TZM-Platte
Überblick
TZM-Materialist eine hochleistungsfähige feuerfeste Metalllegierung mit einer Molybdänmatrix und Zusätzen aus Titan (0,4-0,55 %), Zirkonium (0,06-0,12 %) und Kohlenstoff (0,01-0,04 %). Durch den Zusatz von Titan, Zirkonium und Kohlenstoff wird die Hochtemperaturfestigkeit und Kriechfestigkeit erheblich verbessert, während gleichzeitig eine hervorragende thermische Stabilität und Wärmeleitfähigkeit erhalten bleibt. TZM-Platten werden häufig in Anwendungen unter extremen Umgebungsbedingungen wie Triebwerkskomponenten für die Luft- und Raumfahrt, Auskleidungen von Hochtemperatur-Industrieöfen, heißisostatischen Pressgeräten und Kernreaktorstrukturen eingesetzt. FANMETAL, ein Nichteisenmetalllieferant mit über 20 Jahren Produktions- und Exporterfahrung, bietet ebenfalls anTZM-Stäbe, Molybdänfolie, TZM-Röhrenund andere Produkte aus Molybdän und Molybdänlegierungen.
TZM-Materialeigenschaften
Hervorragende Hochtemperaturfestigkeit
Selbst bei hohen Temperaturen von 1.000 bis 1.400 Grad behält es seine Festigkeit und Kriechfestigkeit bei, die weit über denen von reinem Molybdän liegen, was es zu einer idealen Wahl für Hochtemperatur-Strukturteile macht.
Hohe Rekristallisationstemperatur
Etwa 1300–1400 Grad, was etwa 300 Grad höher ist als bei reinem Molybdän (~1000 Grad). Es lässt sich bei hohen Temperaturen nicht leicht erweichen und verformen und weist eine gute strukturelle Stabilität auf.
Hervorragende Wärmeleitfähigkeit
Es verfügt über eine gute Wärmeleitfähigkeit (≈142 W/m·K) und einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten (≈5,3×10⁻⁶/K bei 20–1000 Grad), wodurch es für Präzisionskomponenten mit hohen Temperaturen geeignet ist.
Hervorragende mechanische Eigenschaften
Die Zugfestigkeit, Streckgrenze und Dehnung bei Raumtemperatur sind sehr hoch und vereinen Festigkeit mit einer gewissen Plastizität, wodurch es einfacher zu verarbeiten ist als die meisten anderen Refraktärmetalle.
Dimension
|
Hauptmaterial |
Titan-Zirkonium-Molybdänlegierung |
|
Reinheit |
Größer oder gleich 99,95 % |
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Breite |
100–600 mm |
|
Länge |
500-2000mm |
| Dicke | 3-100mm |
|
Dichte |
.g/cm3 |
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Streckgrenze |
800–1000 MPa |
|
Oberfläche |
Schwarzes Oxid, chemisch gereinigt, Polieren, alkalisches Waschen |
|
Standard |
ASTM B386, GB/T 3463-2017, DIN 17320 |
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Zertifizierung |
ISO 9001 |
|
Komponente |
Gew. % |
|
C |
0.01 - 0.04 |
|
Fe |
Maximal 0,01 |
|
H |
Maximal 0,0005 |
|
Mo |
Rückstand (größer oder gleich 99,2) |
|
N |
Maximal 0,002 |
|
Ni |
Maximal 0,005 |
|
O |
Maximal 0,03 |
|
Si |
Maximal 0,005 |
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Ti |
0.4 - 0.55 |
|
Zr |
0.06 - 0.12 |
Anwendung
1. Hochtemperatur-Industrieöfen und Wärmebehandlungsgeräte
- Als Heizelemente und Träger: Geeignet für Öfen, die unter 1800 Grad betrieben werden, und weist eine höhere Verformungsbeständigkeit auf als reines Molybdän. Verhindert Kurzschlüsse-der Heizelemente und verlängert die Wartungsintervalle des Ofens.
- TZM-Legierungsplatte als Träger für Isolier-/Reflexionsschirme: In Vakuum- und Wasserstofföfen untermauert sie mehrschichtige Isoliermaterialien (z. B. Molybdänfolie, Graphitfilz). Es ist beständig gegen Oxidation und Kriechen und verhindert das Zusammenfallen der Isolierschicht, was zu übermäßigen Temperaturgradienten im Ofen führt.
- Eingearbeitet in Ofenauskleidungen und Materialschalen: Unterstützt Hochtemperatur--Werkstücke (z. B. Metallschmiedeteile, Keramikrohlinge) mit Kriechfestigkeit und Dimensionsstabilität, stellt die Ebenheit des Werkstücks sicher und minimiert Verarbeitungsfehler.
- Dient als Substrat für Thermoelement-Schutzrohre: Wird in Hochtemperatur--Messsystemen verwendet, um die strukturelle Integrität aufrechtzuerhalten, eine Verformung des Substrats zu verhindern, die zu einer Fehlausrichtung der Rohre führen könnte, und die Messgenauigkeit sicherzustellen.
2. Anwendungen in der Luft- und Raumfahrtindustrie
- Herstellung von Düsenhalsauskleidungen für Raketentriebwerke: Hält 3000 K Gaserosion und thermischen Belastungen stand und gewährleistet einen stabilen Triebwerksbetrieb unter extrem hohen{2}Temperaturbedingungen.
- Anwendung als thermische Strukturkomponenten für Hyperschallfahrzeuge: Zum Beispiel Flügelvorderkanten und Nasenkonus-Stützstrukturen (die eine Beschichtung erfordern), die dafür ausgelegt sind, Umgebungen mit hohen Temperaturen während Hyperschallflügen standzuhalten.
- Produktion von Satelliten-Triebwerkselektroden und Wärmedämmplatten: Kompatibel mit Ionenantrieb oder elektrothermischen Antriebssystemen, um betriebliche Anforderungen in extremen Weltraumumgebungen zu erfüllen.
3. Herstellung von Glas und optischen Materialien
- TZM-Molybdänlegierungsplatte als Substrat für geschmolzene Glaselektroden und Rührer: Wird in Schmelzöfen für Flüssigkristallglas und optisches Glas verwendet und widersteht der Korrosion der Glasschmelze, um stabile Schmelz- und Rührprozesse sicherzustellen.
- Eingearbeitet in Zufuhrkanal-Angussplatten und Durchflusskontrollplatten: Regulieren den Hochtemperatur--Fluss von geschmolzenem Glas ohne Verformung bei erhöhten Temperaturen und garantieren so eine präzise Durchflusskontrolle.
- Dienen als Formstützplatten: Werden beim Heißpressen -optischer Präzisionskomponenten eingesetzt, um die strukturelle Integrität der Form aufrechtzuerhalten und die Genauigkeit der Formung optischer Elemente sicherzustellen.
4. High-End-Fertigungssektor
- TZM Molybdän für die Herstellung von Hochtemperaturbasen und Heizschalen in Halbleitergeräten: Angepasst für das epitaktische Wachstum von Verbindungshalbleitern, erfüllt es die Anforderungen der Halbleiterfertigung an hohe Temperaturen und außergewöhnliche Sauberkeit.
- Wird als Hochtemperaturkomponenten und Target-Trägerplatten in Ionenimplantatoren verwendet: Gewährleistet die thermische Stabilität von Komponenten und zuverlässige Targetunterstützung während Ionenimplantationsprozessen.
- Erstellt Tiegelstützstrukturen für Saphir-/Siliziumkarbid-Kristallwachstumsöfen: Hält extremen Temperaturen während des Kristallwachstums stand, sorgt für eine stabile Tiegelplatzierung und verbessert die Kristallqualität.
- Hergestellt als Trägerplatten für Ziele und Strahlleitbleche von Hochenergiephysik-Geräten: Hält extremen Bedingungen in Hochenergiephysik-Experimenten stand und gewährleistet die Betriebssicherheit der Geräte.
- Dient als Substrat für Tiegel/Verdampfungsschiffchen in Vakuumbeschichtungsanlagen: Wird zum Verdampfen von hochschmelzenden Metallen oder Verbindungen verwendet und hält hohen Temperaturen während des Beschichtungsprozesses stand, um die Effizienz und Qualität der Beschichtung sicherzustellen.
Verfahren
① Wiegen Sie jedes Metallpulver genau gemäß dem TZM-Legierungszusammensetzungsstandard und mischen Sie es gleichmäßig in einer Kugelmühle unter einer inerten Atmosphäre.
② Verteilen Sie das gemischte Pulver gleichmäßig in Stahlformen und verwenden Sie kaltisostatisches Pressen, um einen Grünling mit hoher Dichte zu bilden. Der Grünling muss frei von Mängeln wie Rissen oder Delaminationen sein.
③ Hochtemperatur-Vakuumsintern führt zu einer Diffusionsbindung von Molybdänpulverpartikeln im Grünling. Gleichzeitig reagieren Titan und Zirkonium mit Kohlenstoff unter Bildung von „TiC- und ZrC-Hartphasen“, wodurch ein Sinterkörper mit hoher Dichte und Festigkeit entsteht.
④ Durch mehrere Warmwalzdurchgänge und anschließendes Kaltwalzen erfährt das Material eine plastische Verformung, um die gewünschte Blechdicke und -breite zu erreichen. Durch diese Verformung wird auch die Kornstruktur verfeinert, wodurch die mechanischen Eigenschaften weiter verbessert werden. (Nach jedem Walzdurchgang ist ein Glühen erforderlich, um die Blechabmessungen zu stabilisieren und Verformungen während der nachfolgenden Verarbeitung zu verhindern.)
⑤ Die Platten werden einer Nivellierung (zur Korrektur von Verwerfungen mithilfe von Richtmaschinen) und einem Zuschnitt (Zuschneiden auf Standardmaße gemäß Kundenanforderungen) unterzogen. Bestimmte High-End-Anwendungen erfordern ein weiteres Polieren oder Beschichten (z. B. Antioxidationsbeschichtungen).
⑥ Umfassende Qualitätsprüfung, einschließlich Analyse der chemischen Zusammensetzung, Maß- und Sichtprüfung, Mikrostrukturprüfung und spezielle Leistungsprüfung.
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