纯钽板因其优异的耐高温性能以及耐腐蚀性,在苛刻工况环境下的应用越来越多,但其偏高的价格对于扩大应用范围和用量有着很大的阻碍作用。对于高钨钽合金而言,制备成本高的一个重要原因就是加工时成材率很低。钽是高活性金属,暴露在300摄氏度以上的空气中时极易吸氧。钽合金尤其是高钨钽合金的强度较高,变形加工特别是开坯阶段往往在1000摄氏度以上进行,这会导致钽合金急剧氧化。
高钨钽合金的开坯加工和热加工温度一般均在1000摄氏度以上,甚至达到1300摄氏度以上,在加热和热变形过程中,由于纯钽板和氧的亲和性及氧在钽合金中较大的扩散速度,工件表面层大量吸氧,生成氧化层,最外层为高价氧化物,因体积比基体增加很多,导致了表面层的粉化和崩溃,由此表面层到基体,氧含量逐渐降低,形成较厚的固溶体硬化层。
纯钽板变形时易产生表面裂纹,后续的机加工非常困难,易损伤刀具,降低机加工效率,增加材料的加工损耗,由此而造成的材料损耗非常大,仅表面氧化层脱落即可使材料损耗5%以上,吸氧固溶硬化层被机械去除的比例更大,致使材料的收得率非常低,当损耗过大时,由于产品尺寸的限制,有可能造成单个产品的完全报废,加大产品投料尺寸,则增加了加工余量,造成浪费,大大降低了产品的成材率,尤其对小尺寸的纯钽板产品更为严重。
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