Ħarsa ġenerali komprensiva tal-proċess tal-liga tan-nikil minn materja prima għal prodotti lesti

Il-ligi tan-nikil, bħala materjal ewlieni indispensabbli fl-industrija moderna, huma użati ħafna fl-oqsma finali għoljin - bħal aerospazjali, enerġija u inġinerija kimika, u inġinerija tal-baħar minħabba r-reżistenza eċċellenti tagħhom għall-korrużjoni, għolja - saħħa tat-temperatura, u reżistenza għall-ossidazzjoni. Minn minerali mhux maħduma għal prodott lest, il-produzzjoni tal-liga tan-nikil tinvolvi ħames passi ewlenin: immaniġġjar tal-materja prima, tidwib, proċessar, trattament tas-sħana, u ttestjar tal-kwalità. L-għażla tal-proċess u l-kontroll tal-parametri f'kull pass għandhom impatt dirett fuq l-istabbiltà u l-affidabbiltà tal-prestazzjoni tal-prodott.

Proċessar tal-materja prima

Il-materja prima tal-liga tan-nikil huma primarjament maqsuma f'żewġ kategoriji: minerali tan-nikil u materja prima tal-metall. Tekniki ta 'pproċessar immirati huma magħżula abbażi tat-tip ta' minerali:

Minerali tan-nikil laterite

Madwar 60% tar-riżorsi tad-dinja tan-nikil jeżistu fil-forma ta 'minerali tan-nikil laterite. It-tekniki tal-ipproċessar tagħha huma maqsuma f'żewġ tipi: pirometallurġiċi u idrometallurġiċi.

Pyrometallurgical: Suitable for high-nickel-grade ores (Ni>1.5%). Il-proċess tipiku huwa "tnixxif tal-kalkari li jdur u tnaqqis ta 'qabel - segwit minn tnaqqis tal-forn elettriku u tidwib." Il-mineral huwa deidrat u mnaqqas parzjalment f'kalka li jdur f'800 - 900 grad biex jipproduċi nikil - liga tal-ħadid. Imbagħad jitnaqqas ħafna f'forn elettriku ta '1500-1600 grad biex jipproduċi ħadid tan-nikil b'kontenut ta' nikil ta '15% -20%, li jikseb rata ta 'rkupru tan-nikil ta' 90% -92%.

Proċess imxarrab: għal minerali ta 'grad baxx - (ni <1.5%), għoli - Leaching tal-aċidu tal-pressjoni (HPAL) huwa l-metodu mainstream. Wara t-tgħaffiġ u t-tħin, il-mineral huwa msawwar bl-aċidu sulfuriku dilwit f'240 - 260 grad u 4-5 MPa, li jikseb rata ta 'lissija tan-nikil li taqbeż id-90%. Il-lissija hija ppurifikata permezz ta 'newtralizzazzjoni, preċipitazzjoni, estrazzjoni tas-solvent, u passi oħra, li fl-aħħar tipproduċi pjanċi tan-nikil ta' purità għolja permezz ta 'elettroliżi. Dan il-proċess inaqqas il-konsum tal-enerġija b'25% -30% meta mqabbel mal-proċess pirometallurġiku.

Minerali tas-sulfid tan-nikil

Nickel sulfide ore must first be enriched through flotation (nickel content >3% jista 'jiġi ċċarġjat direttament fuq il-forn) u mbagħad jgħaddi minn tidwib pirometallurġiku:

Flash Smelting: Il-multi tal-minerali huma mħallta ma 'ossiġnu - arja arrikkita b'veloċità għolja f'forn flash, li tirreaġixxi malajr bi 1300 - 1350 grad biex tipproduċi matte ta' grad baxx (kontenut tan-nikil 40% -60%). Ir-rata ta 'ossidazzjoni tal-kubrit tilħaq aktar minn 98%, u l-gass taċ-ċumnija huwa riċiklat permezz ta' sistema ta 'produzzjoni ta' aċidu.

Nfiħ tal-Converter: Il-baxx - Grad Nickel Matte huwa trasferit lill-konvertitur u ossidizzat bl-arja kkompressata biex jitneħħa l-ħadid, li jipproduċi għoli - grad matte ta 'grad (kontenut ta' nikil 70% -78%), li jipprovdi materja prima għar-raffinar elettrolitiku sussegwenti.

Materja prima tal-metall

Materja prima tal-metall bħal pjanċa tan-nikil, ferrochrome, u kobalt għandhom jgħaddu minn verifika tal-kompożizzjoni u kontroll tad-daqs tal-partiċelli. Pereżempju, in-Nickel - ligi bbażati fuq ix-xfafar tal-magni tal-inġenji tal-ajru jeħtieġu ċaqliq fil-kontenut tan-nikil ta 'inqas minn jew daqs ± 0.05%. Il-materja prima għandha tkun Jet - mitħuna għal daqs tal-malja ta '200-325 biex tiżgura kompożizzjoni uniformi waqt it-tidwib.

 

Proċess ta 'tidwib

It-tidwib tal-liga moderna tan-nikil ġeneralment juża proċess "duplex" jew "triplex", li juża multi - stadju ta 'tidwib biex jikkontrolla b'mod kollaborattiv il-kompożizzjoni u l-impuritajiet:

Induzzjoni tal-vakwu Tdub (VIM)

Taħt ambjent bil-vakwu ta '10⁻²-10⁻³ PA, il-materja prima hija mdewba bl-użu ta' tisħin ta 'induzzjoni elettromanjetika, li tinibixxi b'mod effettiv l-ossidazzjoni u t-tneħħija tal-gassijiet (bħal H u O). It-temperatura tat-tidwib hija kkontrollata bejn 1500 grad u 1580 grad, u l-intensità tat-taħwid tal-ġabra ta 'tidwib hija aġġustata bl-użu ta' parametri tal-kamp elettromanjetiku biex tiżgura uniformità kompożizzjonali li tissodisfa l-istandards ASTM E1507.

Electroslag Remeling (ESR)

Bl-użu tal-Ingot biex tkun raffinata bħala l-anodu u l-ilma - crystallizer imkessaħ bħala l-katodu, impuritajiet bħal kubrit u ossiġnu jitneħħew permezz ta 'slag - reazzjonijiet interfacial tal-metall. Is-sistema tal-gagazza tuża sistema ternarja ta 'caf₂ - al₂o₃ - cao. Ir-rata ta 'tidwib hija kkontrollata għal 3-5 kg ​​/ min, u l-kontenut ta' kubrit jista 'jitnaqqas minn 0.005% għal inqas minn 0.001%.

Tneħħija mill-ġdid tal-vakwu (VAR)

Ilma - moffa tar-ram imkessħa tikkontrolla r-rata ta 'solidifikazzjoni u trażżan is-segregazzjoni tal-elementi. Ir-rata ta 'tidwib tinżamm f'kustant ta' 2-4 kg / min, u l-vakwu jinżamm taħt l-10⁻² Pa. Il-varjazzjoni tal-kompożizzjoni assjali ta 'l-Ingot hija inqas minn jew daqs ± 0.03%, u r-rata ta' difett li jinxtorob hija mnaqqsa għal inqas minn 0.5%.

 

Teknoloġija tal-ipproċessar

L-ipproċessar tal-liga tan-nikil jirrikjedi taħlita ta 'ħidma sħuna u kiesħa biex tinkiseb kontroll doppju tal-forma u l-prestazzjoni:

Forġa

It-titjib tal-mikrostruttura jinkiseb permezz ta 'deformazzjoni tal-pressjoni għolja -. Forgings tal-pipeline ewlenin tal-qawwa nukleari jużaw il-forġa iżotermika f'1000-1050 grad, u jżommu deformazzjoni ta '60% -70%. Dan jirfina d-daqs tal-qamħ minn ASTM Grad 5 sa Grad 8, u jtejjeb ir-reżistenza għall-għeja bi 2-3 darbiet.

Rolling

Rolling sħun: Passi ta 'deformazzjoni multipla jitwettqu' l fuq mit-temperatura ta 'rikristallizzazzjoni. Il-folja tal-liga bbażata fuq in-Nickel- hija prodotta permezz ta 'proċess ta' rolling u tkessiħ ikkontrollat, b'temperatura finali ta 'l-irrumblar ta' 950-1000 grad u rata ta 'tkessiħ ta' 10-15 grad / s, li tinkiseb bilanċ ottimali bejn is-saħħa (σb {= 950-1050 MPA) u l-ebusija (AKV=70-90 J).

Irrumblar kiesaħ: Il-preċiżjoni tal-wiċċ titjieb permezz ta 'deformazzjoni ta' tnaqqis għoli. Il-linja ta 'produzzjoni ta' strixxa ta 'preċiżjoni tuża gauge ta' ħxuna onlajn biex iżżomm tolleranza ta 'ħxuna fi ħdan ± 1μm u ħruxija ta' wiċċ RA inqas minn jew daqs 0.2μm, u tissodisfa r-rekwiżiti elettroniċi ta 'l-imballaġġ.

Tpinġija

Multi - tgħaddi tpinġija kiesħa flimkien ma 'ttremprar intermedju jipproduċi wajer ta' wweldjar ta 'preċiżjoni għoli-. L-użu ta 'lubrikant tan-nanografija jnaqqas il-forza ta' tpinġija b'20% -25%, u jbaxxi l-ħruxija tal-wiċċ minn RA 0.8μm għal taħt RA 0.2μm, u tnaqqas ir-rata ta 'xquq tal-weldjatura għal inqas minn 0.1%.

 

Trattament tas-sħana

It-trattament tas-sħana jibdel il-mikrostruttura tal-liga permezz ta 'ċiklu ta' tkessiħ ta 'tisħin - u huwa pass ewlieni fl-ottimizzazzjoni tal-prestazzjoni:

Trattament tas-Soluzzjoni

Saħħan il-liga sa 1100-1150 grad u żomm għal 1-2 sigħat biex tħoll kompletament il-fażi preċipitata. Pereżempju, wara t-trattament tas-soluzzjoni, liga tan-nikil N6 għandha titjib ta '30% fl-uniformità tad-daqs tal-qamħ u żieda ta '15% -20% fid-duttilità u l-ebusija.

Trattament li qed tixjieħ

Żomm il-liga fuq 700 - 850 grad għal 12 - 24 siegħa biex tippromwovi l-preċipitazzjoni tal-fażi. Two - trattament ta 'tixjiħ ta' stadju (760 grad għal 8 sigħat + 620 grad għal 16-il siegħa) għal ligi tax-xafra tal-magna tal-ajru jiksbu saħħa ta 'reżistenza b'temperatura għolja ta' 600-700 MPa, żieda ta '30% -40% meta mqabbla ma 'xejra ta' stadju wieħed.

Trattament krijoġeniku

It-trattament tan-nitroġenu likwidu fi -196 grad jelimina l-austenite miżmum. It-trattament krijoġeniku tal-komponenti tal-pjattaforma barra mill-kosta jtejjeb l-istabbiltà dimensjonali b'40% -50%, ir-reżistenza għall-ilbies b'25% -30%, u l-ħajja tas-servizz b'aktar minn 20 sena.

 

Spezzjoni tal-kwalità

Minn materja prima għal prodotti lesti, il-kwalità hija assigurata permezz ta 'livelli multipli ta' ttestjar:

Analiżi kimika: Spark Direct - Spettrometri ta 'emissjoni huma wżati biex janalizzaw malajr il-kompożizzjoni, bi varjazzjonijiet ikkontrollati fi ħdan ± 0.01%.

Eżami Metallografiku: Id-diffrazzjoni tal-backscatter tal-elettroni (EBSD) tintuża biex tanalizza l-orjentazzjoni tal-qamħ u tiżgura li r-rati ta 'creep tat-temperatura għoljin - jissodisfaw l-istandards.

Ittestjar distruttiv mhux -: CT Industrijali jiskopri difetti interni b'sensittività sa 0.02 mm (Ø), u rata ta 'miss difett ta' inqas minn 0.1%.

Wara li tgħaddi l-ispezzjoni, il-prodott finali huwa vakwu - ippakkjat u umdità - proved biex tiżgura prestazzjoni stabbli waqt it-trasport.

 

Il-produzzjoni tal-liga tan-nikil tinsab fl-intersezzjoni tax-xjenza tal-materjali, l-inġinerija metallurġika, u l-manifattura ta 'preċiżjoni. Il-qalba tagħha tinsab fil-kisba ta 'taqbila preċiża bejn il-kompożizzjoni, l-istruttura, u l-proprjetajiet permezz ta' kontroll tal-proċess ta 'livell multi -. Hekk kif ir-rekwiżiti tal-prestazzjoni materjali jkomplu jiżdiedu fl-ajruspazju, enerġija ġdida, u oqsma oħra, l-ipproċessar tal-liga tan-nikil qed jevolvi lejn purità ogħla, daqs ifjen tal-qamħ, u stabbiltà termali mtejba.