זירקוניום, מתכת נדירה עם נקודת התכה גבוהה, עמידות בפני קורוזיה, ותאימות ביולוגית מעולה, מחזיקה בעמדה בלתי ניתנת להחלפה בתעשייה הגרעינית, בחלל, מכשירים רפואיים ותחומים אחרים. עיבודו לחומר תיל משלב טכנולוגיה מתקדמת ומלאכה מדויקת. מאמר זה, המתמקד בייצור חוטי זירקוניום גבוה, יספק ניתוח מעמיק של התהליך כולו מעפרות למוצר מוגמר, תוך דימוס טכנולוגיית עיבוד זירקוניום.
I. טיהור חומרי גלם: הטרנספורמציה מעפרות ל"ספוג זירקוניום "
1. ריכוז עפרות וטיפול מקדים
מקור חומר גלם: לאחר חקר וכרייה גיאולוגית, עפרות זירקוניום (כגון זירקון) עוברות תהליכים מרובים, כולל ריסוק, הפרדה מגנטית, והנפקה, כדי להסיר זיהומים כמו סיליקון, ברזל וטיטניום, וכתוצאה מכך תרכיז זירקוניום (ZRO₂ תוכן גדול יותר או שווה ל 65%). כלור בטמפרטורה גבוהה: תרכיז זירקוניום מעורבב עם קולה וגז כלור מוצג לתנור כלור בטמפרטורה גבוהה לייצור גז זירקוניום טטרכלוריד (ZRCL₄). לאחר מכן נאסף נוזל ZRCL₄ על ידי עיבוי לטיהור ראשוני.
2. הפחתה להכנת זירקוניום ספוג
הפחתה מגנזותרמית: נוזל ZRCL₄ מגיב עם מגנזיום מותך תחת אטמוספרה גז אינרטי (טמפרטורה 900-1000 מעלות) לייצור מתכת זירקוניום דמוית ספוג (טוהר גדול או שווה ל 99.6%).
זיקוק ואקום: MGCL₂ שיורי ומגנזיום בלתי מוגבל מוסרים באמצעות זיקוק ואקום בטמפרטורה גבוהה (לחץ ואקום פחות או שווה ל- 10⁻³PA), ובסופו של דבר מניבים זירקוניום ספוג של ספוג טוהר (תכולת חמצן פחות או שווה ל 500 ppm, קשיות פחותה מ- 100HB). II. נמס וליהוק: מ"ספוג "ל"טילי זירקוניום"
1. התכה של קשת ואקום (var)
ציוד וטכנולוגיה: באמצעות תנור קשת ואקום (ואקום פחות או שווה ל 5 × 10⁻²pa), ספוג זירקוניום נלחץ לאלקטרודות. לאחר מכן נמס המתכת על ידי קשת בטמפרטורות גבוהות (3000-4000 מעלות). המתכת הנוזלית מחזה שכבה בשכבה בכור היתוך נחושת, ויוצרת מטיל זירקוניום הומוגני.
יתרונות: מסיר ביעילות זיהומים גזים (כמו H₂ ו- O₂), מבטל את הפרדת הרכיבים ומגדיל את צפיפות מטיל הזירקוניום (גדול או שווה ל 98%).
2. התכה של קורת אלקטרונים קרה (EBCHM)
יישומים מתקדמים: מיקוד חומרי זירקוניום בדרגה גרעינית, טכנולוגיית התכה של קרני אלקטרונים (כוח גדול יותר או שווה ל- 2MW). קורות אלקטרונים בעלות אנרגיה גבוהה מפציצים את חומר הגלם, ומשיגו זיקוק טמפרטורה גבוה במיוחד (מגיעים באופן מקומי של 5000 מעלות).
תוצאות: אלמנטים טומאה (כגון FE ו- CR) מצטמצמים לרמות PPM, גודל התבואה מעודן מתחת ל 50 מיקרומטר, ועמידות לזחילה של חומר הזירקוניום משופרת משמעותית . 3. עיבוד דיוק: הטרנספורמציה מ"הזירקוניום, ל "חוט זירקוניום"
1. זיוף חם: עיצוב מחדש של נשמת המתכת
פרמטרים של תהליכים: מטיל הזירקוניום מחומם לשלב (800-950 מעלות) ואז מזויף בכיוונים מרובים באמצעות מכבש הידראולי (לחץ גדול או שווה ל -2000 טון). זה מפרק את המבנה הגס הגס ויוצר מבנה אחיד ועדין (גודל התבואה פחות או שווה ל 100 מיקרומטר).
בקרת איכות: תנודות טמפרטורה (± 10 מעלות) מנוטרות בזמן אמת במהלך תהליך הזיוף כדי למנוע צמיחת תבואה לא תקינה כתוצאה מחימום יתר.
2. רישום רב-מעבר: אומנות העומק המשובח
ציור ראשוני: באמצעות מתים פלדת טונגסטן (דיוק צמצם ± 0.05 מ"מ) וחומר סיכה מבוסס גרפיט, מוט הזירקוניום נמשך בהדרגה לקוטר של פחות מ- 5 מ"מ.
חישול ביניים: לאחר כל מעבר רישום, מבוצעת חישול אווירה מגנה (אטמוספרה של ארגון, טמפרטורה 600-750 מעלות) כדי לחסל את הקשרת העבודה ולהחזיר את הפלסטיות. חוטים אולטרה-דקיים: מתים יהלומים (צמצם פחות או שווים ל 0.1 מ"מ) משמשים לייצור חוטים אולטרה-דק (קוטר 0.01-0.5 מ"מ) על מכונת רישום חוט מדויקת, והשגת חספוס פני השטח RA פחות או שווה ל 0.4 מיקרומטר.
3. טיפול ובדיקה לפני השטח
ליטוש אלקטרוליטי: תערובת חומצה חומצה-פלואורית-חומצה-חומצה-חומצה משמשת כאלקטרוליט להסרת מיקרו-סרקים ושכבות תחמוצת השטח, ומשיג גימור דמוי מראה.
בדיקות לא הרסניות: גלאי פגמים זרם ערמומי (רגישות 0.1 מ"מ) ושימושים של דיפרקטומטרים רנטגן (עיוות סריג פחות או שווה ל 0.5%) כדי להבטיח שהחוט נטול פגמים ועקביות כיוון הגביש שלו עומדת בתקניו.
Iv. חדשנות ופריצות דרך: שדרוגי תהליכים ומדדי תעשייה
שדרוגים חכמים: מערכת חזון AI מוצגת כדי לפקח על תהליך הרישום בזמן אמת, תוך שילוב ניתוח נתונים גדולים כדי לייעל את פרמטרי התהליך, מה שמגדיל את שיעור התשואה ל 99.8%.
ייצור ירוק: מערכת קירור מים עם לולאה סגורה מפותחת כדי להשיג אפס פריקת שפכים מתכת; שיעור התאוששות חומצות הפסולת מגיע ל 95%, ומפחית את ההשפעה הסביבתית. הרחבת יישומים: ייצור המוני של מוצרים מתקדמים כמו חוט זירקוניום לצינורות חיפוי כורים גרעיניים (עם עלייה של 30% בעמידות הקרינה) ותפרים של סגסוגת זירקוניום מתכלה ליישומים רפואיים (הסמכת תאימות ביולוגית מסוג A).
באמצעות חדשנות מקיפה בתהליכים ובקרת איכות קפדנית, טכנולוגיית עיבוד חוט הזירקוניום המודרנית עלתה על מחסומי דיוק ברמת המיקרון, והפכה ל"אלוף נסתר "בייצור מתקדמים. עם הזרם בביקוש לחוט זירקוניום אולטרה-דין להדפסת תלת מימד ומוליכים למכשירים אלקטרוניים גמישים, "אמנות מתכת" זו תמשיך להוביל את גל החדשנות במדע החומרים.
החברה מתהדרת בקווי ייצור מובילים בעיבוד טיטניום מקומי, כולל:
קו ייצור של צינור טיטניום מדויק-גרמני (כושר ייצור שנתי: 30,000 טון);
קו מתגלגל טייטניום יפני-טכנולוגי (דק עד 6 מיקרומטר);
קו שחול רצוף אוטומטי אוטומטי לחלוטין;
צלחת טיטניום אינטליגנטית וגימור רצועות;
מערכת MES מאפשרת שליטה וניהול דיגיטלי של כל תהליך הייצור, ומשיג דיוק ממדי מוצר של ± 0.01 מיקרומטר.
אֶלֶקטרוֹנִי
