钛合金表面主-被动抑菌改性方法研究进展

钛合金材料具有良好的耐腐蚀性、抗疲劳性和生物相容性,被广泛用于医疗领域,特别是可植入器械。医疗器械的型号多样、结构复杂、局部尺寸较小,且在使用过程中会接触多种媒介,极易黏附污渍,导致微生物的聚集,引发器械感染,安全、可靠的医疗器械是提高救治效率的关键。从细菌生长机制出发,将现有金属材料表面抑菌改性方法归纳为两大类:依靠抗菌涂层主动杀菌的改性方式和控制表面润湿性的被动抑制细菌黏附的改性方式。采用主动改性方式,虽然能从根本上杀死细菌,但是在实际应用中这些杀菌剂存在耐药性、成本高、生物毒性等问题。被动改性方式无法直接杀死细菌,一旦表面被细菌定植,就会失去抑菌效果。为了实现医疗器械表面高效、长时、安全的清洁,研究者提出主–被动协同抑菌改性方法,将化学杀菌方法与抗黏附抑菌方法相结合,充分发挥2种方法的优势,这是未来研究的重点。

65MN钛电极块成型压制压力机成套装备设计与开发

提出了研发钛电极块成型压制压力机成套装备的必要性,确定并详细阐述了65MN钛电极块成型压制压力机成套装备的设计方案。介绍了钛电极块成型压制压力机成套装备,包括电极块成型压力机,附带辅助脱模推料功能的模具,旋转摆臂上料装置,转笼翻转装置以及码料集料台。整套装备的上料、压制、脱模、下料、码垛集料均由机械自动化实现,具有高效、低成本、节能等特点。

特种设备用激光熔化沉积钛合金构件的超声检测

特种设备行业对激光熔化沉积钛合金构件的承压能力、安全性能具有较高要求。由于激光熔化沉积的特殊制造工艺,成型的材料具有较高的多晶散射和衰减特性,严重影响了检测信号的信噪比。针对这一问题,提出了一种基于归一化互相关的超声回波信号处理方法。根据参考信号的互相关系数对超声波全波数据进行归一化和重建,以抑制噪声并提取大深度的弱回波信号。针对预埋缺陷的TC11钛合金试件进行了超声水浸C扫描试验,用归一化互相关方法处理收集到的回波信号,并对底部和缺陷回波进行成像。试验结果表明,归一化互相关方法可以提高传统单声道超声检测方法对大厚度和复杂声学特性的钛合金部件的检测能力。

钛合金在油气行业的应用及研究进展

中国钛资源丰富,钛合金由于密度低、比强度高和耐蚀性好等特性成为深地深海油气勘探开发首选材料。分析钛合金在油气行业应用具有减轻管柱自重、降低管柱应力、耐蚀性优良、使用寿命长等优势,同时钛合金对γ射线吸收率小,有利于提高勘探精确度,在油气行业应用潜力巨大。详细阐述钛合金在钻杆、油套管、隔水管、连续管和换热器等油气行业的应用情况和研究进展。钛合金表面自然生成的氧化膜仅为几个纳米厚,在使用过程中容易受到多相流的冲蚀,导致其耐磨性和抗冲蚀性较差。对于钛合金中存在的耐磨性低、易氧化和抗冲蚀性能差等问题,可采用材料表面处理和添加缓蚀剂等方式改善其综合特性,以期钛合金能在更严苛的石油勘探开采环境中应用。指出钛合金在油气行业应用的局限性及改进措施,总结了钛合金表面处理研究、新型钛合金开发和缓蚀剂研发现状。提出下一步对油气行业用钛合金进行系统研究,通过成分设计开发新型钛合金,开展钛合金油气装备性能评估,研发新型钛合金表面处理技术和缓蚀剂的建议。

航空装备电弧熔丝增材制造技术发展及路线规划图

电弧熔丝增材制造技术(wire arc additive manufacturing,WAAM)是一种高沉积效率的增材制造技术,采用逐层堆积的方式制备多种高性能的金属结构件,针对航空装备的大型、中等复杂的铝合金、钛合金WAAM成形技术的研究获得广泛关注。本文对WAAM技术定义、技术分类、成形系统及原理进行论述,综述了近年来国内外航空航天领域WAAM成形铝合金、钛合金的组织特性、冶金缺陷及质量改善、典型构件技术应用等方面的研究进展,分析了目前航空装备的大型、中等复杂构件WAAM成形技术所面临的关键共性问题,并提出了2035年WAAM成形技术路线规划图。

钛及钛合金电极整体成形机理研究

为满足高质量的钛及钛合金电极生产需求,优化完善了钛及钛合金电极整体成形工艺路线,使其更为高效短流程、绿色低碳,分析了海绵钛的压制变形过程,建立了整体成形压制力模型。并在5 MN挤压实验台上进行了小块电极压制试验,得到电极压制成形力学模型的重要参数,构建了电极成形密度-工艺参数数学模型。通过电极整体成形工艺试验验证了模型的正确性与该工艺路线的可行性。

先进焊接技术在水下装备中的应用分析

海洋强国战略要求水下装备向大水深、远航程方向发展,钛合金以其轻质、高强、耐蚀、无磁等优良特性被认为是海洋装备的理想结构材料。文中针对钛合金耐压壳体的焊接结构特点,基于真空电子束焊、激光-电弧复合焊、等离子弧焊以及搅拌摩擦焊的组织性能特点,分析了它们在耐压壳体承载焊缝上的适用性和潜在难点,以期为钛合金耐压壳体的高质量建造提供技术参考。

基于钒钛产业的智能装备集成应用分析

钒钛作为我国重要战略资源,是“十四五”规划:加强原创性引领性科技公关中基础材料领域的着力点之一。因其生产过程受限于行业规模、工艺、自动控制和装备技术进步程度,目前我国钒钛生产制造自动化基础薄弱,智能装备的投入与建设更显不足,作为钒钛产业大国,为提高钒钛产业的竞争力,有必要和责任提高在钒钛产业的智能装备的研发投入。

高压锆钢复合板设备热气循环试验参数研究

热气循环试验是用于锆(钛)钢复合板制压力容器的一种检测方法,该方法能够大大提高该类设备的使用可靠性,保证设备长期安全稳定的运行。但由于部分设备的设计压力过高,采用通用的设计压力和设计温度作为试验参数进行热气循环试验比较困难,且安全隐患较大,更有甚者在某些地区的制造单位还禁止使用过高的气压试验进行设备可靠性测试。因此,本文从热气循环试验的目的出发,采用一种可替代的试验参数进行该试验,通过某项目实例进行计算验证能够达到相同的效果,具有良好的经济性及安全性。

钛合金棒线材生产及市场预测

分析了钛及钛合金棒线材生产工艺和设备的特点，指出步进轧制＋辊模拉伸是小批量、多品种生产优质棒线材的合适方法，介绍了某些步进轧机和辊模的技术特性，预测了其市场需求量。

兵器装备用钛合金的低成本制造技术

钛合金具有轻量化、抗腐蚀能力较强以及抗弹性能优良等特点,在兵器装备具有广泛的应力潜力,受到世界发达国家的关注。主要讨论国外兵器装备用钛合金低成本制造技术的研究进展情况,重点分析地面战斗车辆和轻型榴弹炮用钛合金的电子束冷床炉一次熔炼技术、熔模铸造技术和先进焊接技术,并对这些技术的前景和研究发展方向进行展望。

钛材设备化学清洗工程实践

钛材设备磁性氧化铁垢化学清洗具有一定的技术难度,国内对这一问题发表的文献不多,国外使用了羟基乙酸和甲酸的混酸清洗技术,国内因羟基乙酸价格昂贵,使用较少。对某钛材制盐设备,配制了以柠檬酸为主剂的清洗剂并制定了清洗方案,进行了工程实施。清洗结果满意。

钛合金薄壁件超声椭圆振动铣削研究

针对航空领域中钛合金薄壁件在铣削过程中存在切削力大、加工精度低等问题,提出了超声椭圆振动铣削方法进行钛合金薄壁件的加工。超声椭圆振动铣削时,刀尖的特殊运动轨迹使刀尖具有高线速度特性和高频断续切削特性,平均切削力大为降低,从而增强了铣刀的切削能力,提高了切削加工精度。利用自制的超声铣削刀柄系统,对钛合金试件进行铣削实验,结果表明与普通铣削相比,超声椭圆振动铣削的切削力可降低达50%,零件的形位精度得到了显著提高。

钛及其合金熔盐电解制备装置结构的研究进展

介绍了国内外熔盐电解制备钛及其合金的电解装置结构,对其研究进展进行综述,并比较性地评述了各装置结构的优缺点。

钛和钛合金在化学工业中的应用

综述了钛和钛合金的性质、钛制设备的发展以及在化学工业上的应用，对于了解钛和钛合金的应用及推广有着一定的参考价值。

深海装备耐压结构用钛合金材料应用研究

本文概述了国内外钛合金深海装备的发展现状,针对深海服役环境特点对耐压结构用钛合金材料的性能要求进行了分析,介绍了典型装备耐压结构钛合金材料研究应用中出现的应力腐蚀和蠕变等技术问题,提出需要针对钛合金材料长期服役时存在的组织演变和性能衰减、冲击环境下的动态响应等基础科学问题开展研究,重点梳理工程应用中的大规格材料、应用评价和高效建造等关键技术。文章建议针对深海领域钛合金装备的迫切需求,进一步加大钛合金材料基础研究和工程化应用力度,推动创新应用,践行海洋强国战略。

TC4钛合金电火花高效铣削加工效率研究

钛合金材料以其优异的机械性能在航空航天工业中得到了广泛的应用,目前钛合金切削性能差的问题一直没有得到妥善解决,制约了钛合金工业应用范围的推广。以TC4钛合金加工效率为研究对象,通过使用长脉宽大电流脉冲电源,采用电火花铣削加工的方法实现了钛合金的高效加工。利用设计的正交实验对电火花铣削加工钛合金过程中主要加工参数,分别为脉宽、脉间、峰值电流、电极转速、冲液压力和切削深度等对加工效果的影响进行了实验研究。通过加工参数优选、极差分析及显著性分析等方法对加工参数对加工效率的影响进行了分析,使用加工效率预测公式对加工所能达到的最大加工效率进行了预测。最终在正交实验分析的基础上,通过进一步进行实验,采用脉宽为2 000μs、脉间为100μs、峰值电流为635 A、电极转速为800 r/min、冲液压力为1.5 MPa和切削深度为3 mm时,使得电火花铣削加工钛合金的加工效率最高可以达到9 000 mm^3/min,并使用电子扫描电镜对钛合金被加工表面的受热影响层进行了检测分析,验证了使用电火花铣削对钛合金进行高效加工的可行性。与传统切削方法相比,电火花铣削加工的加工精度有限,表面质量较差,但是由于采用石墨材料作为电极,相同体积钛合金的去除其电极损耗的成本只有刀具加工的10%左右,因此非常适合应用于航天航空工业制造中大量存在的需要大体积材料去除的钛合金等难加工材料的粗加工。

钛白生产工艺设备技术分析及进展

分析和评述钛白生产的间歇和连续酸解技术,水解技术、干燥设备、压滤设备及固体物料的管道气力输送的应用等。

钛白粉生产工艺优化与设备改进

某公司1.5万t/a硫酸法钛白粉生产工艺存在"三废"排放量大、能耗高、生产成本居高不下等问题。针对以上问题对钛白粉生产工艺进行了优化,对设备进行了改造,主要包括酸解反应过程、煅烧尾气处理过程以及转窑系统等,最大程度地降低了钛白粉的生产成本。实践结果表明:将废酸回用于酸解反应,可将酸解率提高并稳定在95%以上,每吨钛白粉硫酸消耗从4.52 t下降到4.25 t;将偏钛酸二次洗水用作煅烧尾气喷淋水再回用到偏钛酸一次洗水,每年可节约蒸汽5.9×103t;改造转窑系统,提高了燃烧效率,每吨钛白粉煤气消耗从780 m3降至533 m3。通过以上工艺优化和设备改进,累计可降低钛白粉生产成本912.8元/t。

钛制化工设备制造质量的控制

介绍了钛及钛合金在化工行业的应用,针对钛制化工设备的特点,经过长期的研究、试验和检验,总结了确保设备制造质量、特别是焊接质量的行之有效的施工工艺方案和操作规程。