Zirconium, một kim loại hiếm có điểm nóng chảy cao, khả năng chống ăn mòn và khả năng tương thích sinh học tuyệt vời, giữ một vị trí không thể thay thế trong ngành công nghiệp hạt nhân, hàng không vũ trụ, thiết bị y tế và các lĩnh vực khác. Xử lý của nó vào vật liệu dây tích hợp công nghệ tiên tiến và sự khéo léo chính xác. Bài viết này, tập trung vào sản xuất dây zirconium độ tinh khiết cao, sẽ cung cấp một phân tích chuyên sâu về toàn bộ quá trình từ quặng đến thành phẩm, làm sáng tỏ công nghệ xử lý zirconium.
I. Tinh chế nguyên liệu thô: Sự biến đổi từ quặng thành "Sponge Zirconium"
1. Nồng độ quặng và tiền xử lý
Nguồn nguyên liệu thô: Sau khi thăm dò và khai thác địa chất, quặng zirconium (như zircon) trải qua nhiều quá trình, bao gồm nghiền, tách từ tính và tuyển nổi, để loại bỏ các tạp chất như silicon, sắt và titan, kết quả là nồng độ zirconium (hàm lượng zro₂ lớn hơn hoặc bằng 65%). Sự clo hóa nhiệt độ cao: Tập trung zirconium được trộn với than cốc và khí clo được đưa vào lò clo hóa nhiệt độ cao để tạo ra khí zirconium tetrachloride (ZRCL₄). ZRCL₄ chất lỏng sau đó được thu thập bằng cách ngưng tụ để tinh chế ban đầu.
2. Giảm để chuẩn bị zirconium bọt biển
Giảm magiê: ZRCL₄ chất lỏng phản ứng với magiê nóng chảy trong khí quyển khí trơ (nhiệt độ 900-1000 độ) để tạo ra kim loại zirconium giống như bọt biển (độ tinh khiết lớn hơn hoặc bằng 99,6%).
Chắt chưng cất chân không: MGCL₂ dư và magiê không phản ứng được loại bỏ thông qua chưng cất chân không ở nhiệt độ cao (áp suất chân không nhỏ hơn hoặc bằng 10⁻³PA), cuối cùng mang lại hiệu suất bọt biển có độ tinh khiết cao (hàm lượng oxy nhỏ hơn hoặc bằng 500ppm. Ii. Teling và đúc: Từ "bọt biển" đến "thỏi zirconium"
1. Vòng tròn chân không tan chảy (VAR)
Thiết bị và công nghệ: Sử dụng lò nung chân không (chân không nhỏ hơn hoặc bằng 5 × 10⁻²pa), miếng bọt biển zirconium được ép vào các điện cực. Kim loại sau đó được tan chảy bởi một vòng cung ở nhiệt độ cao (3000-4000 độ). Kim loại chất lỏng củng cố lớp theo từng lớp trong một bình xép đồng, tạo thành một thỏi zirconium đồng nhất.
Ưu điểm: loại bỏ hiệu quả các tạp chất khí (như H₂ và O₂), loại bỏ sự phân tách thành phần và tăng mật độ của thỏi zirconium (lớn hơn hoặc bằng 98%).
2. Đèn electron Hear Hear Heal Melting (EBCHM)
Các ứng dụng cao cấp: Nhắm mục tiêu các vật liệu zirconium cấp hạt nhân, công nghệ nóng chảy chùm electron (công suất lớn hơn hoặc bằng 2MW) được sử dụng. Các chùm electron năng lượng cao bắn phá vật liệu thô, đạt được sự tinh chế nhiệt độ cực cao (đạt tới 5000 độ).
Kết quả: Các yếu tố tạp chất (như FE và CR) được giảm xuống mức ppm, kích thước hạt được tinh chỉnh xuống dưới 50μm và khả năng chống creep của vật liệu zirconium được cải thiện đáng kể
1. Nóng rèn: định hình lại linh hồn của kim loại
Các thông số quy trình: Thôi zirconium được làm nóng đến pha (800-950 độ) và sau đó được rèn theo nhiều hướng bằng cách sử dụng máy ép thủy lực (áp suất lớn hơn hoặc bằng 2000 tấn). Điều này phá vỡ cấu trúc đúc thô và tạo ra một cấu trúc hạt mịn, thống nhất (kích thước hạt nhỏ hơn hoặc bằng 100μm).
Kiểm soát chất lượng: Biến động nhiệt độ (± 10 độ) được theo dõi trong thời gian thực trong quá trình rèn để ngăn chặn sự phát triển của hạt bất thường do quá nóng.
2. Bản vẽ đa đường: Nghệ thuật có độ sâu tốt
Bản vẽ sơ cấp: Sử dụng khuôn thép vonfram (độ chính xác của khẩu độ ± 0,05mm) và chất bôi trơn dựa trên than chì, thanh zirconium được vẽ dần dần đến đường kính dưới 5 mm.
Ủ trung gian: Sau mỗi lần vẽ, một lần ủ không khí bảo vệ (bầu không khí Argon, nhiệt độ 600-750 độ) được thực hiện để loại bỏ công việc làm cứng và khôi phục độ dẻo. Các sợi siêu mịn: Diamond Dies (khẩu độ nhỏ hơn hoặc bằng 0,1mm) được sử dụng để tạo ra các sợi siêu mịn (đường kính 0,01-0,5mm) trên máy vẽ dây chính xác, đạt được độ nhám bề mặt RA nhỏ hơn hoặc bằng 0,4μm.
3. Điều trị và kiểm tra bề mặt
Đánh bóng điện phân: Hỗn hợp axit axit hydrofluoric được sử dụng làm chất điện phân để loại bỏ các vicrocracks bề mặt và các lớp oxit, đạt được kết thúc giống như gương.
Thử nghiệm không phá hủy: Máy dò lỗ hổng dòng điện xoáy (độ nhạy 0,1mm) và nhiễu xạ tia X (độ méo mạng nhỏ hơn hoặc bằng 0,5%) được sử dụng để đảm bảo dây không bị khuyết tật và tính nhất quán định hướng tinh thể của nó đáp ứng các tiêu chuẩn.
Iv. Đổi mới và đột phá: nâng cấp quá trình và điểm chuẩn công nghiệp
Nâng cấp thông minh: Một hệ thống tầm nhìn AI được giới thiệu để giám sát quá trình vẽ trong thời gian thực, kết hợp phân tích dữ liệu lớn để tối ưu hóa các tham số quy trình, tăng tỷ lệ năng suất lên 99,8%.
Sản xuất màu xanh lá cây: Một hệ thống làm mát nước khép kín được phát triển để đạt được xả nước thải không có mùi; Tốc độ thu hồi axit thải đạt 95%, làm giảm tác động môi trường. Mở rộng ứng dụng: Sản xuất hàng loạt các sản phẩm cao cấp như dây zirconium cho các ống bọc lò phản ứng hạt nhân (với khả năng chống bức xạ tăng 30%) và chỉ khâu hợp kim zirconium phân hủy sinh học cho các ứng dụng y tế (chứng nhận tương thích sinh học loại A) đã bắt đầu.
Thông qua đổi mới quy trình toàn diện và kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt, công nghệ xử lý dây Zirconium hiện đại đã vượt qua các rào cản chính xác ở cấp độ micron, trở thành một "nhà vô địch ẩn" trong sản xuất cao cấp. Với sự gia tăng nhu cầu về dây zirconium siêu mịn để in 3D và dây dẫn cho các thiết bị điện tử linh hoạt, "nghệ thuật kim loại" này sẽ tiếp tục dẫn đầu làn sóng đổi mới trong khoa học vật liệu.
Công ty tự hào về các dây chuyền sản xuất chế biến titan trong nước, bao gồm:
Dây chuyền sản xuất ống titan chính xác do Đức (năng lực sản xuất hàng năm: 30.000 tấn);
Dòng cuộn giấy titan công nghệ Nhật Bản (mỏng nhất đến 6μm);
Đường dây đùn liên tục Titanium Rod hoàn toàn tự động;
Tấm titan thông minh và nhà máy hoàn thiện dải;
Hệ thống MES cho phép kiểm soát và quản lý kỹ thuật số toàn bộ quy trình sản xuất, đạt được độ chính xác kích thước sản phẩm là ± 0,01μm.
