鎳由于具有良好的機(jī)械強(qiáng)度、延展性和很高的化學(xué)穩(wěn)定性而廣泛應(yīng)用于不銹鋼、電鍍、電池、化工等領(lǐng)域，基本涵蓋了從民用產(chǎn)品到航天航空、導(dǎo)彈、潛艇、原子能反應(yīng)堆等各個(gè)行業(yè)，成為發(fā)展現(xiàn)代航空工業(yè)、國防工業(yè)和建立人類高水平物質(zhì)文化生活的現(xiàn)代化體系不可缺少的金屬。
01
鎳的定義
純鎳是銀白色的金屬，熔點(diǎn)高(1455度)，力學(xué)功能和冷、熱壓力加工功能好，耐腐蝕性，是耐熱濃堿溶液腐蝕的好材料，耐中性和微酸性溶液以及有機(jī)溶劑，在大氣、淡水和海水中化學(xué)性安穩(wěn)，但不耐氧化性酸和高溫含硫氣體的腐蝕。一般用作機(jī)械、化工設(shè)備的耐腐蝕構(gòu)建，精密儀器結(jié)構(gòu)件，電子管和無線電設(shè)備零件，器械及食品工業(yè)餐具器皿等。
02
鎳合金
鎳合金又稱為鎳基合金 是以鎳為基加入其他元素組成的合金。1905年前后制出的含銅約30%的蒙乃爾（Monel）合金，是較早的鎳合金。鎳具有良好的力學(xué)、物理和化學(xué)性能，添加適宜的元素可提高它的抗氧化性、耐蝕性、高溫強(qiáng)度和改善某些物理性能，在化工、電子、醫(yī)療、航空航天等部門有著廣泛的用途。
03
鎳合金的分類及特點(diǎn)
鎳合金按用途可分為：
（1）鎳基高溫合金：主要合金元素有鉻、鎢、鉬、鈷、鋁、鈦、硼、鋯等。其中鉻起抗氧化和抗腐蝕作用，其他元素起強(qiáng)化作用。在650～1000℃高溫下有較高的強(qiáng)度和抗氧化、抗燃?xì)飧g能力，是高溫合金中應(yīng)用最廣、高溫強(qiáng)度最高的一類合金。用于制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片和火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、核反應(yīng)堆、能源轉(zhuǎn)換設(shè)備上的高溫零部件。
（2）鎳基耐蝕合金：主要合金元素是銅、鉻、鉬。具有良好的綜合性能，可耐各種酸腐蝕和應(yīng)力腐蝕。最早應(yīng)用的是鎳銅合金，又稱蒙乃爾合金；此外還有鎳鉻合金、鎳鉬合金、鎳鉻鉬合金等。用于制造各種耐腐蝕零部件。
（3）鎳基耐磨合金：主要合金元素是鉻、鉬、鎢，還含有少量的鈮、鉭和銦。除具有耐磨性能外，其抗氧化、耐腐蝕、焊接性能也好?？芍圃炷湍チ悴考部勺鳛榘膊牧?，通過堆焊和噴涂工藝將其包覆在其他基體材料表面。
（4）鎳基精密合金：包括鎳基軟磁合金、鎳基精密電阻合金和鎳基電熱合金等。最常用的軟磁合金是含鎳80%左右的坡莫合金，其最大磁導(dǎo)率和起始磁導(dǎo)率高，矯頑力低，是電子工業(yè)中重要的鐵芯材料。鎳基精密電阻合金的主要合金元素是鉻、鋁、銅，這種合金具有較高的電阻率、較低的電阻率溫度系數(shù)和良好的耐蝕性，用于制作電阻器。鎳基電熱合金是含鉻20%的鎳合金，具有良好的抗氧化、抗腐蝕性能，可在1000～1100℃溫度下長期使用。
（5）鎳基形狀記憶合金：含鈦的鎳合金。其回復(fù)溫度是70℃，形狀記憶效果好。少量改變鎳鈦成分比例，可使回復(fù)溫度在30～100℃范圍內(nèi)變化。多用于制造航天器上使用的自動(dòng)張開結(jié)構(gòu)件、宇航工業(yè)用的自激勵(lì)緊固件、生物醫(yī)學(xué)上使用的人造心臟馬達(dá)等。
04
鎳合金在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
家電產(chǎn)品
交通工具
廚房衛(wèi)浴
05
成型工藝
金屬常見的鑄造工藝、沖壓工藝等都是鎳合金加工的常用方式。
（1）鍛造：鍛造是最普遍的金屬加工工藝，通過反復(fù)將金屬加熱錘擊淬火，直到得到想要的形狀。適合單件和小批量生產(chǎn)。
工藝流程：開合模具鍛造：加熱的金屬塊通過上下模具錘壓成型，用于延長金屬形狀，必須由經(jīng)驗(yàn)豐富的操作工手工操作；閉合模具鍛造：加熱的金屬塊（黃色部分）通過上下模具錘壓成型，用于金屬的快速成型
（2）沖壓成型：是一種金屬冷處理加工方法，又被稱之為冷沖壓或板料沖壓，借助沖壓設(shè)備的動(dòng)力，使金屬板材在模具內(nèi)直接受力成型，沖壓的零件廣泛應(yīng)用于汽車零件制造和家用電器的制造。適合大批量生產(chǎn)。
工藝流程：將金屬板材固定在模具臺(tái)面上 → 沖頭垂直下落，使金屬板材在模具內(nèi)部受力成型 → 沖頭上升，零件被取出等待下一步修邊打磨工序，整個(gè)過程在1s-1min左右
（3）失蠟成型：是一種少切削或無切削的精密鑄造工藝，生產(chǎn)出的鑄件尺寸精度、表面質(zhì)量比其它精密鑄造方法要高。
工藝流程：
步驟1：將熔化的液態(tài)蠟注入到事先準(zhǔn)備好的金屬模具中，冷卻凝固后形成多個(gè)蠟制部件
步驟2：利用蠟熔點(diǎn)低的特點(diǎn)，將單個(gè)蠟制部件組合連接成一個(gè)樹狀結(jié)構(gòu)
步驟3：將組合好的蠟制樹狀結(jié)構(gòu)浸泡在陶瓷漿料中
步驟4：在陶瓷表面噴上耐高溫防火粒子
步驟5：在500°-1095°的高溫烤箱中，內(nèi)部的蠟將熔化并且流失殆盡，形成一個(gè)空心的陶瓷樹狀結(jié)構(gòu)
步驟6：將熔化的液態(tài)金屬（灰色部分）注入，并且填滿陶瓷的空心腔體內(nèi)
步驟7：等待腔體內(nèi)的液態(tài)金屬完全冷卻固化后，將外表面的陶瓷硬殼敲碎，最后將單個(gè)金屬零件從樹狀結(jié)構(gòu)中切割分離
06
鎳合金檢測
合格的鎳合金需要進(jìn)行以下檢測：
抗氧化性能、鹽霧試驗(yàn)、熱膨脹系數(shù)、大氣腐蝕、拉伸強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度、剪切強(qiáng)度、拉伸蠕變、應(yīng)力松弛、斷口分析、金相分析、彎曲試驗(yàn)等。
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