Korrosionsbeständig titankompositplatta med explosionssvetsning för värmeväxlare och marina applikationer

Tatiniumkompositplattor består vanligtvis av rent titan eller titanlegeringar som är bundna med andra metalliska eller icke-metalliska material för att uppnå specifika tekniska krav och prestandaegenskaper.

Vanliga typer:

Titan/titankompositplatta: Bildas genom att två plattor av olika kvaliteter av titanlegering eller titan sammanfogas.

Titan/stål-kompositplatta: Bildas genom att binda en titanlegeringsplatta med en låglegerad stålplatta.

Titan/aluminium-kompositplatta: Bildas genom att binda en titanlegeringsplatta med en aluminiumlegeringsplatta.

Titan/kolfiberkompositplatta: Bildas genom att binda en titanlegeringsplatta med ett kolfiberkompositmaterial.

Titan/keramisk kompositplatta: Bildas genom att binda en titanlegeringsplatta med ett keramiskt material.

1. Explosiv bindning (explosiv kompositering):
De två metallplåtarna som ska sammanfogas placeras parallellt med ett exakt avstånd.
En kontrollerad mängd sprängämne placeras ovanpå.
Detonationen initieras från ena änden.
Den enorma energin som frigörs vid explosionen accelererar den övre plattan (kompositmaterial, t.ex. titan) nedåt med hög hastighet.
Detta orsakar en höghastighets, sned kollision med basplattan (t.ex. stål), vilket skapar lokaliserat plastiskt flöde och metallurgisk bindning vid gränssnittet ("vätskeliknande beteende").
Detta är en kallsvetsningsprocess i fast tillstånd. Den sammanfogade plåten kan sedan varmvalsas till önskad slutlig tjocklek.

2. Rullbindning:
Tungplåtsvalsningsmetod:
Titanplattan och stålplattan är monterade i en inbäddad konfiguration.
Ett lämpligt mellanmaterial placeras mellan dem.
Enheten förseglas under högt vakuum med hjälp av elektronstrålesvetsning runt kanterna.
Den förseglade enheten värms upp och utsätts sedan för stark tryckvalsning i en grovplåtsvals för att uppnå önskad tjocklek och bindningsstyrka.

Kontinuerlig varmvalsningsmetod:
De två plattorna är sammansatta med stålremsor insatta längs kanterna.
Kanterna förseglas med bågsvetsning i luft.
Monteringen varmvalsas sedan kontinuerligt i ett tandemvalsverk till önskad tjocklek innan den extraheras.

3. Vakuumsvetsning + valsning av kompositprocess:
Kompositplatta av titanstål tillverkas först till en initial tjocklek med hjälp av vakuumsvetsningstekniker.
Denna platta valsas sedan ner till en bred, tunn titan-stål-kompositplåt med hjälp av en medeltung plåtvals.

● Utmärkta kombinerade egenskaper: Integrerar fördelarna med titan (korrosionsbeständighet, högt hållfasthets-/viktförhållande, låg densitet) med egenskaperna hos det andra materialet (t.ex. stålets hårdhet, aluminiumets lätta vikt och bearbetbarhet, kompositmaterialens slitstyrka och slagtålighet).

● Hög gränsytbindningsstyrka: Noggrann kontroll av processparametrar förbättrar bindningsstyrkan mellan titanskiktet och substratet avsevärt. Till exempel kan bildandet av ett kontinuerligt tunt TiC-skikt (titankarbid) vid gränssnittet mellan titan och stål hämma bildandet av spröda Ti-Fe-intermetalliska föreningar. Den resulterande "fäsningseffekten" förbättrar ytterligare gränsytbindningsstyrkan.

Flyg- och rymdfarkoster: Används i flygplanskonstruktioner, motordelar och rymdfarkostsskrov. Deras exceptionella styrka och korrosionsbeständighet säkerställer stabil drift av flyg- och rymdfarkostkomponenter under extrema miljöer.

Kemisk industri: Används i stor utsträckning i kemisk processutrustning, rörledningar, kärl och tankar. Motstår tuffa förhållanden inklusive syror, alkalier, höga temperaturer och höga tryck. Uppvisar utmärkt korrosionsbeständighet i starka oxiderande syror, myrsyra, ättiksyra, organiska syror och andra aggressiva medier.

Marinteknik: Ett idealiskt material för fartygskonstruktioner, offshoreplattformar etc., vilket ger motståndskraft mot korrosion och nötning i marina miljöer.

Medicinskt område: Används vid tillverkning av proteser, kirurgiska instrument, tandvårdsutrustning och andra medicintekniska produkter. Fördelarna inkluderar biokompatibilitet (giftfri, hypoallergen) och hög korrosionsbeständighet (rostar inte).

Bilindustrin: Tillämplig i komponenter till högpresterande racerbilar och transportfordon. Förbättrar hållbarhet och säkerhet. Dess gynnsamma värme- och elektriska ledningsförmåga kan också förbättra komponenternas prestanda.