verhogen van de omzetting van energie tot 85% (bij olieovens ongeveer 60%) en verminderen van de NOx-uitstoot met 40% tot 60%.Afvalterugwinning en beheersing van het energieverbruikEen gesloten circulatiesysteem opzetten voor de verwerking van magnesiumchipjes, poortmaterialen en andere afvalstoffen door middel van verplettering, screening en hersmelting, met een terugwinning van meer dan 95%.Een huishoudelijk bedrijf vermindert de uitstoot van vast afval met 2De Commissie is van mening dat de Commissie in de eerste plaats moet zorgen voor een doeltreffend beheer van de afvalstoffen en dat de energieconsumptie met 12% per jaar moet stijgen door middel van technologie voor het direct opnieuw smelten van afvalstoffen. 2- Gieten en naverwerking: procesinnovatie om verontreiniging te verminderenMinder/geen snijprocesMet hoge druk wordt bijna net gevormd van:magnesiumgietstukken(dimensionale tolerantie ± 0,1 mm), vermindert het bewerkingsproces, vermindert het gebruik van snijvloeistof met 70% en vermindert de afvalopwekking met 50%.Groene oppervlaktebehandelingGebruik chroomvrije passivatie (zoals silanbehandeling, zeldzame aardeconversiefilm) in plaats van zeswaardig chroomelektroplatering.en de COD (chemische zuurstofbehoefte) van afvalwater wordt verlaagd van 500 mg/l tot minder dan 100 mg/lZo wordt bij een nieuwe batterij voor energievoertuigen gebruikgemaakt van een silanecoating, die een zoutspraytest van 1000 uur zonder corrosie heeft en de afvalwaterzuiveringskosten met 30% vermindert. 3. Alomvattend afvalbeheerAfvalwaterzuiveringEen behandelingssysteem op drie niveaus opzetten: regulerende tank (pH-waarde neutraliseren) → chemische neerslag (zware metaalionen verwijderen) → membraanfiltratie (COD-verwijderingspercentage 90%),het afvalwater kan worden hergebruikt in het koelsysteem, en het hergebruik van water bereikt 85%.Indeling en verwijdering van vast afvalNa het magnetisch scheiden van het smeltschroot om het terug te winnenmagnesiumMetalen, de overgebleven slag wordt gebruikt voor de productie van vuurvaste materialen; het afvalvrijstellingsmiddel wordt door destillatie geregenereerd en het herstelpercentage bereikt 80%.   二. Kerntechnologie voormagnesiumsmeltgasbehandeling1. Samenstelling en kenmerken van rookgassenHoofdverontreinigende stoffen: MgO-stof (60-70%), fluoride (HF, MgF2), sporen metalen damp (zoals Zn, Pb) en organische vluchtige stoffen (decompositieproducten van loslaat).Rokengaskenmerken: hoge temperatuur (300-500°C), fijne stofdeeltjes (0,1-10μm) en zeer corrosief fluoride. 2- Mainstream-behandelingstechnologieën en procescombinaties(1) Technologie voor de droge zuiveringVerwijdering van zakstof + adsorptie van actieve koolstofBeginsel: het rookgas wordt eerst afgekoeld tot 120-150 °C door de afvalwarmteboiler en vervolgens door een zakstofcollector (filterzakmateriaal is PTFE, filtratie-efficiëntie ≥ 99,9%) geleid om MgO-stof te verwijderen,en ten slotte via een adsorptietoren voor geactiveerd koolstof om fluoride en organische verontreinigende stoffen te verwijderen.Voorbeeld: een fabriek met een wielnavel van magnesiumlegering gebruikt dit proces en de stofemissiesconcentratie is < 10 mg/m3 en fluoride is < 1 mg/m3,die voldoet aan de speciale emissiegrenswaarden van de Chinese "Industrial Furnace Air Pollutant Emission Standard" (GB 9078-1996). Elektrostatische precipitator + droog defluorerenBeginsel: De elektrostatische precipitator (ESP) gebruikt een hoogspanningsveld om stof op te vangen (efficiëntie ≥99%),en produceert vervolgens CaF2 (reactie-efficiëntie ≥95%) door het sproeien van calciumpoeder (CaO) en HF, en ten slotte wordt het product door een zakstofverzamelaar opgevangen. Voordelen: Geschikt voor scenario's met een groot rookgasvolume (>100.000 m3/h), lage kosten van calciumpoeder (ongeveer 500 yuan/ton), maar er moet aandacht worden besteed aan de naleving van de voorschriften voor de verwijdering van vaste CaF2-afval.(2) Technologie voor natte zuiveringSchrobber + ontdooiing + neutralisatiebehandelingProces:Het rookgas passeert de scrubber (spray NaOH-oplossing, pH=10-12) om HF te absorberen en reageert om NaF te genereren;Demister (draadnet of cycloonplaat) verwijdert waterdamp met een druppelgehalte < 50 mg/m3;Nadat het afvalwater door de neutralisatietank is gegaan (H2SO4 wordt toegevoegd om de pH aan te passen tot 6-9), worden Mg (OH) 2 en andere sedimenten door de sedimentatietank verwijderd.Efficiëntie: Fluoride verwijderingspercentage ≥98%, stof ≤5mg/m3, maar een afvalwaterzuiveringssysteem is vereist, en er is een probleem van rookgas "witte pluim" (condensatie van waterdamp).(3) Geïntegreerd composietproces“Recuperatie van afvalwarmte + droog stof verwijderen + natte defluorering” combinatieToepassingsscenario: hoogwaardige magnesiumgietproductielijn (zoals luchtvaartonderdelen) waarvoor zeer lage emissies van verontreinigende stoffen vereist zijn (stof ≤ 5 mg/m3, fluoride ≤ 0,5 mg/m3).Technische puntenDe afvalwarmteboiler hergebruikt rookgaswarmte voor het voorverwarmen van de verbrandingslucht, met een energiebesparing van 15% tot 20%;De droge sectie gebruikt een stofverzamelaar met een pulszak (filterzak met een nauwkeurigheid van 0,2 μm);De natte sectie maakt gebruik van een tweefasige scrubber (NaOH+Na2S-oplossing) om fluoriden diep te verwijderen.   三. Innovatie en ontwikkelingen op het gebied van milieubeschermingstechnologie1Ontwikkeling van nieuwe milieuvriendelijke stromenOntwikkelen van fluorvrije stromen (zoals MgO-CaO-Al2O3-systeem) om fluorideemissies van de bron te verminderen.Een door een Japans bedrijf ontwikkelde samengestelde oxideflux verlaagt de fluorideconcentratie van rookgassen tot onder de 1 mg/m3, en de slag kan rechtstreeks worden gebruikt als stoffering. 2. Intelligent rookgasbewakingssysteemInzetten van online-monitoringsinstrumenten (zoals laserstofmonitors en infraroodfluoride-analysatoren) om de parameters van stofverwijderings- en ontzwavelingsapparatuur in realtime aan te passen.Een gietinstallatie voor magnesiumlegeringen gebruikt een PLC-besturingssysteem om het energieverbruik bij de behandeling van rookgassen binnen ±5% te regelen., waardoor 100.000 kWh elektriciteit per jaar wordt bespaard. 3. Beheer van de CO2-voetafdruk en CO2-neutraliteitSommige bedrijven compenseren de CO2-uitstoot in het smeltproces door groene elektriciteit aan te schaffen en fotovoltaïsche elektriciteitscentrales te installeren.De magnesium gietwerkplaats van Tesla's fabriek in Shanghai gebruikt 100% hernieuwbare elektriciteit., en de CO2-uitstoot van het rookgaszuiveringssysteem is 80% lager dan die van traditionele processen.   Samenvatting: Van "behandeling aan het eind van de pijpleiding" naar "groene productie"De milieubescherming van de productie van magnesiumgietstukken moet worden gedreven door "technologische innovatie + optimalisatie van het beheer":smeltrookgasbehandelingsbehoeften voor het selecteren van droge/natte/compositieve processen volgens de productiecapaciteit en de emissievereisten, en een schone productie (zoals fluorvrije smelting en afvalrecycling) moeten gedurende het hele proces worden uitgevoerd.Aangezien de milieubeschermingsnormen strenger worden (zoals de speciale emissielimieten voor de magnesiumindustrie die China in 2025 van plan is in te voeren)In de eerste plaats is het de bedoeling dat de productietechnologie voor magnesiumgieten met een lage verontreiniging en een laag energieverbruik de kern van de concurrentiepositie van de industrie zal worden.   Email:cast@ebcastings.com  

1. Kernvereisten van medische implantatmaterialen: biocompatibiliteit, mechanische matching en veiligheid op lange termijnImplantaten voor menselijke doeleinden moeten aan de volgende eisen voldoen:Niet-toxiciteit en allergieverwekkendheid: materialen kunnen geen schadelijke stoffen vrijgeven of een immuunrespons induceren;Mechanische compatibiliteit: de sterkte van het implantaat en de elastische modulus moeten dicht bij het botweefsel liggen om te voorkomen dat er een "stressshielding" ontstaat die tot botatrofie leidt;Resistent tegen corrosie door lichaamsvloeistoffen: stabiel in de menselijke elektrolytomgeving (bloed- en weefselvloeistof met een pH van 7,3-7,4). 2Biocompatibiliteit van gegoten titanium: de wetenschappelijke basis voor een "harmonische coëxistentie" met het menselijk lichaamInert oppervlak en botintegratievermogen Titaniumvormt in een fysiologische omgeving een nano-schaal TiO2-oxidefilm en heeft een chemische samenstelling die vergelijkbaar is met die van hydroxyapatite (Ca10(PO4) 6 ((OH) 2) van menselijke botten,die de hechting en proliferatie van osteoblasten kunnen inducerenKlinische gegevens tonen aan dat:De bindsterkte tussentitaniumImplantaten en botweefsel kunnen 15-25 MPa (equivalent aan 70% van de sterkte van de natuurlijke botinterface) bereiken;De afzetting van nieuw botweefsel op detitaniumIn het geval van roestvrijstalen implantaten kan de huidoppervlakte 6-8 weken na de operatie worden waargenomen (in vergelijking met meer dan 12 weken).Geen risico op afgifte van metaalionenHet standaardelektrodepotentieel vantitaniumis -1,63 V, dat in een gepassiveerde toestand in de menselijke omgeving is, en de ionvrijstelling is < 0,1 μg/l (veel lager dan de 5 μg/l die in de ISO 10993-norm is gespecificeerd).Implantaten van roestvrij staal kunnen allergische ionen zoals Ni2+ en Cr3+ vrijgeven, die contactdermatitis veroorzaakt (de incidentie is ongeveer 5%-10%). 3. Toepassing vangietstukken van titaniumin orthopedische prothesen: voldimensionale oplossingen van gewrichtsvervanging tot wervelkolombevestiging1Kunstmatige gewrichten: een reddingsboei die slijtage vervangtHeupgewrichtsprothesen: Acetabulaire bekers en dijbeenstammen gegoten met titaniumlegeringen (zoals Ti-6Al-4V ELI) hebben de volgende kenmerken:slijtvastheid: na plasmaspraying van het oppervlak met hydroxyapatitcoating is de slijtage minder dan 0,1 mm/jaar (beter dan kobalt-chroom-molybdeenlegering);Botgroei: een poreuze titaniumcoating (porositeit 60%-70%, poriegrootte 300-500 μm) kan de groei van botcellen bevorderen om een "mechanisch slot" te vormen.Case: Zimmer Biomet's Mako robot-assisted heupvervangingssysteem maakt gebruik van titanium gietprothesen met een 10-jarig overlevingspercentage van meer dan 95%.Kniegewrichtsprothesen: Tibiale plateaus en femorale condyles gemaakt van titanium gietstukken kunnen complex gebogen oppervlak ontwerpen bereiken door middel van gietstukken, passen bij de menselijke anatomische structuur,en het risico op stressconcentratie verminderen.2Intern bevestigingssysteem van de wervelkolom: hervorm de stabiliteit van de wervelkolomTitaniumkooi: gebruikt voor lumbale fusie, de maasstructuur van de giet-titaniumkooi kan worden gevuld met autoloog bot en de elastische modulus (110 GPa) is dicht bij het kandelachtig bot (1-10 GPa),het verminderen van de spanningsbescherming van aangrenzende wervels;Pedikelschroef: de draadnauwkeurigheid van titanium gietschroeven kan ±0,05 mm bereiken en de schade aan de bothuid tijdens de implantatie is 30% lager dan die van roestvrijstalen schroeven.3Traumaherstel: "onzichtbare steun" voor het vastleggen van een breukBotplaten en schroeven: Titanium gietstukken kunnen worden gemaakt in ultradunne platen (dikte 1,5-2 mm), die geschikt zijn voor kleine botbreuken in handen en voeten.De postoperatieve röntgenontwikkeling is duidelijk en heeft geen invloed op de beelddiagnose;Intramedullaire nagels: de torsiestefstand van intramedullaire nagels van titaniumlegering is 20% hoger dan die van roestvrij staal,die geschikt is voor het bevestigen van lange botfracturen (zoals femurale schaaffracturen). IV. Toepassing van titanium gietstukken in orale implantaten: "Functionele reconstructie" van een enkele tand tot de volledige mondreparatie1Eenvoudig tandimplantat: "mechanische simulatie" vergelijkbaar met echte tandenImplantatlichaam: cilindrische of kegelvormige implantaten van gegoten titanium, na behandeling van het oppervlak met zandblaaszuur etsen (SLA), kan de botbindingsperiode worden verkort tot 3-4 weken.Bijvoorbeeld::Het 5-jarig overlevingspercentage van Zwitserse Straumann-implantaten (Ti-6Al-4V ELI) is > 98%, en het succespercentage is 5%-8% hoger dan dat van zuivere titaniumimplantaten;Verbinding van de pijl: de verbindingsnauwkeurigheid van de gietpijl en het implantaat bedraagt 50 μm, wat de bacteriële groei kan verminderen die wordt veroorzaakt door micro-gaps.2- Implantaten van de volle mond en maxillofaciale restauratie: Precieze giet van complexe structurenAll-on-4 volledige mond-implantatbeugel: Titanium-legeringsbeugels worden vervaardigd met behulp van investeringsgiettechnologie, die 4-6 implantaten tegelijk kan bevestigen om het herstel van de prothese te ondersteunen,en het gewicht met 40% verminderen in vergelijking met traditionele gesegmenteerde restauratie;Maxillofaciale restauratie: Titanium gietstukken kunnen worden aangepast om complexe maxillofaciale defect restauratie zoals zygomatische botten en onderkaak te produceren.Titanium gegoten maxillofaciale prothesen van het Duitse bedrijf BEGO worden gemodelleerd met behulp van CT-gegevens, en de pasfout is kleiner dan 0,3 mm. 5Andere innovatieve toepassingen van gietstukken van titanium op medisch gebiedCardiovasculaire implantaten: met een breedte van niet meer dan 50 mm(geheugenlegeringen) worden gebruikt om vasculaire stents te maken, die bij lichaamstemperatuur de vooraf ingestelde vorm herstellen en de binnendiameter van het bloedvat ondersteunen.Hun flexibiliteit is 5 keer hoger dan die van stents van roestvrij staal;Oorimplantaten:Kunstmatige beenderenketens van gegoten titanium wegen slechts 0,1-0,3 gram en hun geluidsgeleidendheid is 30% hoger dan die van kunststofimplantaten.Ze zijn geschikt voor patiënten met geleidend gehoorverlies.;Herstel van zacht weefsel: Titanium- beklede pleisters worden gebruikt voor hernia reparatie van de buikwand.Hun poreuze structuur kan de groei van vezelweefsel bevorderen en het risico op verplaatsing van de pleister verminderen (het verplaatsingspercentage van traditionele polypropyleen pleisters is ongeveer 8%-12%). VI. Toekomstige trends: van "functioneel vervangen" naar "biologisch actieve integratie"Verbetering van de oppervlaktebewerkingstechnologie:Het oppervlak van titanium gietstukken is bekleed met bioactief glas (zoals 45S5 Bioglass®), dat Ca2+- en PO43-ionen kan vrijgeven om de botmineralisatie te bevorderen en de botintegratie te versnellen;3D-printing en gietcombinatie:Ten eerste, gebruik SLM-technologie om poreus te printentitaniumscharnieren, en vervolgens dichte titanium schalen vullen door middel van gietvorming om een composietstructuur van "porieus oppervlak + dichte kern" te bereiken,terwijl de behoeften van botgroei en mechanische ondersteuning worden vervuld; Onderzoek en ontwikkeling van afbreekbare titaniumlegeringen:met een gewicht van niet meer dan 50 kgtitanium(zoals Ti-2Mg-3Zn) kan langzaam worden afgebroken in het lichaam, waardoor magnesium-ionen vrijkomen om osteogenese te bevorderen, en is geschikt voor kortetermijnfixatie (zoals fracturenfixatie bij kinderen).Conclusie: Titanium gietstukken zijn met hun uitstekende biocompatibiliteit, mechanische eigenschappen en precieze vormvermogen het "gouden materiaal" geworden op het gebied van medische implantaten.Van ortopedische grote gewrichten tot orale micro-implantatenDe voordelen zijn niet alleen in de vervanging van beschadigde weefsels, maar ook in het bevorderen van de ontwikkeling van regeneratieve geneeskunde door de "harmonische interactie" tussen materialen en het menselijk lichaam.Met innovaties in oppervlakte-techniek en legeringsontwerpIn de toekomst zal de toepassing van gegoten titanium in de gepersonaliseerde geneeskunde en precisiebehandeling verder verdiepen, waardoor patiënten een langduriger en comfortabeler implantaat kunnen krijgen.  

I. De kernvereisten van materialen in de lucht- en ruimtevaart: lichtgewicht, hoge sterkte en milieuvriendelijkheid Het ontwerp van lucht- en ruimtevaartapparatuur volgt het principe van "gewicht is kosten": Gewichtsreductie-eisen: Elke 1 kg gewichtsreductie van het vliegtuig kan het brandstofverbruik met ongeveer 5-10 kg verminderen (als voorbeeld commerciële passagiersvliegtuigen), waardoor de bedrijfskosten en de CO2-uitstoot direct worden verlaagd. Extreme milieu-uitdagingen: Hoge-hoogte atmosferische corrosie (ozon, ultraviolette straling, wisselende temperaturen); Motoronderdelen worden blootgesteld aan hoge temperaturen boven 800℃ en gascorrosie; Ruimtevaartuigen worden blootgesteld aan ernstige thermische schokken en oxidatie bij het terugkeren in de atmosfeer. II. Het corrosiebestendigheidsvoordeel van titanium gietstukken: een "ruildschild" dat van nature corrosiebestendig is 1. Zelfherstellend mechanisme van oxidefilm: "zelfbescherming" in een corrosieve omgeving Titanium reageert bij kamertemperatuur met zuurstof en vormt een dichte TiO₂ oxidefilm (dikte van ongeveer 5-10 nm), die de volgende kenmerken heeft: Chemische inertheid: vrijwel geen corrosie in zeewater, nat chloor, de meeste organische zuren en chloride-oplossingen (bijvoorbeeld de jaarlijkse corrosiesnelheid van titanium gietstukken in mariene omgevingen is minder dan 0,001 mm); Zelfherstellend vermogen: nadat de filmlaag beschadigd is, kan deze snel worden geregenereerd in een zuurstofhoudende omgeving om het beschermende effect te behouden (vergeleken met aluminiumlegeringen die extra coating vereisen voor corrosiebescherming). 2. Corrosiebestendigheidsvergelijking met traditionele materialen Aluminiumlegeringen: gevoelig voor putcorrosie in vochtige atmosferen, vereisen het spuiten van chromaatcoatings (giftig en milieuvriendelijk); Staal: vereist verzinking of vernikkeling-chroomlegering, en elektrochemische corrosie kan nog steeds optreden in mariene omgevingen; Titanium: geen extra anticorrosiebehandeling vereist, en de onderhoudskosten worden met meer dan 40% verlaagd (gegevensbron: Airbus A350 titanium componenten applicatierapport).   III. Sterktevoordelen van titanium gietstukken: perfecte balans tussen lichtgewicht en hoge betrouwbaarheid 1. Specifieke sterkte (sterkte/dichtheid) is de beste onder metalen materialen De specifieke sterkte van titaniumlegeringen kan 15-20×10⁴N·m/kg bereiken, wat ver boven aluminiumlegeringen (7-10×10⁴N·m/kg) en staal (4-6×10⁴N·m/kg) uitstijgt. Bijvoorbeeld: TC4 titaniumlegering (Ti-6Al-4V): dichtheid 4,5 g/cm³, treksterkte ≥895MPa, geschikt voor het vervaardigen van dragende componenten zoals vliegtuigvleugelbalken en rompframes, en het gewicht is meer dan 40% lichter dan stalen componenten. 2. Hoge temperatuursterktebehoud: stabiele werking in een "hete omgeving" Titaniumlegeringen kunnen nog steeds meer dan 70% van de sterkte bij kamertemperatuur behouden in het temperatuurbereik van 400-600℃ (de sterkte van aluminiumlegeringen neemt aanzienlijk af boven 200℃). Typische toepassingen: Vliegtuigmotorcompressorbladen: Ti-6242 legering (Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo) wordt gebruikt, die lange tijd kan werken bij 500℃, ter vervanging van nikkelgebaseerde legeringen om het gewicht met 15% te verminderen; Ruimtevaartuigstuwraketsproeiers: Titaniumlegering gietstukken kunnen nog steeds structurele integriteit behouden bij hoge-temperatuurgasreiniging. 3. Vermoeiingsweerstand en breuktaaiheid: "Taaiheid" om wisselende belastingen op te vangen De vermoeiingssterkte van titanium gietstukken kan 50%-60% van de treksterkte bereiken (aluminiumlegering is slechts 30%-40%), en de breuktaaiheid (KIC) is zo hoog als 50-100MPa・m¹/², wat geschikt is voor onderdelen die trillingen en schokken weerstaan, zoals: Behuizing van het helikoptertransmissiesysteem; Ondersteuningsstructuur van zonnepanelen voor satellieten. 4. Typische toepassingsgevallen van titanium gietstukken in de lucht- en ruimtevaart Airbus A380: titanium gietstukken worden gebruikt om de centrale vleugelboxconnector te vervaardigen, waardoor het gewicht met 1,2 ton wordt verminderd en de structurele levensduur wordt verlengd tot 60.000 vlieguren; US F-22 jager: titanium gietstukken vertegenwoordigen 41% van het gewicht van de rompstructuur, voornamelijk gebruikt in belangrijke onderdelen zoals landingsgestel en motorbeugels; SpaceX Starship: De motorstuwkamer is gemaakt van titaniumlegering precisiegieten, die gastemperaturen boven 3000℃ kan weerstaan en meer dan 100 keer kan worden hergebruikt. 5. Andere "pluspunten" van titanium gietstukken: het versterken van het lucht- en ruimtevaartontwerp Mogelijkheid tot het vormen van complexe structuren: door middel van precisiegieten (verloren wasmethode) kunnen complexe componenten met holtes en dunne ribben (zoals integrale motorkasten) direct worden vervaardigd, waardoor het aantal onderdelen en assemblageprocessen wordt verminderd; Lage dichtheid en hoge stijfheid bestaan naast elkaar: de elasticiteitsmodulus van titanium is 110 GPa, wat tussen aluminium (70 GPa) en staal (210 GPa) ligt, geschikt voor het ontwerpen van lichtgewicht structuren met hoge stijfheid; Compatibiliteitsvoordeel: titanium is niet gevoelig voor elektrochemische corrosie bij contact met composietmaterialen (zoals koolstofvezel), wat het multi-materiaal geïntegreerde ontwerp van lucht- en ruimtevaartapparatuur vergemakkelijkt.   VI. Uitdagingen en toekomstige trends: Kosten en technologische innovatie gaan hand in hand Kostenknelpunten: Titaniumlegeringssmelten moet worden uitgevoerd in een vacuümomgeving, en de investering in gietapparatuur is hoog (een vacuümschaaloven kost meer dan 10 miljoen yuan), wat resulteert in een eenheidsprijs van titanium gietstukken van ongeveer 5-8 keer die van aluminiumlegeringen; Technologische doorbraken: 3D-printen van titanium gietstukken (SLM-technologie) kan het materiaalverbruik met 30% verminderen en de leveringscycli verkorten; Nieuwe α+β titaniumlegeringen (zoals Ti-5Al-5V-5Mo-3Cr) verbeteren de hoge-temperatuursterkte en de gietbaarheid verder door compositie-optimalisatie.   Conclusie: Titanium gietstukken zijn een onvervangbaar materiaal geworden in de lucht- en ruimtevaart met hun driedimensionale voordelen van "corrosiebestendigheid + hoge sterkte + lichtgewicht". Van commerciële vliegtuigen tot diepe ruimtesondes, hun prestaties voldoen niet alleen aan de eisen van strenge werkomstandigheden, maar bevorderen ook de continue verbetering van de efficiëntie van vliegtuigen door structurele optimalisatie. Met de verlaging van de kosten van het gietproces en de ontwikkeling van nieuwe legeringen, zullen de toepassingsgrenzen van titanium gietstukken in de lucht- en ruimtevaart blijven uitbreiden.   E-mail: cast@ebcastings.com  

Hoe hoog kan het een temperatuur en druk weerstaan?   Op het gebied van luchtvaart en ruimtevaart,met een diameter van niet meer dan 20 mm(meestal bolvormige structuren of onderdelen van titaniumlegeringen) zijn door hun unieke alomvattende eigenschappen belangrijke materialen geworden en worden op grote schaal gebruikt in kernonderdelen zoals motoren,fuselageconstructiesHieronder volgt een analyse van toepassingsscenario's, prestatievoordelen, temperatuur/druk tolerantiegrenzen en verschillen ten opzichte van traditionele materialen:I. Kerntoepassingsscenario's vanmet een diameter van niet meer dan 20 mmop het gebied van de lucht- en ruimtevaart1Belangrijkste onderdelen van vliegtuigmotorenmet een vermogen van meer dan 50 Wmet een vermogen van niet meer dan 50 W,met behulp van hun hoge sterkte en corrosiebestendigheid om de centrifuge kracht te weerstaan die wordt gegenereerd door hoge snelheidsrotatie (zoals de titanium legeringcompressorcomponenten van de Boeing 787-motor).Spiraal van het brandstofmondstuk: Hoe hoog kan het een temperatuur en druk weerstaan?   De bolk van de luchtvaartketel is gemaakt van titaniumlegering, die bestand is tegen hoge druk en hoge temperatuur in de buurt van de verbrandingskamer.2. Luchtvaart voortstuwingssysteemmet een vermogen van niet meer dan 50 WHet turbopomplager van de vloeibare waterstof/vloeibare zuurstof raketmotor gebruikt een titanium legering bal,die een stabiele werking kan behouden onder extreme temperatuurverschillen van -253 °C (temperatuur van vloeibare waterstof) tot boven 300 °C (zoals de Merlin-motor van de SpaceX Falcon-raket).Motorbal voor houdingsregeling:Het stuurinstallatieverbinding van de satellietstandregelaar maakt gebruik van het lichte gewicht en de vermoeidheidsbestandheid van titaniumlegering om een precieze hoogfrequente schommeling te bereiken.3. Fuselage structuur en landingsgestelVingerpivotverbindingsbal:Het vleugelvouwmechanisme van vliegtuigen met variabele sweep (zoals de F-14) maakt gebruik van een titaniumlegeringsbalverbinding om herhaalde vervormingsstress te weerstaan en slijtage te verminderen.Schokdemperbal van het landingsgestel:Titanium alloy balls are used for shock absorber piston connection to buffer up to hundreds of tons of impact force when the aircraft takes off and lands (such as the titanium alloy landing gear parts of Airbus A350).4. Structurele onderdelen in hoge temperatuuromgevingBolletjes in de hoogtemperatuurzone van de motornacel:In de nacellebeugel nabij de verbrandingskamer,met een gewicht van niet meer dan 10 kgkan hoge temperaturen boven 600°C door oppervlaktecoating (zoals aluminium) weerstaan (traditionele aluminiumlegeringen kunnen slechts ongeveer 200°C weerstaan).Verbindingsballen voor de thermische bescherming van ruimteschepen:Wanneer het ruimtevaartuig de atmosfeer weer binnengaat, worden titanium legering ballen gebruikt om thermische bescherming tegels te verbinden met de hoofdstructuur,rekening houdend met de hoge temperatuurbestendigheid en de structurele stabiliteit. II. Belangrijkste prestatievoordelen van titaniumballen (aanpassing aan de behoeften van de luchtvaart)1Perfecte balans tussen lichtgewicht en hoge sterkte.Specifieke sterkte (sterkte/dichtheid): de specifieke sterkte van titaniumlegeringen (zoals Ti-6Al-4V) is 160 MPa・m3/kg, wat 2,7 keer hoger is dan die van aluminiumlegeringen (ongeveer 60) en 3.2 keer groter dan staal (ongeveer 50)Het gewicht wordt bij dezelfde sterkte aanzienlijk verminderd.Toepassingswaarde: In vliegtuigen kan elke 1 kg gewichtsvermindering het brandstofverbruik met 0,7-1,5 L/u verminderen.2- Stabiliteit in extreme omgevingenNiettemperatuurprestaties:met een breedte van niet meer dan 15 mmbehouden nog steeds een goede taaiheid bij vloeibare waterstoftemperatuur (-253°C) en worden niet broos (vergelijking: aluminiumlegeringen hebben een aanzienlijk verminderde taaiheid onder -200°C).Hoogtemperatuursterkte: de langdurige gebruikstemperatuur van titaniumlegeringen (zoals IMI 834) kan 600°C bereiken, veel hoger dan die van aluminiumlegeringen (200°C) en magnesiumlegeringen (300°C),en is dicht bij sommige nickel-gebaseerde hoogtemperatuurlegeringen (maar lichter).3. Corrosie- en vermoeidheidsbestandheidCorrosiebestendigheid: de natuurlijke oxidefolie (TiO2) op het oppervlak van het titanium is bestand tegen corrosie door vliegtuigbrandstof, hydraulische olie en zeezout,het verlengen van de levensduur van onderdelen (zoals titaniumlegeringsconstructies van vliegtuigen op vliegdekschepen).Vermoeidheidsbestendigheid: de vermoeidheidsbestendigheid van titaniumlegeringen kan 60-70% van de opbrengststerkte bereiken (ongeveer 40-50% voor aluminiumlegeringen),met een vermogen van meer dan 50 W,.   III. Technische uitdagingen en de laatste ontwikkelingenVerwerking van knelpunten van titaniumlegeringenTitanium heeft een hoge chemische activiteit en reageert gemakkelijk met gereedschapsmaterialen (zoals wolfraamcarbide) bij hoge temperaturen.hetgeen resulteert in een hoge snijmoeilijkheden (verwerkingskosten zijn 3-5 keer hoger dan staal)Momenteel wordt het verbeterd door middel van laserassistente verwerking of elektronstraal smelttechnologie.Onderzoek en ontwikkeling van nieuwe titaniumlegeringenβ-titaniumlegering (zoals Ti-10V-2Fe-3Al): de fasestructuur aanpassen door middel van warmtebehandeling om de breuksterkte en lasbaarheid te verbeteren en gebruiken voor verbindingsballen van het romp van het vliegtuig.Titanium-aluminiumverbinding (Ti3Al/TiAl): de dichtheid is slechts 3,9 g/cm3 en de hoge temperatuursterkte bereikt 800°C.Het kan in de toekomst worden gebruikt voor motorturbinebladen (zoals de door de NASA geteste kogellagers voor turbineturbines van TiAl-legering).3D-printtechnologie doorbraakMet behulp van de technologie van het smelten met elektronstraal (EBM) of laserpoederbedsmelting (LPBF)** worden titaniumlegeringsballen met complexe porostructuur vervaardigd.het gewicht verminderen en tegelijkertijd de warmteafvoer verbeteren (zoals Airbus met behulp van 3D-geprinte titaniumlegeringsballen om het gewicht met 40% te verminderen).   SamenvattingHet onvervangbare karakter vanmet een diameter van niet meer dan 20 mmin de lucht- en ruimtevaart komt voort uit de drievoudige voordelen van "lichtgewicht + hoge temperatuursterkte + corrosiebestandheid", waardoor het een kernmateriaal is voor motoren, structurele onderdelen,en voortstuwingssystemenDe huidige titaniumlegeringsballen kunnen stabiel werken in het temperatuurbereik van -253°C tot 600°C en bij druk van honderden MPa.De ontwikkeling van de materialentechnologie (zoals de coatingtechnologie)Van commerciële vliegtuigen tot ruimtesondes, titaniumballen drijven lucht- en ruimtevaartapparatuur voortdurend naar hogere snelheden.lager energieverbruik, en een langer leven.   Email: cast@ebcastings.com  

Waarom is het geschikt om in het menselijk lichaam te worden geïmplanteerd? De bijzondere toepassingen vanmet een diameter van niet meer dan 20 mmIn de medische sector worden de nieuwe technologieën voornamelijk weerspiegeld in twee belangrijke richtingen: implanteerbare medische hulpmiddelen en precisiemedicijncomponenten.Het belangrijkste voordeel is de hoge compatibiliteit van titaniummaterialen met de menselijke fysiologische omgeving.Een specifieke analyse: I. Kerntoepassingsscenario's vanmet een diameter van niet meer dan 20 mmin het medische veld1Orthopedische implantaten: kunstmatige gewrichten en botbindingmet een breedte van niet meer dan 50 mm“Ballhead”-componenten (zoals koppen van het dijbeen van titaniumlegering) die worden gebruikt bij heup- en schoudervervangende operaties.De hoge sterkte en slijtvastheid van titaniumballen kunnen zieke botten vervangen en gewrichtsbewegbaarheid herstellen.Bijvoorbeeld: heupprothesen van titaniumlegeringen (zoals TC4) hebben een levensduur van meer dan 15-20 jaar.met een breedte van niet meer dan 50 mmDe koppen van sommige ortopedische schroeven maken gebruik van titaniumbalstructuren, die handig zijn voor nauwkeurige botimplantatie en verminderen de stressconcentratie.Ze worden vaak gebruikt bij ruggengraatchirurgie of bij het vaststellen van breuken..2Tandheelkundige implantaten: wortelvervangingVerbinding van de implantaatpijl:De verbinding tussen de pilaren en het implantaat van tandheelkundige implantaten kantitaniumbalde structuur (zoals Morse-taperverbindingen) om door nauwkeurige pasvorm een stabiele retentie te bereiken en tegelijkertijd bacteriële invasie te voorkomen.onderdelen van de tandheelkundige beugel:Titaniumballen kunnen worden gebruikt als gespen of verbindingsassen voor verwijderbare prothesen, waarbij de lichtgewicht eigenschappen van titanium worden gebruikt om de belasting op de mondholte te verminderen.3. Interventieapparaten voor hart- en vaatziektenmet een vermogen van meer dan 50 WDe titaniumbal aan het einde van de elektrode wordt gebruikt om het aan het myocardinweefsel te bevestigen en de biocompatibiliteit ervan kan het risico op ontstekingsreactie verminderen.Vasculaire stentondersteunende componenten:Bij de plaatsing of steunstructuur van sommige vasculaire stents worden kleine ballen van titaniumlegering gebruikt om de stabiliteit van het apparaat in het bloedvat te waarborgen.4Plastische chirurgie en reparatieReparatie van gezichtsbotten:Titaniumballen kunnen worden gebruikt als verbindingspunten voor reparatiemateriaal in onderdelen zoals zygomatische botten en onderkaakjes, zoals het bevestigen van titanium mesh bij schedeldefectherstel.Hulpstructuur van de prothese voor borstvergrotingEen paar high-end prothesen gebruiken titanium legering ballen als suspensie componenten om de integratie van prothesen met menselijke weefsels te verbeteren.   II. Belangrijkste voordelen ten opzichte van traditionele materialen▶ Verschillen met roestvrij staalRoestvrij staal (zoals 316L): lage kosten, maar langdurige implantatie kan nikkel ionen vrijgeven, ontstekingen of allergieën veroorzaken en is zwaar.Titaniumlegering: geen metaaltoxiciteit, geschikter voor langdurige implantatie (zoals gewrichtsprothesen die voor het leven in het lichaam blijven).▶ Verschillen met kobaltchroomlegeringCobalt-chroomlegering: uitstekende slijtvastheid, maar een hoge elastische modulus (ongeveer 210 GPa), die gemakkelijk tot botatrofie kan leiden;Titaniumlegering zorgt voor een evenwicht tussen sterkte en biocompatibiliteit.▶ Verschillen met puur titaniumPuur titanium (TA1/TA2): goede plasticiteit, maar lage sterkte, voornamelijk gebruikt voor niet-dragende implantaten (zoals tandheelkundige pilaren);Titaniumlegering (zoals TC4/Ti-6Al-4V): door toevoeging van aluminium, vanadium en andere elementen om de sterkte te verbeteren, geschikt voor dragende onderdelen (zoals heupgewrichtskogelkoppen).   III. Technische uitdagingen en de laatste ontwikkelingenTechnologie voor oppervlaktewijziging:Hydroxyapatitcoating of zandblaasingszuur etsen kan worden gebruikt om de oppervlaktrauwheid van titaniumballen te verbeteren, botcellen aan te hechten en te laten groeien (osseointegratie),en verkort de postoperatieve genezingsperiode.met een diameter van niet meer dan 50 mm,Porieuze titaniumballen worden gemaakt met behulp van SLM-technologie (selectieve lasersmelting) en de porostructuur simuleert bottrabeculi,verdere verbetering van de integratie met menselijk weefsel (zoals op maat gemaakte spinale fusieapparaten).met een vermogen van meer dan 10 WHet toevoegen van elementen zoals zilver en koper aan titanium of het opladen van antibiotica op het oppervlak kan implantatie-gerelateerde infecties verminderen (dat is goed voor ongeveer 2-5% van de complicaties bij orthopedische chirurgie).   Samenvatting met een gewicht van niet meer dan 10 kgDe Europese Commissie heeft de Commissie verzocht om een verslag uit te brengen over de resultaten van de evaluatie van de resultaten van de evaluatie.Van ortopedie tot tandheelkundeIn het kader van de ontwikkeling van de technologieën voor het gebruik van titaniumballen, van traditionele prothesen tot 3D-geprinte, op maat gemaakte apparaten, wordt de ontwikkeling van precisiegeneeskunde en minimaal invasieve technologie nog steeds bevorderd.In de toekomst, met de vooruitgang van de materiaalwetenschappen en de intelligente productie, zullen titanium-gebaseerde implantaten de menselijke compatibiliteit en de behandelingseffecten verder verbeteren.   Email:cast@ebcastings.com