Χυτοσίδηρος - ρευστότητα
Τα καλύμματα αποχέτευσης είναι ένα τόσο δυσδιάκριτο μέρος του καθημερινού μας περιβάλλοντος που λίγοι άνθρωποι τα προσέχουν. Ο λόγος που ο χυτοσίδηρος έχει τόσο μεγάλο και ευρύ φάσμα χρήσεων οφείλεται κυρίως στην εξαιρετική ρευστότητά του και στην ευκολία χύτευσης σε διάφορα πολύπλοκα σχήματα. Ο χυτοσίδηρος είναι στην πραγματικότητα το όνομα που δίνεται σε ένα μείγμα στοιχείων που περιλαμβάνει άνθρακα, πυρίτιο και σίδηρο. Όσο υψηλότερη είναι η περιεκτικότητα σε άνθρακα, τόσο καλύτερα είναι τα χαρακτηριστικά ροής κατά τη χύτευση. Ο άνθρακας εμφανίζεται εδώ σε δύο μορφές, γραφίτη και καρβίδιο σιδήρου.
Η παρουσία γραφίτη στο χυτοσίδηρο δίνει στα καλύμματα αποχέτευσης εξαιρετική αντοχή στη φθορά. Η σκουριά εμφανίζεται γενικά μόνο στο πιο εξωτερικό στρώμα, επομένως είναι συνήθως γυαλισμένο. Ακόμα κι έτσι, εξακολουθούν να υπάρχουν ειδικά μέτρα για την πρόληψη της σκουριάς κατά τη διαδικασία έκχυσης, δηλαδή, προστίθεται ένα στρώμα ασφαλτικής επίστρωσης στην επιφάνεια του χυτού και η άσφαλτος διεισδύει στους πόρους της επιφάνειας από χυτοσίδηρο για να αποτρέψει τη σκουριά. Η παραδοσιακή διαδικασία παραγωγής υλικών χύτευσης άμμου χρησιμοποιείται πλέον από πολλούς σχεδιαστές σε άλλους νεότερους και πιο ενδιαφέροντες τομείς.
Ιδιότητες υλικού: εξαιρετική ρευστότητα, χαμηλό κόστος, καλή αντοχή στη φθορά, χαμηλή συρρίκνωση στερεοποίησης, πολύ εύθραυστο, υψηλή αντοχή σε θλίψη, καλή μηχανική ικανότητα.
Τυπικές χρήσεις: Ο χυτοσίδηρος χρησιμοποιείται εδώ και εκατοντάδες χρόνια σε τομείς όπως κτίρια, γέφυρες, μηχανολογικά εξαρτήματα, οικιακά και μαγειρικά σκεύη.
2 από ανοξείδωτο χάλυβα - ανοξείδωτη αγάπη
Ο ανοξείδωτος χάλυβας είναι ένα κράμα που κατασκευάζεται με την ενσωμάτωση χρωμίου, νικελίου και ορισμένων άλλων μεταλλικών στοιχείων στον χάλυβα. Το χαρακτηριστικό του που δεν σκουριάζει προέρχεται από το χρώμιο στο κράμα. Το χρώμιο σχηματίζει ένα σταθερό, αυτοθεραπευόμενο φιλμ οξειδίου του χρωμίου στην επιφάνεια του κράματος, το οποίο είναι αόρατο με γυμνά μάτια μας. Η αναλογία ανοξείδωτου χάλυβα και νικελίου που συνήθως αναφερόμαστε είναι γενικά 18:10. Ο όρος "ανοξείδωτος χάλυβας" δεν αναφέρεται απλώς σε ένα είδος ανοξείδωτου χάλυβα, αλλά αναφέρεται σε περισσότερα από εκατό είδη βιομηχανικών ανοξείδωτων χάλυβων και κάθε αναπτυγμένος ανοξείδωτος χάλυβας έχει καλή απόδοση στο συγκεκριμένο πεδίο εφαρμογής του.
Στις αρχές του 20ου αιώνα, ο ανοξείδωτος χάλυβας εισήχθη στον τομέα του σχεδιασμού προϊόντων και οι σχεδιαστές ανέπτυξαν πολλά νέα προϊόντα γύρω από την σκληρότητα και τις αντιδιαβρωτικές του ιδιότητες, που αφορούσαν πολλούς τομείς που δεν είχαν εμπλακεί ποτέ πριν. Αυτή η σειρά σχεδιαστικών προσπαθειών είναι πολύ επαναστατική. Για παράδειγμα, για πρώτη φορά στην ιατρική βιομηχανία, εμφανίστηκαν συσκευές που μπορούν να επαναχρησιμοποιηθούν μετά την αποστείρωση.
Ο ανοξείδωτος χάλυβας χωρίζεται σε τέσσερις κύριους τύπους: ωστενιτικό, φερριτικό, φερριτικό-ωστενιτικό (σύνθετο), μαρτενσιτικό. Ο ανοξείδωτος χάλυβας που χρησιμοποιείται σε είδη οικιακής χρήσης είναι βασικά ωστενιτικός.
Ιδιότητες υλικού: υγειονομική περίθαλψη, αντιδιαβρωτική, λεπτή επιφανειακή επεξεργασία, υψηλή ακαμψία, μπορεί να σχηματιστεί με διάφορες τεχνικές επεξεργασίας και είναι δύσκολη η κρύα επεξεργασία.
Τυπική χρήση: Μεταξύ των κοινώς χρησιμοποιούμενων πρωτογενών έγχρωμων ανοξείδωτων χάλυβων, ο ωστενιτικός ανοξείδωτος χάλυβας είναι το πιο κατάλληλο χρωστικό υλικό, το οποίο μπορεί να αποκτήσει ικανοποιητική χρωματική εμφάνιση και σχήμα. Ο ωστενιτικός ανοξείδωτος χάλυβας χρησιμοποιείται κυρίως σε διακοσμητικά οικοδομικά υλικά, οικιακά προϊόντα, βιομηχανικούς σωλήνες και κτιριακές κατασκευές. Ο μαρτενσιτικός ανοξείδωτος χάλυβας χρησιμοποιείται κυρίως για την κατασκευή μαχαιριών και λεπίδων τουρμπίνας. Ο φερριτικός ανοξείδωτος χάλυβας είναι ανθεκτικός στη διάβρωση και χρησιμοποιείται κυρίως σε ανθεκτικά πλυντήρια ρούχων και σε εξαρτήματα λέβητα. Ο σύνθετος ανοξείδωτος χάλυβας έχει ισχυρότερη αντοχή στη διάβρωση, επομένως χρησιμοποιείται συχνά σε επιθετικά περιβάλλοντα.
3 ψευδάργυρος - 730 λίβρες σε μια ζωή
Ο ψευδάργυρος, ασημί και μπλε-γκρι, είναι το τρίτο πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο μη σιδηρούχο μέταλλο μετά το αλουμίνιο και τον χαλκό. Μια στατιστική από το Γραφείο Ορυχείων των ΗΠΑ δείχνει ότι ένας μέσος άνθρωπος καταναλώνει συνολικά 331 κιλά ψευδάργυρου στη διάρκεια της ζωής του. Ο ψευδάργυρος έχει πολύ χαμηλό σημείο τήξης, επομένως είναι επίσης ένα ιδανικό υλικό χύτευσης.
Η χύτευση ψευδαργύρου είναι πολύ διαδεδομένη στην καθημερινή μας ζωή: υλικά κάτω από την επιφάνεια λαβών θυρών, βρύσες, ηλεκτρονικά εξαρτήματα κ.λπ. Ο ψευδάργυρος έχει εξαιρετικά υψηλή αντοχή στη διάβρωση, γεγονός που τον κάνει να έχει μια άλλη πιο βασική λειτουργία, δηλαδή ως υλικό επικάλυψης επιφανειών για χάλυβα. Εκτός από τις παραπάνω λειτουργίες, ο ψευδάργυρος είναι επίσης ένα υλικό κράματος που συνδυάζεται με χαλκό για να σχηματίσει ορείχαλκο. Οι αντιδιαβρωτικές του ιδιότητες δεν ισχύουν μόνο για επιστρώσεις επιφανειών από χάλυβα – βοηθά επίσης στην ενίσχυση του ανθρώπινου ανοσοποιητικού συστήματος.
Ιδιότητες υλικού: υγειονομική περίθαλψη, αντιδιαβρωτικό, εξαιρετική ικανότητα χύτευσης, εξαιρετική αντιδιαβρωτική, υψηλή αντοχή, υψηλή σκληρότητα, φθηνές πρώτες ύλες, χαμηλό σημείο τήξης, αντοχή σε ερπυσμό, εύκολο σχηματισμό κραμάτων με άλλα μέταλλα, υγειονομική περίθαλψη, σε θερμοκρασία δωματίου Εύθραυστο , όλκιμο στους 100 βαθμούς Κελσίου περίπου.
Τυπική χρήση: εξαρτήματα ηλεκτρονικών προϊόντων. Ο ψευδάργυρος είναι ένα από τα υλικά κραμάτων που σχηματίζουν μπρούτζο. Ο ψευδάργυρος έχει επίσης υγιεινές και αντιδιαβρωτικές ιδιότητες. Επιπλέον, ο ψευδάργυρος χρησιμοποιείται επίσης σε υλικά στέγης, δίσκους χάραξης φωτογραφιών, κεραίες κινητών τηλεφώνων και συσκευές κλείστρου σε κάμερες.
4 Αλουμίνιο (Al) - ένα σύγχρονο υλικό
Σε σύγκριση με τον χρυσό, ο οποίος χρησιμοποιείται εδώ και 9,000 χρόνια, το αλουμίνιο, αυτό το γαλαζωπό λευκό μέταλλο, μπορεί να θεωρηθεί μόνο ως ένα από τα μεταλλικά υλικά. Το αλουμίνιο βγήκε και ονομάστηκε στις αρχές του 18ου αιώνα. Σε αντίθεση με άλλα μεταλλικά στοιχεία, το αλουμίνιο δεν υπάρχει στη φύση με τη μορφή απευθείας μεταλλικών στοιχείων, αλλά εξάγεται από βωξίτη που περιέχει 50 τοις εκατό αλουμίνα (επίσης γνωστό ως βωξίτης). Το αλουμίνιο σε αυτή τη μορφή ορυκτού είναι επίσης ένα από τα πιο άφθονα μεταλλικά στοιχεία στον πλανήτη μας.
Όταν πρωτοεμφανίστηκε το μεταλλικό αλουμίνιο, δεν εφαρμόστηκε αμέσως στη ζωή των ανθρώπων. Αργότερα, κυκλοφόρησε σταδιακά μια παρτίδα νέων προϊόντων που στόχευαν στις μοναδικές λειτουργίες και χαρακτηριστικά του και αυτό το υψηλής τεχνολογίας υλικό απέκτησε σταδιακά μια ολοένα και ευρύτερη αγορά. Αν και το ιστορικό εφαρμογής του αλουμινίου είναι σχετικά σύντομο, η παραγωγή προϊόντων αλουμινίου στην αγορά έχει υπερβεί κατά πολύ το άθροισμα άλλων προϊόντων μη σιδηρούχων μετάλλων.
Ιδιότητες υλικού: εύκαμπτο και πλαστικό, εύκολο στην κατασκευή κραμάτων, υψηλή αναλογία αντοχής προς βάρος, εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση, εύκολο στη μεταφορά ηλεκτρικής ενέργειας και θερμότητας και ανακυκλώσιμο.
Τυπικές χρήσεις: Σκελετοί οχημάτων, εξαρτήματα αεροσκαφών, κουζινικά σκεύη, συσκευασίες και έπιπλα. Το αλουμίνιο χρησιμοποιείται επίσης συχνά για την ενίσχυση ορισμένων μεγάλων κτιριακών κατασκευών, όπως το άγαλμα του Έρως στο τσίρκο Piccadilly στο Λονδίνο και η κορυφή του κτιρίου Chrysler Automobile στη Νέα Υόρκη, τα οποία έχουν ενισχυθεί όλα με αλουμίνιο.
5 κράμα μαγνησίου - εξαιρετικά λεπτή αισθητική σχεδίαση
Το μαγνήσιο είναι ένα εξαιρετικά σημαντικό μη σιδηρούχο μέταλλο. Είναι ελαφρύτερο από το αλουμίνιο και μπορεί να σχηματίσει κράματα υψηλής αντοχής με άλλα μέταλλα. Τα κράματα μαγνησίου έχουν ελαφρύ ειδικό βάρος, υψηλή ειδική αντοχή και ειδική ακαμψία, καλή θερμική αγωγιμότητα και καλή μείωση της απόσβεσης. Απόδοση κραδασμών και ηλεκτρομαγνητικής θωράκισης, εύκολη επεξεργασία και χύτευση, εύκολη ανακύκλωση και άλλα πλεονεκτήματα. Αλλά για μεγάλο χρονικό διάστημα, λόγω της υψηλής τιμής και των τεχνικών περιορισμών, το μαγνήσιο και τα κράματα μαγνησίου χρησιμοποιούνται μόνο σε μικρή ποσότητα στην αεροπορία, την αεροδιαστημική και τη στρατιωτική βιομηχανία, επομένως ονομάζονται "ευγενή μέταλλα". Το μαγνήσιο είναι τώρα το τρίτο μεγαλύτερο υλικό μηχανικής μετάλλων μετά το χάλυβα και το αλουμίνιο και χρησιμοποιείται ευρέως στην αεροδιαστημική, τα αυτοκίνητα, τα ηλεκτρονικά, τις κινητές επικοινωνίες, τη μεταλλουργία και άλλους τομείς. Αναμένεται ότι η σημασία του μετάλλου μαγνησίου θα γίνει μεγαλύτερη στο μέλλον λόγω της αύξησης του κόστους παραγωγής άλλων δομικών μετάλλων.
Η αναλογία του κράματος μαγνησίου είναι 68 τοις εκατό του κράματος αλουμινίου, 27 τοις εκατό του κράματος ψευδαργύρου και 23 τοις εκατό του χάλυβα. Χρησιμοποιείται συχνά σε ανταλλακτικά αυτοκινήτων, κελύφη προϊόντων 3C, δομικά υλικά κ.λπ. Τα περισσότερα εξαιρετικά λεπτά περιβλήματα φορητών υπολογιστών και κινητών τηλεφώνων είναι κατασκευασμένα από κράματα μαγνησίου.
Η αντοχή στη διάβρωση του κράματος μαγνησίου είναι 8 φορές μεγαλύτερη από αυτή του ανθρακούχου χάλυβα, 4 φορές μεγαλύτερη από αυτή του κράματος αλουμινίου και περισσότερο από 10 φορές εκείνη του πλαστικού. Η αντοχή του στη διάβρωση είναι η καλύτερη μεταξύ των κραμάτων. Τα συνήθως χρησιμοποιούμενα κράματα μαγνησίου είναι μη εύφλεκτα, ειδικά όταν χρησιμοποιούνται σε εξαρτήματα αυτοκινήτων και μοτοσικλετών και δομικά υλικά, τα οποία μπορούν να αποφύγουν τη στιγμιαία καύση. Το μεγαλύτερο μέρος των πρώτων υλών μαγνησίου εξάγεται από το θαλασσινό νερό, επομένως οι πόροι του είναι σταθεροί και επαρκείς.
Ιδιότητες υλικού: ελαφριά δομή, υψηλή ακαμψία και αντοχή στην κρούση, εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση, καλή θερμική αγωγιμότητα και ηλεκτρομαγνητική θωράκιση, καλή μη αναφλεξιμότητα, κακή αντοχή στη θερμότητα και εύκολη ανακύκλωση.
Τυπική εφαρμογή: Χρησιμοποιείται ευρέως στην αεροδιαστημική, την αυτοκινητοβιομηχανία, την ηλεκτρονική, την κινητή επικοινωνία, τη μεταλλουργία και άλλους τομείς.
6 Χάλκινο - Ο φίλος του ανθρώπου
Ο χαλκός είναι ένα απίστευτα ευέλικτο μέταλλο που σχετίζεται τόσο στενά με τη ζωή μας. Πολλά από τα πρώτα εργαλεία και τα όπλα της ανθρωπότητας ήταν κατασκευασμένα από χαλκό. Η λατινική του ονομασία «cuprum» προήλθε από μια θέση που ονομάζεται Κύπρος, που είναι ένα νησί πλούσιο σε πόρους χαλκού. Οι άνθρωποι χρησιμοποίησαν τη συντομογραφία του ονόματος του νησιού Cu για να ονομάσουν αυτό το μεταλλικό υλικό, έτσι ο χαλκός έχει την τρέχουσα κωδική ονομασία.
Ο χαλκός παίζει πολύ σημαντικό ρόλο στη σύγχρονη κοινωνία: χρησιμοποιείται εκτενώς σε αρχιτεκτονικές κατασκευές, ως φορέας για τη μετάδοση της ηλεκτρικής ενέργειας και έχει χρησιμοποιηθεί από ανθρώπους πολλών διαφορετικών πολιτισμών για χιλιάδες χρόνια ως πρώτη ύλη για τη διακόσμηση του σώματος. Αυτό το ελατό, πορτοκαλοκόκκινο μέταλλο έχει εξελιχθεί μαζί μας, από τις απλές αρχές του στην αποκωδικοποίηση μεταδόσεων έως τον κεντρικό του ρόλο σε πολύπλοκες σύγχρονες εφαρμογές επικοινωνιών. Ο χαλκός είναι ένας εξαιρετικός αγωγός, δεύτερος μόνο μετά το ασήμι στην ηλεκτρική του αγωγιμότητα. Από τη σκοπιά της χρονικής ιστορίας των ανθρώπων που χρησιμοποιούν μεταλλικά υλικά, ο χαλκός είναι το μέταλλο που έχει χρησιμοποιηθεί περισσότερο από τους ανθρώπους μετά τον χρυσό. Αυτό οφείλεται σε μεγάλο βαθμό επειδή ο χαλκός εξορύσσεται εύκολα και η βιομηχανία χαλκού είναι σχετικά εύκολο να διαχωριστεί από τον χαλκό.
Ιδιότητες υλικού: πολύ καλή αντοχή στη διάβρωση, εξαιρετική θερμική αγωγιμότητα, ηλεκτρική αγωγιμότητα, σκληρό, εύκαμπτο, όλκιμο, μοναδικό αποτέλεσμα μετά το γυάλισμα.
Τυπικές χρήσεις: ηλεκτρικά καλώδια, πηνία κινητήρα, τυπωμένα κυκλώματα, υλικά στέγης, υδραυλικά υλικά, θερμαντικά υλικά, κοσμήματα, μαγειρικά σκεύη. Είναι επίσης ένα από τα κύρια συστατικά κραμάτων για την κατασκευή μπρούτζου.
7 Chrome - Φινίρισμα υψηλής φινιρίσματος
Η πιο κοινή μορφή χρωμίου χρησιμοποιείται στον ανοξείδωτο χάλυβα ως στοιχείο κράματος για την αύξηση της σκληρότητας του ανοξείδωτου χάλυβα. Οι διαδικασίες επιχρωμίωσης γενικά χωρίζονται σε τρεις τύπους: διακοσμητική επιμετάλλωση, σκληρή επιχρωμίωση και επίστρωση μαύρου χρωμίου. Η επιχρωμίωση χρησιμοποιείται ευρέως στον τομέα της μηχανικής. Η διακοσμητική επίστρωση χρωμίου χρησιμοποιείται συνήθως ως το πιο εξωτερικό στρώμα στο εξωτερικό του στρώματος νικελίου. Η επιμετάλλωση έχει ένα λεπτό και λεπτό γυαλιστικό αποτέλεσμα που μοιάζει με καθρέφτη. Ως διακοσμητική διαδικασία μετεπεξεργασίας, το πάχος της επιχρωμίωσης είναι μόνο 0,006 mm. Όταν σχεδιάζετε να χρησιμοποιήσετε τη διαδικασία επιχρωμίωσης, οι κίνδυνοι αυτής της διαδικασίας πρέπει να λαμβάνονται πλήρως υπόψη. Η τάση του εξασθενούς διακοσμητικού χρωμίου νερού να αντικαθίσταται από νερό τρισθενούς χρωμίου γίνεται όλο και πιο εμφανής, επειδή το πρώτο είναι πολύ καρκινογόνο, ενώ το δεύτερο θεωρείται σχετικά λιγότερο τοξικό.
Ιδιότητες υλικού: πολύ υψηλό φινίρισμα, εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση, σκληρό και ανθεκτικό, εύκολο να καθαριστεί, χαμηλός συντελεστής τριβής.
Τυπικές χρήσεις: Η διακοσμητική επιχρωμίωση είναι το υλικό επίστρωσης για πολλά εξαρτήματα αυτοκινήτων, συμπεριλαμβανομένων των λαβών θυρών και των προφυλακτήρων. Επιπλέον, το χρώμιο χρησιμοποιείται επίσης σε ανταλλακτικά ποδηλάτων, βρύσες μπάνιου και έπιπλα, μαγειρικά σκεύη, επιτραπέζια σκεύη κ.λπ. Η σκληρή επιχρωμίωση χρησιμοποιείται περισσότερο σε βιομηχανικούς τομείς, συμπεριλαμβανομένης της μνήμης τυχαίας πρόσβασης σε μπλοκ ελέγχου εργασιών, εξαρτημάτων κινητήρα τζετ, πλαστικών καλουπιών, και αμορτισέρ. Η μαύρη επιχρωμίωση χρησιμοποιείται κυρίως για διακόσμηση μουσικών οργάνων και αξιοποίηση ηλιακής ενέργειας.
8 τιτάνιο - ελαφρύ και ισχυρό
Το τιτάνιο είναι ένα πολύ ιδιαίτερο μέταλλο, το οποίο είναι πολύ ελαφρύ στην υφή, αλλά πολύ σκληρό και ανθεκτικό στη διάβρωση, και διατηρεί το δικό του χρώμα για ζωή σε θερμοκρασία δωματίου. Το σημείο τήξης του τιτανίου είναι παρόμοιο με αυτό της πλατίνας, επομένως χρησιμοποιείται συχνά στην αεροδιαστημική και στρατιωτικά εξαρτήματα ακριβείας. Μετά την προσθήκη ηλεκτρικού ρεύματος και χημικής επεξεργασίας, θα παραχθούν διαφορετικά χρώματα. Το τιτάνιο έχει εξαιρετική αντοχή στην όξινη και αλκαλική διάβρωση. Το τιτάνιο εμποτισμένο σε "aqua regia" για αρκετά χρόνια εξακολουθεί να είναι λαμπερό και λαμπερό. Εάν προστεθεί τιτάνιο στον ανοξείδωτο χάλυβα, προστίθεται μόνο περίπου ένα τοις εκατό, γεγονός που βελτιώνει σημαντικά την αντοχή στη σκουριά.
Το τιτάνιο έχει εξαιρετικά χαρακτηριστικά όπως χαμηλή πυκνότητα, αντοχή σε υψηλή θερμοκρασία και αντοχή στη διάβρωση. Η πυκνότητα του κράματος τιτανίου είναι η μισή από αυτή του χάλυβα και η αντοχή είναι σχεδόν ίδια με του χάλυβα. το τιτάνιο είναι ανθεκτικό σε υψηλές και χαμηλές θερμοκρασίες. Μπορεί να διατηρήσει υψηλή αντοχή σε μεγάλο εύρος θερμοκρασίας -253 βαθμών ~500 βαθμών . Αυτά τα πλεονεκτήματα είναι ακριβώς αυτά που πρέπει να έχει το διαστημικό μέταλλο. Τα κράματα τιτανίου είναι καλά υλικά για την κατασκευή περιβλημάτων κινητήρων πυραύλων, τεχνητών δορυφόρων και διαστημικών σκαφών και είναι γνωστά ως "διαστημικά μέταλλα".
Το τιτάνιο είναι ένα καθαρό μέταλλο. Λόγω του "καθαρού" του μετάλλου τιτανίου, δεν θα συμβεί καμία χημική αντίδραση όταν οι ουσίες έρθουν σε επαφή με αυτό. Δηλαδή, επειδή το τιτάνιο έχει υψηλή αντοχή στη διάβρωση και υψηλή σταθερότητα, δεν θα επηρεάσει την ουσία του μετά από μακροχρόνια επαφή με τους ανθρώπους, επομένως δεν θα προκαλέσει αλλεργίες στον άνθρωπο. Είναι το μόνο που δεν έχει καμία επίδραση στα αυτόνομα νεύρα και τη γεύση του ανθρώπου. Τα μέταλλα είναι γνωστά ως «βιοφιλικά μέταλλα».
Το μεγαλύτερο μειονέκτημα του τιτανίου είναι ότι είναι δύσκολο να τελειοποιηθεί. Αυτό οφείλεται κυρίως στο ότι το τιτάνιο μπορεί να συνδυαστεί με οξυγόνο, άνθρακα, άζωτο και πολλά άλλα στοιχεία σε υψηλές θερμοκρασίες.
Ιδιότητες υλικού: πολύ υψηλή αντοχή, εξαιρετική αντίσταση στη διάβρωση προς βάρος, δύσκολη στην ψυχρή εργασία, καλή συγκολλησιμότητα, περίπου 40 τοις εκατό ελαφρύτερο από τον χάλυβα, 60 τοις εκατό βαρύτερο από το αλουμίνιο, χαμηλή ηλεκτρική αγωγιμότητα, χαμηλός ρυθμός θερμικής διαστολής, υψηλό σημείο τήξης.
Τυπικές χρήσεις: μπαστούνια γκολφ, ρακέτες τένις, φορητοί υπολογιστές, κάμερες, αποσκευές, χειρουργικά εμφυτεύματα, σκελετοί αεροσκαφών, χημικά εργαλεία και ναυτιλιακός εξοπλισμός. Επιπλέον, το τιτάνιο χρησιμοποιείται επίσης ως λευκή χρωστική ουσία για χαρτί, ζωγραφική και πλαστικά.
Διαδικασία Επεξεργασίας Επιφανειών Μετάλλου
1. Εισαγωγή στη διαδικασία επεξεργασίας επιφανειών
Η διαδικασία χρήσης σύγχρονης φυσικής, χημείας, μεταλλουργίας και θερμικής επεξεργασίας για την αλλαγή της κατάστασης και των ιδιοτήτων της επιφάνειας του εξαρτήματος, έτσι ώστε να μπορεί να συνδυαστεί βέλτιστα με το υλικό πυρήνα για να επιτευχθούν οι προκαθορισμένες απαιτήσεις απόδοσης, ονομάζεται διαδικασία επιφανειακής επεξεργασίας .
Ο ρόλος της επιφανειακής επεξεργασίας:
(1) Βελτιώστε την αντοχή στη διάβρωση της επιφάνειας και την αντοχή στη φθορά, επιβραδύνετε, εξαλείψτε και επισκευάστε τις αλλαγές και τις ζημιές στην επιφάνεια του υλικού.
(2) Κάντε τα συνηθισμένα υλικά να αποκτήσουν επιφάνειες με ειδικές λειτουργίες.
(3) Εξοικονομήστε ενέργεια, μειώστε το κόστος και βελτιώστε το περιβάλλον.
2. Ταξινόμηση διεργασιών επεξεργασίας επιφανειών μετάλλων
εικόνα
Μπορεί να χωριστεί σε 4 κατηγορίες συνολικά: τεχνολογία τροποποίησης επιφάνειας, τεχνολογία κραμάτων επιφανειών, τεχνολογία επίστρωσης μετατροπής επιφάνειας και τεχνολογία επιφανειακής επίστρωσης.
1. Τεχνολογία τροποποίησης επιφάνειας
1. Επιφανειακό σβήσιμο
Το επιφανειακό σβήσιμο αναφέρεται σε μια μέθοδο θερμικής επεξεργασίας που χρησιμοποιεί ταχεία θέρμανση για να ωστείνει το επιφανειακό στρώμα και στη συνέχεια το σβήνει για να ενισχύσει την επιφάνεια του εξαρτήματος χωρίς να αλλάξει τη χημική σύνθεση και τη δομή του πυρήνα του χάλυβα.
Οι κύριες μέθοδοι σβέσης της επιφάνειας είναι η σβέση με φλόγα και η επαγωγική θέρμανση. Πηγές θερμότητας που χρησιμοποιούνται συνήθως είναι φλόγες όπως το οξυακετυλένιο ή το οξυπροπάνιο.
2. Ενίσχυση επιφάνειας με λέιζερ
Η ενίσχυση της επιφάνειας με λέιζερ είναι η χρήση μιας εστιασμένης ακτίνας λέιζερ για να πυροβολήσει την επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας, να θερμάνει το εξαιρετικά λεπτό υλικό στην επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας σε θερμοκρασία πάνω από τη θερμοκρασία μετάβασης φάσης ή το σημείο τήξης σε πολύ σύντομο χρονικό διάστημα και να το ψύχει σε πολύ σύντομο χρονικό διάστημα για να σκληρύνει την επιφάνεια του τεμαχίου κατεργασίας ενισχύσει.
εικόνα
Η ενίσχυση της επιφάνειας με λέιζερ μπορεί να χωριστεί σε επεξεργασία ενίσχυσης μετασχηματισμού φάσης λέιζερ, επεξεργασία κραμάτων επιφάνειας λέιζερ και επεξεργασία επένδυσης λέιζερ.
εικόνα
Η ζώνη ενίσχυσης της επιφάνειας με λέιζερ που επηρεάζεται από τη θερμότητα είναι μικρή, η παραμόρφωση είναι μικρή και η λειτουργία είναι βολική. Χρησιμοποιείται κυρίως για τοπικά ενισχυμένα εξαρτήματα, όπως μήτρες τυφλών, στροφαλοφόρους άξονες, έκκεντρα, εκκεντροφόρους άξονες, άξονες σπειρών, ράγες οδηγών οργάνων ακριβείας, εργαλεία από χάλυβα υψηλής ταχύτητας, γρανάζια και κινητήρες εσωτερικής καύσης. Επενδύσεις κυλίνδρων κ.λπ.
3. Πυροβολισμός
Το Shot Peening είναι μια τεχνολογία που ψεκάζει μεγάλο αριθμό βλημάτων υψηλής ταχύτητας στην επιφάνεια του εξαρτήματος, όπως αμέτρητα μικρά σφυριά που σφυρίζουν τη μεταλλική επιφάνεια, έτσι ώστε η επιφάνεια και το υπόβαθρο του εξαρτήματος να υποστούν κάποια πλαστική παραμόρφωση για να επιτευχθεί ενίσχυση.
εικόνα
αποτέλεσμα:
(1) Βελτιώστε τη μηχανική αντοχή και την αντοχή στη φθορά, την αντοχή στην κόπωση και την αντίσταση στη διάβρωση των εξαρτημάτων.
(2) Χρησιμοποιείται για την επίστρωση και την αφαίρεση αλάτων.
(3) Εξαλείψτε την υπολειπόμενη τάση των εξαρτημάτων χύτευσης, σφυρηλάτησης και συγκόλλησης κ.λπ.
4. Κυλιόμενο
Η κύλιση είναι η χρήση σκληρών κυλίνδρων ή κυλίνδρων για να πιέσετε την επιφάνεια του περιστρεφόμενου τεμαχίου εργασίας σε θερμοκρασία δωματίου και να μετακινηθείτε κατά μήκος της κατεύθυνσης της γεννήτριας για να παραμορφωθεί πλαστικά και να σκληρύνει την επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας για να αποκτήσετε μια ακριβή, λεία και ενισχυμένη επιφάνεια ή επιφάνεια. θεραπεία με συγκεκριμένα μοτίβα. σκάφος.
εικόνα
Εφαρμογή: μέρη με σχετικά απλά σχήματα όπως κυλινδρικές επιφάνειες, κωνικές επιφάνειες και επίπεδα.
5. Σχέδιο
Το σχέδιο σύρματος αναφέρεται στη μέθοδο επιφανειακής επεξεργασίας που κάνει το μέταλλο να περάσει με δύναμη μέσα από το καλούπι υπό την επίδραση εξωτερικής δύναμης, συμπιέζεται η μεταλλική περιοχή διατομής και προκύπτει το επιθυμητό σχήμα και μέγεθος επιφάνειας διατομής, το οποίο ονομάζεται διαδικασία τραβήγματος μεταλλικού σύρματος.
εικόνα
Το σχέδιο μπορεί να γίνει σε ίσιο κόκκο, χαοτικό κόκκο, κυματοειδές και στροβιλιζόμενο κόκκο σύμφωνα με τις ανάγκες διακόσμησης.
Διάφορα είδη.
6. Γυάλισμα
Το γυάλισμα είναι μια μέθοδος φινιρίσματος για την τροποποίηση της επιφάνειας των εξαρτημάτων. Γενικά, μόνο μια λεία επιφάνεια μπορεί να επιτευχθεί και η αρχική ακρίβεια επεξεργασίας δεν μπορεί να βελτιωθεί ή ακόμη και να διατηρηθεί. Ανάλογα με τις συνθήκες προεπεξεργασίας, η τιμή Ra μετά το γυάλισμα μπορεί να φτάσει τα 1,6~0,008μm .
εικόνα
Γενικά χωρίζεται σε μηχανική στίλβωση και χημική στίλβωση.
Εικόνα] [εικόνα
2. Τεχνολογία κραμάτων επιφάνειας
χημική θερμική επεξεργασία επιφανειών
Μια τυπική διαδικασία τεχνολογίας επιφανειακών κραμάτων είναι η χημική θερμική επεξεργασία επιφανειών. Είναι μια διαδικασία θερμικής επεξεργασίας που τοποθετεί το τεμάχιο εργασίας σε ένα συγκεκριμένο μέσο για θέρμανση και διατήρηση της θερμότητας, έτσι ώστε τα ενεργά άτομα στο μέσο να μπορούν να διεισδύσουν στην επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας για να αλλάξουν τη χημική σύνθεση και τη δομή της επιφάνειας του τεμαχίου εργασίας. και μετά αλλάξτε την απόδοσή του.
εικόνα
Σε σύγκριση με την επιφανειακή σβέση, η χημική επιφανειακή θερμική επεξεργασία όχι μόνο αλλάζει τη δομή της επιφάνειας του χάλυβα, αλλά αλλάζει και τη χημική του σύνθεση. Ανάλογα με τα διαφορετικά στοιχεία που διεισδύουν, η χημική θερμική επεξεργασία μπορεί να χωριστεί σε ενανθράκωση, νιτροποίηση, συνδιήθηση πολλαπλών συστατικών, διείσδυση άλλων στοιχείων κ.λπ. Η διαδικασία χημικής θερμικής επεξεργασίας περιλαμβάνει τρεις βασικές διαδικασίες αποσύνθεσης, απορρόφησης και διάχυσης.
Οι δύο κύριες μέθοδοι χημικής θερμικής επεξεργασίας επιφανειών είναι η ενανθράκωση και η νιτρίωση.
Σε συγκριση
ενανθράκωση
Εναζώτωση
Σκοπός
Βελτιώστε τη σκληρότητα της επιφάνειας, την αντοχή στη φθορά και την αντοχή σε κόπωση του τεμαχίου εργασίας, διατηρώντας παράλληλα καλή σκληρότητα στον πυρήνα.
Βελτιώστε τη σκληρότητα της επιφάνειας, την αντοχή στη φθορά και την αντοχή σε κόπωση του τεμαχίου εργασίας και βελτιώστε την αντοχή στη διάβρωση.
Ξυλεία
Χάλυβας χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα που περιέχει {{0}}.1 έως 0,25 τοις εκατό C. Όσο υψηλότερη είναι η περιεκτικότητα σε άνθρακα, τόσο χαμηλότερη είναι η σκληρότητα του πυρήνα.
Είναι χάλυβας μεσαίου άνθρακα που περιέχει Cr, Mo, Al, Ti, V.
κοινή μέθοδος
Μέθοδος ενανθράκωσης αερίου, μέθοδος ενανθράκωσης στερεών, μέθοδος ενανθράκωσης υπό κενό
Μέθοδος νιτρίωσης αερίου, μέθοδος νιτροποίησης ιόντων
θερμοκρασία
900-950 βαθμός
500-570 βαθμός
πάχος επιφάνειας
Γενικά 0.5 ~ 2mm
Όχι περισσότερο από {{0}},6~0,7mm
χρήση
Χρησιμοποιείται ευρέως σε μηχανικά μέρη αεροσκαφών, αυτοκινήτων και τρακτέρ, όπως γρανάζια, άξονες, εκκεντροφόρους κ.λπ.
Χρησιμοποιείται για εξαρτήματα που απαιτούν υψηλή αντοχή στη φθορά και ακρίβεια, καθώς και για εξαρτήματα ανθεκτικά στη θερμότητα, αντοχή στη φθορά και ανθεκτικά στη διάβρωση. Όπως ο μικρός άξονας του οργάνου, τα ελαφρά γρανάζια και οι σημαντικοί στροφαλοφόροι άξονες.
Εικόνα] [εικόνα
3. Τεχνολογία επίστρωσης μετατροπής επιφάνειας
1. Μαύρισμα και φωσφοροποίηση
μαυρισμένος:
Η διαδικασία θέρμανσης εξαρτημάτων από χάλυβα ή χάλυβα σε κατάλληλη θερμοκρασία σε υδρατμούς αέρα-νερού ή χημικές ουσίες για να σχηματιστεί ένα μπλε ή μαύρο φιλμ οξειδίου στην επιφάνεια. Γίνετε επίσης μπλε.
Φωσφοροποίηση:
Η διαδικασία κατά την οποία το τεμάχιο εργασίας (χάλυβας ή αλουμίνιο, ψευδάργυρος) βυθίζεται σε διάλυμα φωσφορώσεως (κάποιο διάλυμα με βάση το όξινο φωσφορικό) και ένα στρώμα αδιάλυτου στο νερό κρυσταλλικής μεμβράνης μετατροπής φωσφορικών εναποτίθεται στην επιφάνεια ονομάζεται φωσφοροποίηση.
2. Ανοδίωση
Αναφέρεται κυρίως στην ανοδική οξείδωση του αλουμινίου και του κράματος αλουμινίου. Η ανοδίωση είναι η βύθιση εξαρτημάτων από αλουμίνιο ή κράμα αλουμινίου σε έναν όξινο ηλεκτρολύτη και η δράση ως άνοδος υπό τη δράση ενός εξωτερικού ρεύματος για να σχηματιστεί μια αντιδιαβρωτική μεμβράνη οξειδίου που συνδυάζεται σταθερά με το υπόστρωμα στην επιφάνεια του εξαρτήματος. Αυτό το στρώμα μεμβράνης οξειδίου έχει ειδικά χαρακτηριστικά όπως προστασία, διακόσμηση, μόνωση και αντοχή στη φθορά.
εικόνα
Πριν από την ανοδίωση, πρέπει να υποβληθεί σε προεπεξεργασίες όπως γυάλισμα, απολίπανση και καθαρισμό και στη συνέχεια πρέπει να υποβληθεί σε επεξεργασία με ξέβγαλμα, χρωματισμό και σφράγιση.
Εφαρμογή: Χρησιμοποιείται συνήθως στην προστατευτική επεξεργασία ορισμένων ειδικών εξαρτημάτων αυτοκινήτων και αεροσκαφών, καθώς και στη διακοσμητική επεξεργασία χειροτεχνίας και καθημερινών προϊόντων υλικού.
εικόνα εικόνα εικόνα
4. Τεχνολογία επιφανειακής επίστρωσης
1. Θερμικός ψεκασμός
Θερμικός ψεκασμός είναι η θέρμανση και τήξη μετάλλων ή μη μεταλλικών υλικών και η συνεχής εμφύσηση συμπιεσμένου αερίου στην επιφάνεια του τεμαχίου προς κατεργασία για να σχηματιστεί μια επικάλυψη που είναι σταθερά συνδεδεμένη με το υπόστρωμα και να αποκτηθούν οι απαιτούμενες φυσικές και χημικές ιδιότητες από την επιφάνεια του το τεμάχιο εργασίας.
εικόνα
Η χρήση της τεχνολογίας θερμικού ψεκασμού μπορεί να βελτιώσει την αντοχή στη φθορά, τη διάβρωση, την αντίσταση στη θερμότητα και τη μόνωση των υλικών.
Εφαρμογές: Σχεδόν όλοι οι τομείς, συμπεριλαμβανομένων της αεροδιαστημικής, της ατομικής ενέργειας, των ηλεκτρονικών και άλλων τεχνολογιών αιχμής.
2. Επιμετάλλωση κενού
Η επιμετάλλωση κενού είναι μια διαδικασία επεξεργασίας επιφανειών που εναποθέτει διάφορες μεταλλικές και μη μεταλλικές μεμβράνες στη μεταλλική επιφάνεια με απόσταξη ή ψεκασμό υπό συνθήκες κενού.
Μια πολύ λεπτή επίστρωση επιφάνειας μπορεί να ληφθεί με επιμετάλλωση κενού και έχει τα πλεονεκτήματα της γρήγορης ταχύτητας, της καλής πρόσφυσης και των λιγότερων ρύπων.
εικόνα
Αρχή της επιμετάλλωσης σε κενό
Σύμφωνα με διαφορετικές διαδικασίες, η επιμετάλλωση υπό κενό μπορεί να χωριστεί σε εξάτμιση υπό κενό, επιμετάλλωση υπό κενό και επιμετάλλωση ιόντων κενού.
3. Επιμετάλλωση
εικόνα
Η ηλεκτρολυτική επίστρωση είναι μια ηλεκτροχημική και οξειδοαναγωγική διαδικασία. Πάρτε για παράδειγμα την επινικελίωση: το μεταλλικό μέρος βυθίζεται σε διάλυμα μεταλλικού άλατος (NiSO4) ως κάθοδος και η μεταλλική πλάκα νικελίου χρησιμοποιείται ως άνοδος. Αφού ενεργοποιηθεί η τροφοδοσία συνεχούς ρεύματος, το μεταλλικό στρώμα επινικελίωσης θα εναποτεθεί στο εξάρτημα.
Οι μέθοδοι ηλεκτρολυτικής επιμετάλλωσης χωρίζονται σε συνηθισμένη ηλεκτρολυτική και ειδική επιμετάλλωση.
Εικόνα] [εικόνα
4. Εναπόθεση ατμών
Η τεχνολογία εναπόθεσης ατμών αναφέρεται σε έναν νέο τύπο τεχνολογίας επίστρωσης που εναποθέτει ουσίες αέριας φάσης που περιέχουν στοιχεία εναπόθεσης στην επιφάνεια των υλικών με φυσικές ή χημικές μεθόδους για να σχηματίσει λεπτές μεμβράνες.
Σύμφωνα με τις διαφορετικές αρχές της διαδικασίας εναπόθεσης, οι τεχνικές εναπόθεσης ατμών μπορούν να χωριστούν σε δύο κατηγορίες: φυσική εναπόθεση ατμού (PVD) και χημική εναπόθεση ατμού (CVD).
Φυσική εναπόθεση ατμών (PVD)
Η φυσική εναπόθεση ατμού αναφέρεται στην τεχνολογία εξάτμισης υλικών σε άτομα, μόρια ή ιονισμού σε ιόντα με φυσικές μεθόδους υπό συνθήκες κενού και εναπόθεσης λεπτής μεμβράνης στην επιφάνεια των υλικών μέσω της διαδικασίας αέριας φάσης.
Οι τεχνικές φυσικής εναπόθεσης περιλαμβάνουν κυρίως τρεις βασικές μεθόδους: εξάτμιση υπό κενό, διασκορπισμό και επίστρωση ιόντων.
Η φυσική εναπόθεση ατμών έχει τα πλεονεκτήματα ενός ευρέος φάσματος υλικών υποστρώματος και υλικών μεμβράνης. απλή διαδικασία, εξοικονόμηση υλικών και χωρίς ρύπανση. η λαμβανόμενη μεμβράνη έχει ισχυρή πρόσφυση στη βάση της μεμβράνης, ομοιόμορφο πάχος μεμβράνης, συμπαγή και λιγότερες οπές.
Χρησιμοποιείται ευρέως στους τομείς των μηχανημάτων, της αεροδιαστημικής, της ηλεκτρονικής, της οπτικής και της ελαφριάς βιομηχανίας για την παρασκευή ανθεκτικών στη φθορά, ανθεκτικών στη διάβρωση, ανθεκτικών στη θερμότητα, αγώγιμων, μονωτικών, οπτικών, μαγνητικών, πιεζοηλεκτρικών, λιπαντικών, υπεραγώγιμων και άλλων λεπτών μεμβρανών.
Εναπόθεση χημικών ατμών (CVD)
Η εναπόθεση χημικών ατμών αναφέρεται σε μια μέθοδο κατά την οποία ένα μικτό αέριο αλληλεπιδρά με την επιφάνεια ενός υποστρώματος για να σχηματίσει ένα μεταλλικό ή σύνθετο φιλμ στην επιφάνεια του υποστρώματος σε μια ορισμένη θερμοκρασία.
Επειδή το φιλμ εναπόθεσης ατμών έχει καλή αντοχή στη φθορά, αντοχή στη διάβρωση, αντοχή στη θερμότητα και ειδικές ιδιότητες όπως ηλεκτρική ενέργεια και οπτική, έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως στην κατασκευή μηχανημάτων, την αεροδιαστημική, τις μεταφορές, τη χημική βιομηχανία άνθρακα και άλλους βιομηχανικούς τομείς.
