
Que tipos de titânio puro existem?
2025-06-25
Que partes de óculos são adequadas para isso?
Títulos de titânio puro e suas aplicações em monturas de óculos
I. Principais qualidades e características de matérias-primasTitânioO titânio puro refere-se a materiais com um teor de titânio de ≥ 99%. De acordo com as diferenças de pureza e desempenho, as qualidades comuns são as seguintes:1. Grau ASTM 1 (TA1)Purificação:TitânioO teor de ferro é de cerca de 99,5%, e o teor de impurezas (ferro, oxigénio, etc.) é extremamente baixo.Função:A densidade é de apenas 4,5 g/cm3, o que é o grau mais leve deTitânioPossui uma excelente ductilidade (pode ser transformado a frio em placas extremamente finas), mas a resistência é relativamente baixa.Tem uma excelente resistência à corrosão, especialmente uma forte resistência a meios corrosivos diários, como suor e cosméticos.Partes de aplicação:Temperatura: Por sua flexibilidade, pode caber nas orelhas naturalmente quando usado para reduzir a sensação de pressão.Partes de pontes nasal: tais como suportes de pontes nasal ou conectores de pontes nasal de óculos sem enquadramento, que não são fáceis de quebrar quando precisam de ser ajustados com frequência.Quadros ultrafinos: buscar o melhor design leve (como quadros com uma espessura inferior a 1 mm).2. Grau ASTM 2 (TA2)Pureza: o teor de titânio é de cerca de 99,2%, e o teor de impurezas é ligeiramente superior ao do grau 1.Função:A resistência é cerca de 10% a 15% superior à do grau 1 (resistência à tração ≥ 345 MPa), mantendo uma boa capacidade de processamento e resistência à corrosão (melhor do que o aço inoxidável).Melhor resistência a altas temperaturas (podem suportar temperaturas inferiores a 300 °C), adequado para tratamento de superfície (como corantes anodizantes).Aplicação:Corpo do quadro: como o quadro frontal dos óculos de quadro completo e a viga do quadro metálico dos óculos de meio quadro, que devem ter em conta a resistência e a leveza.Corpo de modelo: mais adequado para a confecção de templos médios e longos do que a classe 1, para evitar a deformação devido à suavidade excessiva.Estrutura de titânio puro de ponta: marcas japonesas (como Kaneko e Masunaga) geralmente usam TA2 para óculos de titânio puro, que têm uma textura delicada e durabilidade excepcional.
II. As principais vantagens daTitânio puroem vidrosLeve e conforto: A densidade deTitânioÉ adequado para utilizadores com miopia elevada ou sensibilidade ao peso.Compatibilidade biológica: Quase sem liberação de íons metálicos, menos irritação da pele, adequado para pessoas com alergias.Resistência à corrosão: Não é fácil ferrugem ou descoloração após contato prolongado com suor e produtos de cuidados da pele, o que prolonga a vida útil da estrutura.Flexibilidade do projeto: pode ser transformado em formas ultrafinas, ocas e outras formas complexas através de processamento a frio,adequado para um design minimalista ou artístico (como a estrutura sem parafusos de titânio puro Lindberg).
III. A lógica da escolha dos diferentes graus deTitânio puroProcurar a extrema leveza: Escolha o grau 1 (TA1), adequado para peças não suportadoras de carga, como templos e pontes nasal.Tendo em conta tanto a resistência como a textura: Escolha-se o grau 2 (TA2), adequado para peças que precisam suportar lentes, como o corpo do quadro e a estrutura do quadro completo.Requisitos de tratamento de superfície: o grau 2 tem maior resistência e melhor estabilidade de cor após anodização do que o grau 1, adequado para o projeto de molduras de cores.Exemplo de cenário: num par de óculos sem quadro de titânio puro, a ligação da ponte nasal pode ser de grau 1 (flexível e fácil de ajustar),Enquanto que os parafusos metálicos que fixam as lentes são de grau 2 (forte o suficiente para suportar o peso das lentes).
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Ao personalizar forjados de liga de alumínio, quais questões de processo devem ser consideradas no projeto do desenho?
2025-06-23
Os desenhos de design personalizadosForja de liga de alumíniodevem estar estreitamente integradas com as características do processo de forja, a fim de evitar dificuldades de formação, perda de molde ou defeitos de desempenho causados por uma concepção estrutural não razoável.A seguir segue uma análise dos elementos estruturais, tolerâncias dimensionais, identificação do processo e outras dimensões combinadas com aForja de liga de alumíniocaracterísticas:
I. Adaptabilidade ao processo da concepção estrutural
1. Evite características estruturantes extremas
Estrutura do tabu
Manifestação do risco
Plano de melhoria
Furo profundo (profundidade do furo / diâmetro do furo > 5:1)
Punch é fácil de dobrar e quebrar, e a parede do buraco não é totalmente preenchido
Utilize a formação segmentada de buracos escalonados para reservar a franquia de perfuração subsequente
As costelas altas (altura das costelas / espessura da parede > 3:1)
O fluxo de metal está bloqueado, e a parte da costela está sem preenchimento
Projeto de costelas escalonadas para aumentar a inclinação da transição
Parede fina (espessura da parede < 2 mm)
Refrigeramento rápido durante a forja, fácil de dobrar
Espessamento parcial a 3-4 mm, depois de mecanizado
Caso: O desenho do projecto de umAlumínioA carcaça do motor de liga tem um buraco de Φ10 mm de profundidade (profundidade de buraco 55 mm).A taxa de qualificação formativa aumentou de 40% para 92%.
2. Design diferenciado do ângulo de projetoÂngulos correspondentes de séries de ligas:Série 6 (6061/6082): parede exterior 5°-7°, parede interna 7°-10° (boa plasticidade, ângulo ligeiramente menor);Série 7 (7075/7A04): parede exterior 7°-10°, parede interna 10°-15° (forte tendência de apagamento, é necessário aumentar o ângulo para evitar o entupimento);Série 2 (2024/2A12): parede exterior 6°-8°, parede interna 8°-12° (evitar rachaduras de desmoldagem causadas por ângulo demasiado pequeno).Optimização estrutural: Para estruturas de cavidade profunda (como as cavidades das baterias), é adotado um projeto de ângulo variável: 10° para a secção superior, 8° para a secção média e 5° para a secção inferior,com um mecanismo de ejeção para auxiliar no desmoldamento.
3- Combinação mecânica do raio do fileteCálculo do raio mínimo do filete (Rmin):Rmin = 0,2 × espessura da parede + 2 mm (aplicável às séries 6);Rmin = 0,3 × espessura da parede + 3 mm (aplicável a séries 7 / séries 2).Exemplo: Para as forjas 7075 com espessura de parede de 5 mm, o ângulo R deve ser ≥ 0,3 × 5 + 3 = 4,5 mm para evitar a fissura da concentração de tensão quando R < 3 mm.Tratamento de peças especiais: A transição elíptica é utilizada na ligação entre as costelas e as telas (o eixo longo é ao longo da direção do fluxo do metal),como o projeto do filete elíptico R8×R12 na ligação das costelas de um determinado suporte para reduzir o risco de dobragem da forja.
II. Tolerâncias dimensionais e projeto de tolerância de usinagem1- Adaptação da faixa de tolerância no processo de forja
Tolerância de dimensão linear (ver GB/T 15826.7-2012):
Faixa de tamanho (mm)
Precisão normal da série 6 (mm)
7 Grau de precisão aéreos (mm)
≤ 50
± 0.5
± 0.3
50 a 120
± 0.8
± 0.5
120 a 260
± 12
± 0.8
Controle da tolerância geométrica: plano ≤ 0,5 mm/100 mm, verticalidade ≤ 0,8 mm/100 mm, partes de parede fina (espessura da parede < 5 mm) devem ser apertadas até 1/2 do valor padrão.
2Distribuição tridimensional da franquia de usinagemPermissão radial: 3-5 mm (forja livre), 1,5-3 mm (forja a óleo) para a superfície cilíndrica externa; 4-6 mm (forja livre), 2-4 mm (forja a óleo) para a superfície do buraco interno.Para as partes do eixo com uma relação de aspecto > 3, é necessário acrescentar uma tolerância anti-deformação de 1-2 mm na secção do meio.Compensação da tolerância: para as forjas da série 7, devido à grande deformação de amortecimento, a tolerância do tamanho da chave deve ser aumentada em 20% a 30%,como a tolerância de diâmetro interno de uma flange 7075 aumentada de 3 mm para 4 mm.
III. Identificação do processo e requisitos especiais1Marcação obrigatória da direcção do fluxo da fibraMétodo de marcação: usar setas para indicar a direção da fibra na visão da secção transversal.O ângulo entre a direção da fibra e a direção da tensão principal deve ser ≤ 15° nas principais partes portadoras de tensão (como a área do buraco do parafuso do eixo).Design proibido: evitar que a direção da tensão da forja seja perpendicular à direção da fibra (por exemplo, quando a direção do engrenagem é perpendicular à fibra,a resistência à dobra diminui em 30%).2. Projeto da superfície de separação e do chefe de processoPrincípio de selecção da superfície de separação:"Fusão" superior a 50 W, mas não superior a 100 W;A rugosidade da superfície de separação das forjas da série 7 é de Ra≤1,6μm para evitar as aberrações causadas pelo rasgo do flash.Processo de projeto de cabeça: para forjas assimétricas (como suportes em forma de L), uma cabeça de processo de Φ10-15 mm precisa ser projetada para posicionamento.e a posição é selecionada na área sem tensão.3- Condições de tratamento térmico e de detecção de defeitosIdentificação do estado: a barra de título do desenho deve indicar o estado do T6/T74/T651, etc. Por exemplo, quando a forja 2024 requer o estado T4,Deve ser assinalado como "tratamento com solução + envelhecimento natural".
Termos de ensaio não destrutivo:Partes importantes (como partes do chassi): detecção de falhas por ultra-som a 100% (nível de aceitação ≥ nível GB/T 6462-2017 II);Forja de qualidade aeroespacial: adicionar ensaio de penetração fluorescente (nível de sensibilidade ≥ nível ASME V 2).
IV. Casos típicos de falhas e planos de melhoria1Caso: 6061 craqueamento do braço de comando do automóvelProblema de projeto original: A espessura da parede da teia no meio do corpo do braço muda repentinamente (de 8 mm→3 mm), o raio de transição é R2 mm e rachaduras na mudança repentina após a forja.Design melhorado: A espessura da parede muda gradualmente (8mm→5mm→3mm), e a zona de transição é definida com um ângulo de R8mm+45°, e o problema de rachaduras desaparece.2Caso: 7075 dimensão da articulação da aviação fora de tolerânciaConfiguração original da tolerância: diâmetro Φ50 mm±0,3 mm (forja a óleo), a taxa de exclusão da tolerância devido ao encolhimento por amortecimento na produção real atingiu 50%.Plano de melhoria: marcar "4 mm de tolerância de usinagem após forja a quente, torneamento fino para Φ50 ± 0,05 mm após amortecimento", e a taxa qualificada é aumentada para 98%.
V. Ferramentas de conceção e referências normalizadas1. Projeto assistido por simulação CAEUse o Deform-3D para simular o fluxo de metal e otimizar o ângulo de rasto e o filete: por exemplo,A simulação de uma casca complexa mostra que a diferença de caudal do metal no filete R5mm do projeto original é de 20%, e a diferença de caudal é reduzida para 5% após a mudança para R8mm.2Referências de normas industriaisDoméstico: GB/T 15826-2012 "Permissão de usinagem e tolerância das forjas a óleo de aço a martelo";Internacional: ISO 8492:2011 "Tolerâncias de forja de alumínio e ligas de alumínio".
Em resumo, a concepção dos desenhos de forja de liga de alumínio precisa de acoplar profundamente as propriedades do material (como a sensibilidade ao apagamento da série 7),Processos de forja (tais como as leis de fluxo de metais da forja a óleo) e funções estruturais, e garantir a fabricabilidade e o desempenho das forjas através de ângulos de projeto razoáveis, raios de filete, atribuição de licenças e identificação do processo.Recomenda-se colaborar com os fabricantes de forja na fase de concepção e evitar os riscos do processo com antecedência através da análise DFM (design for manufacturability).
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Como controlar a temperatura de aquecimento de forjas de liga de alumínio?
2025-06-20
A temperatura excessiva causará rachaduras?
Regulação da temperatura de aquecimento deliga de alumínioA temperatura excessiva pode não só causar rachaduras, mas também causar vários defeitos.A seguir está uma análise da tecnologia de controlo de temperatura, mecanismo de influência da temperatura e medidas preventivas:
I. Tecnologia de controlo preciso da temperatura de aquecimento
1. Definição do limiar de temperatura com base na qualidade da liga
Série de ligas
Graus comumente utilizados
Intervalo de temperatura de início da forja (°C)
Limites inferiores da temperatura de forja final (°C)
Intervalo de temperatura de perigo (°C)
6 séries
Outros produtos de limpeza
480 a 520
≥ 350
> 550 (temperatura crítica de superaquecimento)
7 séries
7075/7A04
400-450
≥ 320
> 470 (temperatura de fusão do limite dos grãos)
2 séries
2A12/2024
460-490
≥ 380
> 500 (temperatura de fusão da fase eutética)
Exemplo: quando uma empresa forja 7075 conchas de bateria, utiliza um controlo de temperatura segmentado: na fase de pré-aquecimento, é mantida a 400°C durante 2h,e, em seguida, aquecido a uma temperatura constante de 430°C±5°C para garantir que a fase β (MgZn2) esteja totalmente dissolvida, evitando a fusão da eutectica de baixo ponto de fusão (475°C) no limite da fase α+β.
2Equipamento de aquecimento e sistema de controlo de temperaturaRegulação da temperatura segmentada do forno a gás: é utilizado um forno de aquecimento contínuo de três câmaras (câmara de pré-aquecimento 400°C, câmara de aquecimento 450°C e câmara de equalização 430°C),com um termômetro infravermelho (precisão ±3°C), e a uniformidade da temperatura do forno é controlada dentro de ±10°C.Controle preciso do forno de aquecimento elétrico: o forno de resistência ao vácuo utiliza o sistema de controlo de temperatura inteligente PID para aquecer até à temperatura definida a uma taxa de 5°C/min.e a flutuação do estágio de isolamento é ≤ ± 5°C, que é adequado para ligas sensíveis como a série 7.Compensação dinâmica do aquecimento por indução: Para forjas de forma complexa (como estruturas de várias cavidades de cascas de baterias),aquecimento por indução de média frequência (frequência 20-50 kHz) é utilizado para compensar localmente a temperatura através do efeito de corrente de redemoinho, de modo a que a diferença de temperatura da secção transversal seja inferior a 15°C.
3Simulação do campo de temperatura e monitorização em tempo realSimulação de CAE antes da forja: Deform-3D é usado para simular o processo de aquecimento e prever a distribuição de temperatura do billete.A simulação de uma certa forja de suporte de bateria em forma de L mostra que a temperatura no canto é 20 °C inferior à do planoNa produção real, é compensada por bobinas de aquecimento de divisão.Imagem térmica de infravermelho em linha: velocidade de digitalização 100 quadros/segundo, geração em tempo real de um mapa das nuvens de temperatura, quando for detectada uma sobre-temperatura local (por exemplo, > valor definido de 15°C),O sistema inicia automaticamente o dispositivo de arrefecimento do ar para arrefecer.
II. Análise do mecanismo de fissuração causada por temperaturas excessivas
1Defeitos estruturais causados por danos térmicosTrês características da sobrecombustão:Os triângulos de oxidação aparecem nos limites dos grãos (quando a temperatura é superior ao ponto de fusão eutético, Mg2Si e outras fases derretem);Os limites dos cereais alargam-se e formam uma rede (por exemplo, quando 6061liga de alumínioé aquecido a 560°C durante 20 minutos, a relação de fase líquida nos limites dos grãos atinge 3%);Aparecem bolas de refluxo entre as dendritas (7075liga de alumínioA concentração de ácido acético em cada uma das células é estimulada por meio de um método de ensaio de concentração de ácido acético.Grãos granulares e fracos: quando a temperatura excede o limite superior da temperatura de recristalização (por exemplo, 460°C para 7075),o tamanho do grão cresce rapidamente de 10-20 μm no estado forjado para mais de 500 μm, a plasticidade diminui em 40% e ocorrem rachaduras ao longo dos limites dos grãos durante a forja.
2A concentração de tensão induz a fissuração.Cracagem por tensão por diferença de temperatura: quando a taxa de aquecimento é muito rápida (por exemplo, > 15 °C/min), a diferença de temperatura entre a superfície e o núcleo da forja é > 50 °C,gerando tensão térmica (σ=EαΔT)Quando a resistência de rendimento do material é superior a σ (por exemplo, 7075 a 400°C), ocorre a fissuração.Superposição de tensões de transformação de fase: quando a liga de alumínio da série 2 é aquecida a 500 °C, a taxa de dissolução da fase θ (CuAl2) é desigual,e a tensão de transformação de fase local é sobreposta à tensão de forja, fazendo com que a rachadura se estenda ao longo do limite do grão.
III. Contramedidas de processo anticracking
1- Controlos de aquecimento e isolamento de gradientesCurva de aquecimento por etapas:Secção de baixa temperatura (200-300°C): taxa de aquecimento de 5°C/min, elimina a tensão interna da caixa;Secção de temperatura média (300-400°C): velocidade 10°C/min, promover a distribuição uniforme da segunda fase;Secção de alta temperatura (400 - temperatura definida): taxa de 5°C/min, garantir uma temperatura uniforme.Cálculo do tempo de isolamento: de acordo com a espessura do billete (mm) × 1,5-2min/mm, por exemplo, billete 7075 de 100 mm de espessura, isolamento a 430 °C durante 2,5-3h, de modo a que a fase de reforço seja totalmente dissolvida.
2. Preaquecimento por matrizes e forja isotérmicaCombinação da temperatura do molde: antes da forja, o molde é pré-aquecido a 250-300°C (6 séries) ou 180-220°C (7 séries) para reduzir a tensão da diferença de temperatura causada pelo resfriamento rápido da forja.Tecnologia de forja isotérmica: Forja a uma baixa velocidade de 0,01-0,1 mm/s numa servopressa, enquanto a barra de aquecimento incorporada no molde mantém a temperatura do billete a ±3°C,que é adequado para carcaças de baterias complexas de parede fina (espessura da parede 0,2 mm, as microfissuras sob a escama de óxido se expandirão a alta temperatura),e utilizar a limpeza de tiro ou lavagem alcalina para o pré-tratamento.Controle de ensaio não destrutivo: detecção de falhas por ultra-som a 100% (frequência 2.5-5MHz) após forjar para detectar o afrouxamento do limite do grão causado pela sobrequeimação (amplitude de reflexão ≥φ2mm equivalente a buraco plano no fundo).
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Como alcançar os requisitos de proteção ambiental no processo de produção de peças fundidas de magnésio?
2025-06-16
Na produção deFusões de magnésio, a realização dos requisitos de protecção do ambiente deve decorrer de todo o processo de fundição, fundição e pós-processamento, sendo o tratamento dos gases de combustão de fundição um elo fundamental.A seguir está uma explicação de dois aspectos: sistema de medidas de protecção do ambiente e tecnologia de tratamento de gases de combustão:
一- medidas de protecção do ambiente para todo o processo defundição de magnésioProdução1Ligação de fusão: controlo da fonte de poluição e otimização energéticaTecnologia de fusão de baixa poluiçãoUsar a fusão de proteção de gases inertes (como o gás misturado CO2, SF6) para substituir o fluxo de sal de flúor tradicional e reduzir a emissão de gases tóxicos como o flúor de hidrogénio (HF) e o cloro (Cl2).Por exemplo:, uma fábrica alemã utiliza proteção SF6 de CO2+0,1% e a concentração de flúor nos gases de combustão é reduzida de 50mg/m3 para menos de 5mg/m3 (a norma de emissões da UE é de 10mg/m3).Promover a utilização de fornos de fusão por indução elétrica para substituir os fornos a óleo, aumentar a taxa de conversão de energia para 85% (os fornos a óleo são cerca de 60%) e reduzir as emissões de NOx em 40% a 60%.Recuperação de resíduos e controlo do consumo de energiaEstabelecer um sistema de circulação fechada para processar as fichas de magnésio, os materiais de porta e outros resíduos por meio de trituração, filtragem e refogamento, com uma taxa de recuperação superior a 95%.Uma empresa doméstica reduz as emissões de resíduos sólidos em 2O consumo energético aumentou em 12% por ano através da tecnologia de reciclagem direta de resíduos.
2- Fusão e pós-processamento: inovação de processos para reduzir a poluiçãoMenos/nenhum processo de corteA fundição a óleo sob alta pressão permite a formação quase líquida deFusões de magnésio(tolerância dimensional ± 0,1 mm), reduz os processos de usinagem, reduz o uso de fluido de corte em 70% e reduz a geração de resíduos em 50%.Tratamento de superfícies verdesEm vez de galvanização hexavalente com cromo, utilizar passivação sem cromo (como tratamento com silano, filme de conversão de terras raras),e a DCO das águas residuais (demanda de oxigénio químico) é reduzida de 500 mg/l para menos de 100 mg/lPor exemplo, uma casca de bateria de um veículo de energia nova utiliza revestimento de silano, que tem um teste de salinagem de 1.000 horas sem corrosão e reduz os custos de tratamento de águas residuais em 30%.
3Gestão global dos resíduosTratamento de águas residuaisEstabelecer um sistema de tratamento de três níveis: tanque regulador (valor de pH neutralizador) → precipitação química (eliminação de íons de metais pesados) → filtragem por membrana (taxa de eliminação de COD 90%),O efluente pode ser reutilizado no sistema de arrefecimento, e a taxa de reutilização da água atinge 85%.Classificação e eliminação dos resíduos sólidosApós a escória de fusão é magneticamente separado para recuperarMagnésioA destilação da escória é realizada através de uma regeneração do agente de libertação de resíduos e a taxa de recuperação atinge 80%.
二Tecnologia de base paraMagnésioTratamento de gases de fusão1Composição e características dos gases de combustãoPrincipais poluentes: poeira de MgO (60-70%), flúor (HF, MgF2), vapores de metais em traços (como Zn, Pb) e voláteis orgânicos (produtos de decomposição do agente de libertação).Características dos gases de combustão: alta temperatura (300-500°C), tamanho das partículas de poeira fina (0,1-10μm) e fluoreto altamente corrosivos.
2Tecnologias de tratamento e combinações de processos convencionais(1) Tecnologia de purificação a secoEliminação da poeira dos sacos + adsorção de carbono ativadoPrincípio: O gás de combustão é primeiro arrefecido a 120-150 °C pela caldeira de calor residual, depois passado através de um coletor de poeira em saco (material de saco de filtro é PTFE, eficiência de filtragem ≥ 99,9%) para remover a poeira MgO,e finalmente através de uma torre de adsorção de carbono ativado para remover o flúor e poluentes orgânicos.Caso: Uma fábrica de tubos de rodas de liga de magnésio adota este processo e a concentração de emissão de poeira é < 10 mg/m3, e o flúor é < 1 mg/m3,que cumpre os valores-limite especiais de emissão da "Norma de Emissão de poluentes atmosféricos dos fornos industriais" da China (GB 9078-1996).
Precipitador eletrostático + desfluorização secaPrincípio: O precipitador eletrostático (ESP) utiliza um campo elétrico de alta tensão para capturar poeira (eficiência ≥99%),e, em seguida, gera CaF2 (eficiência de reação ≥ 95%) pulverizando cálcio em pó (CaO) e HF, e, finalmente, o produto é capturado por um coletor de pó de saco.
Vantagens: adequado para cenários de grande volume de gases de combustão (> 100 000 m3/h), baixo custo de pó de cálcio (cerca de 500 yuans/tonelada), mas deve ser prestada atenção à eliminação de resíduos sólidos de CaF2 em conformidade.(2) Tecnologia de depuração húmidaLimpeza + Desnecessário + Tratamento de NeutralizaçãoProcesso:Os gases de combustão passam através do depurador (pulverização de NaOH, pH=10-12) para absorver HF e reagir para gerar NaF;Demister (malha de arame ou placa de ciclone) remove o vapor de água com teor de gotículas < 50 mg/m3;Após a passagem das águas residuais pelo reservatório de neutralização (adição de H2SO4 para ajustar o pH para 6-9), o Mg (OH) 2 e outros sedimentos são removidos através do reservatório de sedimentação.Eficiência: taxa de eliminação de flúor ≥ 98%, poeira ≤ 5 mg/m3, mas é necessário um sistema de tratamento de águas residuais e há um problema de "coroa branca" de gases de combustão (condensação de vapor de água).(3) Processo integrado de composiçãoRecuperação de calor residual + remoção de poeira seca + desfluorização húmida combinaçãoScenário de aplicação: linha de produção de fundição de magnésio de ponta (como peças aeroespaciais), que exige emissões de poluentes ultra-baixas (polvo ≤ 5 mg/m3, flúor ≤ 0,5 mg/m3).Pontos técnicos:A caldeira de calor residual recupera o calor dos gases de combustão para pré-aquecimento do ar de combustão, com uma taxa de economia de energia de 15% a 20%;A secção seca utiliza um coletor de poeira em saco de pulso (precisão de saco de filtro 0,2 μm);A secção úmida utiliza um depurador de dois estágios (solução NaOH+Na2S) para assegurar a remoção profunda de flúor.
三- Tecnologia de protecção do ambiente inovação e tendências1Desenvolvimento de novos fluxos ecológicosDesenvolver fluxos sem flúor (como o sistema MgO-CaO-Al2O3) para reduzir as emissões de flúor da fonte.Um fluxo de óxido composto desenvolvido por uma empresa japonesa reduz a concentração de flúor nos gases de combustão para menos de 1 mg/m3, e a escória pode ser directamente utilizada como material de pavimentação.
2Sistema inteligente de monitorização dos gases de combustãoImplementar instrumentos de monitorização em linha (como monitores de poeira a laser e analisadores de flúor infravermelho) para ajustar os parâmetros dos equipamentos de remoção de poeira e dessulfuração em tempo real.Uma instalação de fundição por impressão de ligas de magnésio utiliza um sistema de controlo PLC para controlar a flutuação do consumo de energia do tratamento dos gases de combustão no limite de ± 5%., poupando 100.000 kWh de eletricidade por ano.
3Gerenciamento da pegada de carbono e neutralidade de carbonoAlgumas empresas compensam as emissões de carbono no processo de fusão através da aquisição de electricidade verde e da instalação de centrais fotovoltaicas.A oficina de fundição de magnésio da fábrica da Tesla em Xangai usa 100% de eletricidade renovável, e as emissões de carbono do sistema de tratamento de gases de combustão são 80% inferiores às dos processos tradicionais.
Resumo: Do "tratamento final do tubo" à "fabricação ecológica"A protecção do ambiente da produção de fundição de magnésio deve ser impulsionada pela "inovação tecnológica + otimização da gestão":Tratamento de gases de combustão de fusão necessários para selecionar processos secos/ húmidos/compostos de acordo com a capacidade de produção e os requisitos de emissões, e a produção limpa (como a fusão sem flúor e a reciclagem de resíduos) devem ser implementadas durante todo o processo.À medida que as normas de proteção ambiental se tornam mais rigorosas (como os limites especiais de emissão para a indústria de magnésio que a China planeia implementar em 2025), a tecnologia de produção de fundição de magnésio de baixa poluição e baixa energia tornar-se-á a competitividade central para o acesso da indústria.
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Quais são as aplicações dos fundidos de titânio no campo dos implantes médicos?
2025-06-12
1Requisitos fundamentais dos materiais de implantes médicos: biocompatibilidade, correspondência mecânica e segurança a longo prazoOs implantes humanos devem satisfazer os seguintes requisitos:Não toxicidade e alergenicidade: os materiais não podem liberar substâncias nocivas ou induzir respostas imunes;Compatibilidade mecânica: a resistência do implante e o módulo elástico devem estar próximos do tecido ósseo para evitar a "blindagem por esforço" que conduza à atrofia óssea;Resistente à corrosão dos fluidos corporais: permanece estável no ambiente eletrolítico humano (sangue e fluidos dos tecidos com pH de 7,3-7,4).
2- Biocompatibilidade das colagens de titânio: base científica para a "coexistência harmoniosa" com o corpo humanoCapacidade de integração da superfície inerte e do osso
Titânioforma uma película de óxido de TiO2 em nanoescala num ambiente fisiológico e a sua composição química é semelhante à da hidroxiapatita (Ca10(PO4) 6 ((OH) 2) dos ossos humanos,que podem induzir a ligação e proliferação de osteoblastosOs dados clínicos mostram que:A força de ligação entreTitânioImplantes e tecido ósseo podem atingir 15-25 MPa (equivalente a 70% da resistência da interface óssea natural);A deposição de novo tecido ósseo noTitânioA duração do tratamento pode ser observada 6-8 semanas após a cirurgia (em comparação com mais de 12 semanas para implantes de aço inoxidável).Nenhum risco de libertação de íons metálicosO potencial do eléctrodo padrão deTitânioé de -1,63 V, que está em estado passivado no ambiente do corpo humano, e a liberação de íons é < 0,1 μg/L (muito inferior aos 5 μg/L especificados na norma ISO 10993).Implantes de aço inoxidável podem libertar íons alergênicos, tais como Ni2+ e Cr3+, causando dermatite de contacto (a incidência é de cerca de 5% a 10%).
3Aplicação deFusões de titânioem próteses ortopédicas: soluções tridimensionais desde a substituição articular até à fixação da coluna vertebral1Articulações artificiais: uma linha de vida que substitui o desgastePróteses da articulação do quadril: as cápsulas acetabulares e as hastes femorais fundidas com ligas de titânio (como Ti-6Al-4V ELI) apresentam as seguintes características:Resistência ao desgaste: Após a superfície ser pulverizada com plasma com revestimento de hidroxiapatita, a taxa de desgaste é inferior a 0,1 mm/ano (melhor que a liga cobalto-cromo-molibdênio);Crescimento ósseo: revestimento poroso de titânio (porosidade 60%-70%, tamanho de poro 300-500μm) pode promover o crescimento de células ósseas para formar um "bloqueio mecânico".Caso: O sistema de substituição de quadril Mako assistido por robô da Zimmer Biomet usa próteses de fundição de titânio com uma taxa de sobrevivência de 10 anos de mais de 95%.Próteses da articulação do joelho: os planaltos tibiais e os cóndilos femorais feitos de fundições de titânio podem alcançar um design de superfície curva complexa através de fundição de investimento, adequando-se à estrutura anatômica humana,e reduzir o risco de concentração de stress.2Sistema de fixação interno da coluna vertebral: remodelar a estabilidade da coluna vertebralCaixa de titânio: utilizada para fusão lombar, a estrutura de malha da gaiola de titânio fundido pode ser preenchida com osso autólogo e o seu módulo elástico (110 GPa) é próximo do osso canceloso (1-10 GPa),redução da blindagem de tensão das vértebras adjacentes;Parafuso pedicular: A precisão do design do fio dos parafusos de fundição de titânio pode atingir ± 0,05 mm e o dano ao córtex ósseo durante a implantação é 30% menor do que o dos parafusos de aço inoxidável.3- Reparação de traumatismos: "apoio invisível" para fixação de fraturasPlacas e parafusos ósseos: as peças fundidas de titânio podem ser feitas em placas ultrafinas (espessura 1,5-2 mm), que são adequadas para pequenas fraturas ósseas nas mãos e nos pés.O desenvolvimento postoperatório por raios-X é claro e não afeta o diagnóstico por imagem;Nail intramedulário: A resistência à torção das unhas intramedulárias de liga de titânio é 20% superior à do aço inoxidável,que é adequado para a fixação de fraturas ósseas longas (como fraturas do eixo femoral).
IV. Aplicação de molduras de titânio em implantes orais: "Reconstrução funcional" desde o único dente até a restauração da boca inteira1Implante dentário único: "simulação mecânica" comparável a dentes reaisCorpo do implante: implantes cilíndricos ou cônicos feitos de fundições de titânio, após o tratamento da superfície com gravação ácida de arejamento (SLA), o tempo de ligação óssea pode ser reduzido para 3-4 semanas.Por exemplo::A taxa de sobrevivência a 5 anos dos implantes de Swiss Straumann (Ti-6Al-4V ELI) é > 98% e a taxa de sucesso é 5% a 8% superior à dos implantes de titânio puro;Conexão do pilar: A precisão de conexão do pilar de fundição de titânio e do implante é de 50μm, o que pode reduzir o crescimento bacteriano causado por micro-lacuna.2Implantes bucais e restaurações maxilofaciais: fundição de precisão de estruturas complexasSuporte de implante de boca cheia todo-em-4: Suportes de liga de titânio são fabricados através de tecnologia de fundição de investimento, que pode fixar 4-6 implantes de uma só vez para apoiar a restauração da dentadura,e reduzir o peso em 40% em comparação com as restaurações segmentadas tradicionais;Restaurações maxilofaciais: as fundições de titânio podem ser personalizadas para fabricar restaurações de defeitos maxilofaciais complexos, como ossos zigomáticos e mandíbulas.Próteses maxilofaciais de titânio da empresa alemã BEGO são modeladas com dados de TC, e o erro de ajuste é inferior a 0,3 mm.
5- Outras aplicações inovadoras dos materiais fundidos de titânio no domínio médicoImplantes cardiovasculares:
De teor, em peso, em peso, de níquel(liga de memória) são usadas para fabricar stents vasculares, que restauram a forma pré-estabelecida à temperatura corporal e suportam o diâmetro interno do vaso sanguíneo.A sua flexibilidade é 5 vezes superior à dos stents de aço inoxidável;Implantes auditivos:As cadeias ossiculares artificiais feitas de fundidos de titânio pesam apenas 0,1-0,3 g, e sua eficiência de condução sonora é 30% superior à dos implantes plásticos.São adequados para pacientes com perda auditiva condutiva.;Reparação de tecidos moles:
Titânio- os adesivos revestidos são usados para a reparação de hérnia abdominal.A sua estrutura porosa pode promover o crescimento do tecido fibroso e reduzir o risco de deslocamento do adesivo (a taxa de deslocamento dos adesivos de polipropileno tradicionais é de cerca de 8% a 12%)..
VI. Tendências futuras: da "substituição funcional" à "integração biologicamente activa"Atualização da tecnologia de modificação de superfície:A superfície das peças fundidas de titânio é revestida com vidro bioativo (como o Bioglass® 45S5), que pode liberar íons Ca2+ e PO43- para promover a mineralização óssea e acelerar a integração óssea;Combinação de impressão 3D e fundição:Primeiro, usar a tecnologia SLM para imprimir porosoTitânioestruturas, em seguida, preencher conchas densas de titânio através de fundição de investimento para obter uma estrutura composta de "superfície porosa + núcleo denso",ao mesmo tempo que satisfaz as necessidades de crescimento ósseo e suporte mecânico;
Investigação e desenvolvimento de ligas de titânio degradáveis:Magnésio ligadoTitânio(como Ti-2Mg-3Zn) pode ser degradado lentamente no organismo, liberando íons de magnésio para promover a osteogênese, e é adequado para fixação a curto prazo (como fixação de fraturas em crianças).Conclusão: As colagens de titânio tornaram-se o "material de ouro" no domínio dos implantes médicos, com a sua excelente biocompatibilidade, propriedades mecânicas e capacidades de moldagem de precisão.De grandes articulações ortopédicas a microimplantes orais, as suas vantagens não se limitam a substituir os tecidos danificados, mas também a promover o desenvolvimento da medicina regenerativa através da "interação harmoniosa" entre os materiais e o corpo humano.Com inovações na engenharia de superfícies e no projeto de ligas, a aplicação de moldes de titânio na medicina personalizada e no tratamento de precisão continuará a aprofundar-se, proporcionando aos doentes soluções de implante mais duradouras e confortáveis.
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