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本工艺规程适用于真空熔炼的钛及钛合金铸锭经加热、锻造、机加工等工序而制成棒坯、棒材、板坯、饼环材的生产，制定了每个生产工序的工艺制度和管理要求。
1简明工艺流程见表1。
2铸锭的准备
2.1生产工艺员在接到生产作业计划后,要仔细对计划部分内容进行审核,如有问题,及时和计划员沟通,确定无误后,方可编制生产工艺。并通知相关人员到库房领料。
2.2领料人员应根据GB/3620.1 钛及钛合金牌号和化学成分及化学成分允许偏差GB/3620.2及企标的有关规定，核对铸锭合格证，并核对合金牌号、锭号、规格和重量是否与实物相符，确认无误后，再进行转料。
2.3 铸锭转入锻造厂房应摆放整齐，将标识摆放于易看到的方位或用金属（记号笔）在铸锭的两端或表面将锭号明显标出。
2.4生产工艺员在投料前应仔细研究产品所执行的技术标准，保证其化学成份能满足该产品的技术要求。否则，不能投料。
2.5铸锭转入锻造车间后炉工在装炉前必须对铸锭进行涂层，涂层时将铸锭用垫木或导辊垫起，并将铸锭表面的杂脏物、油污用清洗剂擦洗干净后再涂防氧化涂层。
2.6涂层时将写锭号的地方不要涂,以便装炉前确认锭号是否正确。
2.7涂层的厚度应控制在0.2～0.4㎜。涂层后必须干透即24小时后方可装炉
铸锭
↓
涂层
↓
加热
↓
锻造
↓
↓↓↓
打磨刨面打磨
↓↓↓
加热修磨加热↓↓↓
锻造检查锻造↓↓↓
热处理称重刻口↓↓↓
机加板坯锯切↓↓
探伤平头倒角↓↓
取样
↓↓
检查
↓↓
修磨
↓↓
检查热处理↓↓
称重机加↓↓
包装探伤↓↓
棒材取样
↓
检查
↓
称重
↓
包装
↓
饼环材
3加热
3.1加热设备：天燃气炉、电阻炉。
3.2加热前准备。
3.2.1炉工装炉前应认真核对来料的牌号、锭号、规格、支数是否与工艺卡片相符，确认无误后，方可装炉。
3.2.2 加热设备与测温仪表应运转正常，否则不得使用，对测温仪表应每半年校对一次，并经常检查。对于科研用料或重要产品，在生产前应校核炉温。炉子在大修或长期停用后开始使用时，应校核炉温，炉子的均温区在正常情况下一个季度校核一次，并做好记录。
3.2.3装炉前炉内应清洁，不得有钢铁等非金属物及这些金属的氧化皮以及其它影响加热质量的物质存在。锭坯表面应清洁，不得有油污和其它脏物。
3.3注意事项
3.3.1当坯料的直径或边长大于300㎜时,必须采用分段式加热法,加热曲线见图1，具体规定见表2。
温度℃
≤
A B C
A——预热段 B——加热段 C——保温段
图1分段加热曲线
表2 A、B、C三段的加热时间
3.3.2装炉时料应放在炉膛的均温区，电炉加热时坯料与发热体之间的距离应大于100㎜，用天然气炉加热时，坯料与火焰之间的距离应大于300㎜，不能使火焰与坯料直接接触，防止加热不均和局部过烧。
3.3.3当不同牌号或锭号的铸锭或坯料同装一炉时，应给予明显标记，并将坯料在炉内的位置标记在炉工记录本上，不得混料，同锭号的料装一炉时，每支料的节号在炉内的位置也应记录清楚，节号也不能混。对于饼坯材的坯料在装炉尽量采用立装的方式。
3.3.4装炉量视炉底大小不可过多，锭坯之间应有间隙，以保证加热均匀。
3.3.5在加热过程中，应始终保持炉内为微氧化气氛，以减少锭坯吸氢。
3.3.6在自动测温仪表上的记录纸上，炉工应注明日期、本班被加热坯料的牌号、锭号、节号、规格及操作者的姓名。且妥善保管，每月底交生产技术部门统一保存。
3.3.7加热过程中，若设备发生故障，不能继续生产，因加热保温时间超过表3规定时，可采取降温措施。将加热温度降低100～200℃保温，但不得超过2～4小时（大料取上限，小料取下限）。否则应做扒炉处理。对降温和扒炉料应在记录本上作详细记录，并对扒炉料应作好标记。
表3
4锻造
4.1锻造设备:2000t油压机 750㎏空气锤
4.2锻前准备
4.2.1操作手在生产前首先要看设备运转情况记录,且试车检查设备运转是否正常,若有问题及时通知维修工进行处理。
4.2.2班组每个成员要明确本班的生产任务，了解工艺卡片上的工艺要求,制定出本班的锻造次序。
4.2.3每个成员依据自己的职责准备好本班生产所需的工具。象吊钳、模具、摔子、冲头、剁刀、卡规、尺子等。
4.2.4对于一些合金料或尺寸较小(小料温降快)的料在锻造前，锤头、摔子、冲头、剁刀等工具应在150～300℃温度范围内进行充分预热，以保证锻造质量，防止裂纹产生。
4.3棒材的锻造
4.3.1棒材的锻造主要是拔长,整个锻造过程可分为开坯锻造、中间（半成品）锻造和成品锻造。铸锭第一火锻造称为开坯锻造，其余为中间锻造和成品锻造。
4.3.2铸锭开坯时，按照“一轻二重三小”的原则。即铸锭开坯时，首先要轻锻、快锻，每行程压下量要小，纯钛每次不超过80㎜，合金每次不超过60㎜；当总变形量达20～30%（锻造比1.25～1.43）时，每行程压下量可加大，纯钛为80～100㎜，合金为60～80㎜；当变形基本结束或温度相当低时，应逐渐减小变形量，以避免产生裂纹。
4.3.3正常进行锻造拔长时，送进量（Lo）一般为锤头宽度（B）的0.75 ，即Lo=0.75B。例如:对于2000t油压机，B=400㎜，那么Lo=0.75B=338㎜,而压下量不得大于送进量的2/3，即ho-h=2/3 Lo。以免产生折叠,造成必须打磨 ,浪费人力且影响成品率。若工艺卡没有要求满锤头锻,一般按正常锻造对待。
4.3.4成品(摔圆完就可以交货的产品 )的前一火,要将坯料进行倒棱,即八方或十二方,尺寸大小要合适,不要太大也不要太小, 太大摔圆时容易造成折叠和不能完成此火摔圆工序, 太小不能满足成品尺寸。
4.3.5成品棒材的锻造主要是摔圆，摔圆时,第一遍要轻压,以免压折,第二遍在加大压下量,每根棒材最少压三遍,保证工艺卡要求的外径尺寸公差,并且利用坯料的余热进行矫直。若料温太低,但弯曲度不符合要求时,可重新加热进行矫直, 矫直加热温度一般取相变温度以下150～200℃,保温时间根据料的大小定,需要退火的棒材,退火后出炉时的温度正好可以进行矫直。
4.3.6弯曲度的要求:开坯和中间锻造后对坯料的弯曲度没有特殊要求,成品锻造时,对于黑皮交货的棒材其弯曲度为不大于6㎜/m。对于光棒交货的棒材其弯曲度为不大于3㎜/m。
4.3.7每火锻造完,按照工艺卡的要求长度进行热切, 热切温度见表5 ,因为,若温度太高,不易切断且容易变形而影响坯料尺寸, 若温度太低,需要的压力大,也不安全。两端的切斜度不大于直经的10%,且不得有明显的马蹄型,对于成品棒材不采用热切。
4.3.8对于切下来的料头必须要称重,将重量填写在工艺卡片上和记录本上,用沥青或其它方法写上牌号、锭号、字迹要清晰,并按牌号分类堆放整齐。
4.3.9每支料上均要用标清牌号、锭号、节号、规格,并且堆放整齐,以防混料。认真填写工艺卡上的每一栏。
4.4板坯的锻造
4.4.1锻造的板坯一般供轧制用料,轧机用料尺寸及铸锭的规格见表4.
4.4.2铸锭出炉后,为了能锻造出所需的板坯宽度,先将铸锭放在镦粗台上用盖板压扁后,再用操作机夹持进行锻造, 锻造时两头下锤时一定要满锤,以保证两头单鼓形外凸,这样的板头利于回收改制。
4.4.3板坯两端宽度方向的切斜度不大于15㎜, 两端面厚度方向的切斜度不大于10㎜,热切温度见表5,锻后利用板坯的余热要进行校平,不平度不大于7㎜/m。
4.4.4每块板坯均要标清牌号、锭号、节号、规格,并且堆放整齐,以防混料。认真填写工艺卡上的每一栏。
表4 供1200㎜用板坯尺寸及铸锭规格
表5 各种合金热切温度
注:其它合金可参照性能相近的合金温度进行热切。
4.5饼环材锻造
4.5.1锻制饼环材的坯料必须是圆盘锯切下料, 锯切完后必须进行平头倒角, 倒角15～20×45°。
4.5.2严格执行工艺卡的镦拔变形量, 镦拔时,一定要记住原轴向和径向,以保证最后回到原轴向,保证流线的正确性。镦粗时勤观察,出现歪扭要及时纠正,防止出现折叠,。4.5.3饼材是依据工艺卡的要求进行镦拔后,最终经过加热后整型而成为所需饼材尺寸,
其公差按工艺卡要求执行。
4.5.4环材的变形工序是坯料先经过加热后镦粗冲孔，再加热进行扩孔或拔长(工艺上制定)
4.5.5冲孔时冲头要对准中心,防止冲偏. 冲头一般冲进坯料高度的7/10左右为宜,利于翻转冲出余料.
4.5.6扩孔的方法：在一般情况下，采用芯棒扩孔，但有时也采用冲头扩孔法。扩孔时芯棒不要选的太小,否则,内孔造成梅花形压痕,以刚好能穿入为好,每火次可根据情况更换芯棒。拔长的方法：采用芯轴外加摔子进行。对于合金料,趁料温度高时,先将两头拔到尺寸,以防两头部降温快而出现裂纹造成报废。
5热处理
5.1热处理设备：电阻炉
5.2热处理前准备
参照工艺规程“3.加热前准备”条款，做好热处理前的准备工作。
5.3注意事项
5.3.1钛及钛合金棒材或试样坯可按表 6进行热处理
表 6
5.3.2热处理的保温时间根据产品规格规定为1mm/min+（10-30）min。对于异形件的热处理应在编制锻造工艺时，在工艺卡中另行制定加热温度及保温时间。
5.3.3装炉时料与料之间、料与炉底应保持不低于30mm距离。
5.3.4对于直径￠80-￠120棒材装炉量应控制在1.5吨以下；对于直径￠40-￠80棒材装炉量控制在0.8吨以下；直径小于￠40棒材控制在0.5吨以下；饼材、环材、锻件的装炉量在下达锻造工艺流程卡时另行规定。
5.3.5热处理过程中，保温时间达到上述要求时，应立即对热处理产品停止加热，并出炉进行空冷。产品出炉后应使用耐火砖垫起，与地面保持不低于50mm距离。并应保证同批产品在同一外界温度环境下空冷。
6机械加工
机械加工包括需要车光交货的棒材、饼材、环材及其它异型锻件的车削加工,板坯的刨铣加工。不同牌号的产品在车削加工、刨铣加工前,应清扫机床,以便于不同牌号钛屑的回收,归类。机械加工的速度控制在钛屑不氧化为准，钛屑的颜色为银白色。
6.1车削加工
6.1.1设备:CA6140A、CW6180D、CW61125B
6.1.2加工前准备
6.1.2.1检查设备运转是否正常。
6.1.2.2核对来料是否和工艺卡片相符。
6.1.2.3准确测量来料的实际尺寸,确定加工余量。
6.1.2.4选择合适的刀具,根据工艺卡,准备好所需测量工具。
6.1.2.5在车光或刻口前应打好中心孔。
6.1.3质量要求
6.1.3.1有探伤要求的产品其表面粗糙度≯3.2μm ,无探伤要求的产品其表面粗糙度≯6.3μm ,环材的内孔尺寸允许偏差执行负公差,其余均执行正公差。具体公差范围见工艺卡片。
6.1.3.2机加后的产品表面不允许有明显的台阶、刀痕,为了使有些产品也为正公差,局部可以有少量氧化皮或锻造缺陷,后序在技术标准允许的范围内使用砂轮修磨的方法进行清
除。
6.1.3.3每一件产品在加工前,必须将其标识记录在黑板上或其它地方, 加工完后立即移植到原产品上,做好产品标识工作,以防混料。
6.1.3.4对于锻件等产品，下料前需刻口, 刻口前应先测量棒坯的外径,若外径符合工艺,按工艺要求长度进行划线,,若有偏差,及时通知工艺员。每支料在划完线后立即在每节料上标明原锭号、节号。
6.2 刨铣加工
6.2.1设备:龙门铣床HF-LX1222 端面铣床HF-DXD
6.2.2加工前准备
6.2.2.1检查设备运转是否正常。
6.2.2.2核对来料是否和工艺卡片相符。
6.2.2.3准确测量锻制板坯的实际尺寸,并在床面上找平,确定刨铣量。
6.2.2.4选择合适的刀具,安装并校正刀具。
6.2.3 刨铣工艺参数见下表7和表8。
表7 铣削工艺参数
表8 刨削工艺参数
6.2.4.1板坯刨铣深度单面不得小于2㎜,合金板坯刨铣深度不得小于3㎜, 所以把加工余量应该均匀的分布于两个面上,相邻两刀的深度差不应超过0.5㎜。在大面上距棱边30㎜内允许有局部漏刨外,其它部位不允许有漏刨。
6.2.4.2 板坯长度方向的四条棱边应加工成45。的倒角或圆角, 倒角直边或半径应不小于
10㎜,端面的四条棱边应加工成45。的倒角,但倒角边应不大于10㎜。四个顶角应圆滑过渡。
6.2.4.3两个大面的粗糙度≯3.2μm,局部粗糙度≯6.3μm ,但面积不超过两个大面总面积的10%,两侧面的粗糙度≯6.3μm ，两端面应该刨铣平。
6.2.4.4板坯加工完后,应在每块上标明锭号、节号,并按锭号堆放。
7打磨(或修磨)
7.1设备:
悬挂式砂轮机、落地式砂轮机、手提砂轮机等。
对于人搬不动的锻件一般采用悬挂式砂轮机打磨,小的锻件可以采用落地式砂轮机或手提砂轮机。
7.2打磨前准备
7.2.1核对来料是否和工艺卡片相符。
7.2.2检查设备运转是否正常,
7.2.3根据来料情况选择合适的砂轮粒度。对于半成品选择粒度号小一点的砂轮,如60#或80#。对于成品选择粒度号大一点的砂轮, 如80#或120#。
7.3注意事项
7.3.1凡是表面有裂纹、折叠、结疤、徒阶等,以及端面飞边、毛刺均应进行打磨。
7.3.2打磨裂纹时,应垂直于裂纹方向进行,以免打磨方向与裂纹方向一致而掩盖裂纹打磨不净。
7.3.3打磨缺陷时, 砂轮应经常移动,不得在一处停留时间太长,用力过大,造成局部氧化, 打磨后的表面不得出现兰、黑色。
7.3.4打磨后的表面区域应圆滑过渡,不得出现凹坑。
7.4质量要求
7.4.1缺陷的打磨深度;对于中间坯料的打磨深度不限制,直到打磨干净为至,经检查员检查合格后方可转下一道工序。半成品和成品的修磨深宽比一般应不大于1:8，修磨深度应
符合有关技术条件的规定在尺寸公差范围内。
7.4.2打磨工序应认真做好产品的标识移植工作,若在需打磨的面上有标识,应先将标识写到不需打磨的面上。不同牌号同规格或着规格相近的坯料同时在现场打磨时,一定要分批进行,以防混料。
8锭节号管理
8.1锭节号的编制
8.1.1所有的合金产品、纯钛板坯和纯钛饼环材都必须编制锭节号。
8.1.2铸锭在第一火锻造后被切断,一般切为4～6节,那么从铸锭的冒口(头部)的第1支料开始按顺序编为1、2、3、4……。
8.1.3在后面的锻造过程中,棒材是否需要继续编制节号,按工艺卡的要求进行,但切断成饼环材坯料后必须组逐件编制节号,从棒坯头部按顺序编为1-1、1-2、1-3、1-4……,2-1、2-2、2-3、2-4……。有特殊要求时按工艺卡进行。
8.1.4头部管理,当有特殊要求时或标准要求时棒材需要实行头部管理,即在第一火锻造后编号为1的料的冒口部位标识”T”, 编号为2那支料和编号为1尾部相连的那头同样标识”T”,依此类推。熔检试样取在编号为1的料的冒口部位即标识为”T”的部位。8.1.5各工序在转料过程中,应检查来料是否有锭节号,如发现有误,退回上道工序。
9锯切
9.1设备:
圆盘锯、带锯GD4250、GH4280/90
9.2注意事项及质量要求。
9.2.1直径大一些的棒材先刻口再锯切。如果是饼环材下料,依据工艺卡的要求在适当的工序中进行（先划线、刻口后再锯切）。成品头尾的锯切,应在最后的精整工序后进行。对于定尺料的锯切,也是在精整工序后进行，应仔细检查表面,必须错开有缺陷的部位,倍尺料要加上刀口的锯切量。
9.2.2锯切应按批进行, 锯切后的产品应标识规格、锭节号,并称重,按批堆放。
9.2.3对于切下来的料头写上牌号、锭号、字迹要清晰 ,并按牌号分类堆放整齐,以便改制利用。
10工序中的低倍检查
10.1为了防止有偏析的产品出厂，对于某些合金或新合金在中间工序中进行低倍检查，具体见工艺卡片中规定。
10.2检查出有偏析的料，要对偏析区进行定性，对于发现有不能交货的偏析产品，应严格管理，以免混入合格产品中。
11残料管理
11.1钛及钛合金在锻制工序中，产生的残料分为三个级别，见表8
11.2纯钛板坯的切头按牌号及氧含量分批存放，以便组批、改制。
11.3对于分不清牌号的残料，按等外级单独堆放。
11.4对于有“偏析、夹杂”的材料，应按批按牌号分类堆放，应逐根逐个在料上注明“偏析、夹杂”等永久性字样，严格管理。
12探伤
12.1设备:超声波探伤仪。
12．2检查仪器是是否正常，按标准要求用标准试样对探伤仪的灵敏度进行测试。
12.3按照产品所执行的标准对产品逐件进行探伤，对不合格的产品一定标记出来并且单独堆放，并且在出具的报告中注明。
12.4 对于探伤不合格的产品，经修磨或切除缺陷后要进行复探。
表9 残料级别
13取样
13.1化学成分除了H含量标准要求在成品上测试以外其余均以铸锭的化学成分报出。当用户提出特殊要求时以双方签订的协议为准。
13.2每种产品所执行的标准里都规定了项目、取样的数量、取样的部位等,要严格按标准要求进行。
13.3对于需机加表面交货（象光棒、饼环材）定尺交货的产品,应先取样测试所有需检测的力学性能等项目,待性能等全部合格后,再进行机加表面、切定尺。
13.4在性能测试过程中,若力学性能检验中有一个试样的结果不合格,则需取双倍试样进行该不合格项目的试验, 试验结果仍有一个试样的结果不合格,按有关技术条件及协议的规定执行,也可调整热处理制度后重新取样。
13.5对于大一点规格的产品，技术标准中要求性能试样在φ90或φ45熔检样上进行测试。熔检样在锻造过程中编号为1的棒坯上取，经过加热变形后为φ90或φ45的棒材后再送样。
13.6对于饼环材取样，若标准上要求不需要破一件而在样环上取时，那么在加高的饼材或环材的外侧切取，其试样环径向端面尺寸为20×20㎜。
13.7切取试样必须在冷状态下进行,严防加工变形或有热影响区而影响性能数据。
14检查
14.1半成品的检查:主要是板坯,按半成品的有关标准执行。
14.2成品的检查:包括各种规格的棒材、饼环材及各种锻件的宏观表面及尺寸的检查。均按照产品执行的标准及合同的要求进行。
15包装
按照该产品执行的相应标准的有关规定及要求进行。
钛白粉生产工艺 介绍钛白粉的生产工艺 钛白粉生产工艺钛白粉生产工艺 6.3.1 6.3.1 硫酸法钛白生产的工艺流程简述硫酸法生产钛白是成熟的生产方法，使用的原料为钛铁矿或钛渣。下面主要叙述以钛精矿为原料的生产方法。 A、工艺流程硫酸法生产钛白主要由下列几个工序组成：原矿准备；用硫酸分解精矿制取硫酸钛溶液；溶液净化除铁；由硫酸钛溶液水解析出偏钛酸；偏钛酸煅烧制得二氧化钛以及后处理工序等。 B、工艺流程简述（１）原矿准备按照酸解的工艺要求，用雷蒙磨磨矿，将钛精矿粉碎至一定的粒度。（２）硫酸钛溶液的制备钛液的制备实际上包括钛精矿的酸分解，固相物的浸取，还原等工艺步骤。酸分解作业是在耐酸瓷砖的酸解罐中进行的。将浓度为 92-94％的浓硫酸装入酸解罐中并通入压缩空气，在搅拌的情况下加入磨细的钛精矿。精矿与硫酸的混合物用蒸气加热以诱酸解主反应的进行，主反应结束后，让生成的固相物在酸解罐中熟化，使钛精矿进一步分解，分解后所得固相物基本上是由钛铁硫酸盐和一定数量的硫酸组成。固相物冷却到一定温度后，用水浸出，并用压缩空气搅拌，浸出完全以后，浸出溶液用铁屑还原，将溶液的硫酸高铁还原成硫酸亚铁。（３）钛液的净化钛液净化包括沉降、结晶、分离、过滤等工序。沉降是借助于重力作用，向钛液中加入沉降剂（主要絮凝剂是改性聚丙烯酰胺），除去钛液中的不溶性杂质和胶体颗粒，使钛液初步净化。冷冻结晶在冷冻锅中进行，主要利用硫酸亚铁的溶解度随着钛液温度降低而降低的性质。用冷冻盐水带走钛液热量，使其降至适当的温度，从而使大量的硫酸亚铁结晶析出。分离、过滤是由锥蓝离心机分离，抽滤及板框压滤三个工序构成。冷冻后的钛液经锥蓝离心机分离及抽滤池抽滤，得到初步净化的稀钛液，最后将稀钛液通过板框压滤，得到符合生产需要的清钛液。（４）钛液浓缩钛液浓缩采用连续式薄膜蒸发器，在减压真空的条件下蒸发掉钛液中的水份，以符合水解工序的需要。（５）水解水合二氧化钛是由钛的硫酸盐溶液热水解而生成的。为了促进热水解反应，并使得到的水合二氧化钛符合要求，一般采用引入晶种或自生晶种的方法。 1 （６）水洗及漂洗由于水解反应是在较高的酸度下进行的，因此大部分杂质磷酸盐仍以溶解状态留在母液中。水洗的任务是将水合二氧化钛与母液分离，再用水洗涤以除尽偏钛酸中所含可溶性杂质。经过水洗而仍
钛合金表面处理 引言 钛在高温下易于与空气中的O、H、N等元素及包埋料中的Si、Al、Mg等元素发生反应，在铸件表面形成表面污染层，使其优良的理化性能变差，硬度增加、塑性、弹性降低，脆性增加。 钛的密度小，故钛液流动时惯性小，熔钛流动性差致使铸流率低。铸造温度与铸型温差(300℃)较大，冷却快，铸造在保护性气氛中进行，钛铸件表面和内部难免有气孔等缺陷出现，对铸件的质量影响很大。 因此，钛铸件的表面处理与其它牙用合金相比显得更为重要，由于钛的独特的理化性能，如导热系数小、表面硬度、及弹性模量低，粘性大，电导率低、易氧化等，这对钛的表面处理带来了很大的难度，采用常规的表面处理方法很难达到理想的效果。必须采用特殊的加工方法和操作手段。 铸件的后期表面处理不仅是为了得到平滑光亮的表面，减少食物及菌斑等的积聚和粘附，维持患者的正常的口腔微生态的平衡，同时也增加了义齿的美感；更重要的是通过这些表面处理和改性过程，改善铸件的表面性状和适合性，提高义齿的耐磨、耐蚀和抗应力疲劳等理化特性。 一、表面反应层的去除 表面反应层是影响钛铸件理化性能的主要因素，在钛铸件研磨抛光前，必须达到完全去除表面污染层，才能达到满意的抛光效果。通过喷砂后酸洗的方法可完全去除钛的表面反应层。 1. 喷砂：钛铸件的喷砂处理一般选用白刚玉粗喷较好，喷砂的压力要比非贵金属者较小，一般控制在0.45Mpa以下。因为，喷射压力过大时, 砂粒冲击钛表面产生激烈火花，温度升高可与钛表面发生反应,形成二次污染，影响表面质量。时间为15~30秒，仅去除铸件表面的粘砂、表面烧结层和部分和氧化层即可。其余的表面反应层结构宜采用化学酸洗的方法快速去除。 2. 酸洗：酸洗能够快速完全去除表面反应层，而表面不会产生其他元素的污染。HF—HCl系和HF—HNO3系酸洗液都可用于钛的酸洗，但 HF—HCl系酸洗液吸氢量较大，而HF—HNO3系酸洗液吸氢量小，可控制HNO3的浓度减少吸氢，并可对表面进行光亮处理，一般HF的浓度在3%~5 %左右，HNO3的浓度在15%~30%左右为宜。 二、铸造缺陷的处理 内部气孔和缩孔内部缺陷：可等热静压技术(hot isostatic pressing)去
高钛渣生产新工艺 这种新技术的核心机理在于"超细粉"、"高活化"。在超细粉条件下，启动还原反应的温度可以显著降低，从而实现低温冶金。从热力学来说，粉体的表面能增加可以降低吸热反应的自由烩；从动力学来说，反应表面积的增加加快了反应速度。近期的工作表明，这种新工艺不仅能处理铁矿粉，同样可运用于处理钒钛磁铁矿和钛铁矿等矿种。 我国的钛蕴藏极其丰富，以Ti02计，达9.65亿吨，占世界总储量的38.85%，居首位。其中90%以上分布在攀枝花西部地区。攀西地区的钒钛磁铁矿是多金属共生的世界特大型矿床，其中含钛、钒、铬等多种金属。因资源复杂、品位较低、细颗粒选矿困难等原因，以钢铁为主业的现有生产系统对钛资源的利用率仅为14.5%。每年排放含Ti02约22%的高钛型高炉渣300万吨，经济损失巨大，资源浪费极其严重，并且对长江上游造成严重的环境污染，甚至威胁三峡库区的水质安全。因此，研发清洁高效的钛、钒多金属综合利用与生产的新技术、新方法，具有重大战略意义和迫切性。 传统的高钛渣生产采用电炉熔炼法。由于电炉熔炼法属于高温冶金，能耗高是其固有的特点，生产1吨高钛渣，大约需要3000kWh的电能，而实际上将铁从钛铁矿中还原出来所需的化学能量仅在500kWh左右，能量的有效利用率仅在17%左右，非常低。另外，电炉熔炼法使用冶金焦或石油焦作还原剂，会造成环境污染。
钢铁研究总院赵沛等人运用煤基低温冶金流程的原理，发现当钛精矿粉体的平 均粒度减小到10微米左右时，能使它的还原温度降低到600℃左右。实验证明，在600°C下恒温1小时，还原率可以达到95%以上。 低温快速还原生产高钛渣的具体流程为，将钛铁矿粉和煤粉分别在高效球磨机 中磨细成超细粉，然后将它们按一定比例混匀，造球后在加热设备中还原。还 原后的产品经冷却后磨碎通过磁选方式得到铁粉和高钛渣。 初步工作表明，这种新工艺的最大特点是降低冶炼能耗。由于冶炼温度低(600℃)，物料(高钛渣)的物理热量仅相当于电炉熔炼法的1/4左右。其次，600℃左右时的化学反应较单一，化学反应耗热少，约为电炉熔炼法的60%左右。还有，在低温条件下，尾气冷却水带走的热量也仅相当于电炉熔炼法的1/4左右。因此，低温法冶炼高钛渣的能量相当于电炉熔炼法的1/3左右。这种新工 艺除了可以用电加热外，也可采用煤，这样可进一步降低生产成本。
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本工艺规程适用于真空熔炼的钛及钛合金铸锭经加热、锻造、机加工等工序而制成棒坯、棒材、板坯、饼环材的生产，制定了每个生产工序的工艺制度和管理要求。 1简明工艺流程见表1。 2铸锭的准备 2.1生产工艺员在接到生产作业计划后,要仔细对计划部分内容进行审核,如有问题,及时和计划员沟通,确定无误后,方可编制生产工艺。并通知相关人员到库房领料。 2.2领料人员应根据GB/3620.1 钛及钛合金牌号和化学成分及化学成分允许偏差GB/3620.2及企标的有关规定，核对铸锭合格证，并核对合金牌号、锭号、规格和重量是否与实物相符，确认无误后，再进行转料。 2.3 铸锭转入锻造厂房应摆放整齐，将标识摆放于易看到的方位或用金属（记号笔）在铸锭的两端或表面将锭号明显标出。 2.4生产工艺员在投料前应仔细研究产品所执行的技术标准，保证其化学成份能满足该产品的技术要求。否则，不能投料。 2.5铸锭转入锻造车间后炉工在装炉前必须对铸锭进行涂层，涂层时将铸锭用垫木或导辊垫起，并将铸锭表面的杂脏物、油污用清洗剂擦洗干净后再涂防氧化涂层。 2.6涂层时将写锭号的地方不要涂,以便装炉前确认锭号是否正确。 2.7涂层的厚度应控制在0.2～0.4㎜。涂层后必须干透即24小时后方可装炉
铸锭 ↓ 涂层 ↓ 加热 ↓ 锻造 ↓ ↓↓↓ 打磨刨面打磨 ↓↓↓ 加热修磨加热↓↓↓ 锻造检查锻造↓↓↓ 热处理称重刻口↓↓↓ 机加板坯锯切↓↓ 探伤平头倒角↓↓ 取样 ↓↓ 检查 ↓↓ 修磨 ↓↓ 检查热处理↓↓ 称重机加↓↓ 包装探伤↓↓ 棒材取样 ↓ 检查 ↓ 称重 ↓ 包装 ↓ 饼环材
钛及钛合金铸件生产 本规程适用于采用机加石磨铸型，真空凝亮炉熔铸的钛及钛合金铸件。 1工艺流程 2.1根据用户提供的零件蓝图及技术要求绘制铸造模型工艺图，并编写铸造工艺卡。 2.2机加石磨型生产钛铸件加工余量按GB/T11350 CT 9-MA F级。 3铸型制备 3.1对石墨电极的要求 3.1.1制作铸型的石墨电极应符合GB 3072。电极表面裂纹宽度不大于0.5mm。 3.2模型应严格按照工艺图、蓝图、工艺卡片制作，如有改动，需征得技术人员的许可。 3.3制作完毕后的铸型，模型工要先组装自检，然后检察员按工艺图和零件蓝图检查尺寸和结构，合格者方可使用。 4铸型焙烧
4.1铸型真空脱气前，电阻炉内培烧。 5铸型真空脱气 5.1焙烧后的模型取出后应立即装入脱气炉脱气。 5.2往炉内装型时，必须将厚、重、大的铸型装在下部，薄、轻、小易碰坏的铸型装在上部，注意轻拿轻放。 5.6经过脱气处理的铸型要放在干燥处，防止污染，吸潮。放置三天以上不用时，必须重新脱气。 6,。装炉 7.浇注 8出炉清理 8.1拆型时先拆一次性破坏部分，再拆其余部份，可重复使用的铸型放在指定的位置，并作上标记。 8.2反复使用的铸型表面允许有深度不大于3㎜，其面积不大于20mm2的孔洞，超过此规定者应修补并经检查合格后在使用。 8.3气割浇冒口时，应注意不要割伤铸件，所留余量10～20㎜之间。 8.4铸件清砂时要求将石墨清理干净，并清理干净，同时不损伤铸件。 8.5出炉后立即将坩埚和炉膛清理干净，并清除表面密封下法兰处的飞溅物. 9铸件精整 9.1外观 9.1.1清砂后的铸件飞边毛刺应打理干净，并打磨清除表面轻微留痕、冷隔等缺陷，与基体圆滑过度。 9.2焊接修补 9.2.1铸件上裸露的气孔、缩孔、疏松、裂纹、夹杂和打磨后的尺寸缺陷，应进行补焊。补焊前队缺陷部位应彻底清除干净直至露出光亮金属表面。补焊后按图纸整形。 9.2.2加工过程中暴露的缺陷，或X射线检查发现的缺陷，根据需要可进行焊接修补，同时内部缺陷焊补并整形后要在通过X射线，以确认满足需要。 9.2.3补焊应在氩弧保护下进行，焊缝不的有严重氧化现象。 10.表面质量 10.1.1铸件表面用目测检查没有铸型材料、附着的异物、氧化皮、冷隔、凹凸、飞边毛刺等及铸件内外表面光滑。 10.1.2合同中有要求时，铸件表面可参照GB9443进行无损检验或双方协商确定。 10.2内部质量 合同中有要求时，铸件可进行X射线检验或双方协商确定。 10.3化学成份 11.5几何尺寸 11.5.1铸件几何形状性和尺寸应符合铸件图样或订货协议的规定。 11.5.2铸件尺寸公差符合GB/T 6414的规定，一般不应低于CT 11级。 11.6检验合格产品由检查做出合格标示并出具产品质量证明书。 11.7检查不合格的产品应作出不合格标识，填写不合格品报告/处理申请单，按最终处置意见办理。
氟化物对纯钛及钛合金的腐蚀作用 近年来，钛和钛合金广泛应用于口腔领域，是最常用的口腔材料之一。钛由于与氧具有很高的亲和力，拼在其表面形成了一层紧密而稳定的氧化膜而具有出色的耐腐蚀性。有研究表明氟离子在酸性环境下能破坏这层氧化膜，从而削弱钛的抗腐蚀能力。目前，含氟牙膏、正畸凝胶等含氟牙膏产品大量应用于口腔。钛及钛合金暴露于含氟的复杂口腔坏境中。在此情况下，钛及其合金的腐蚀行为受到氟化物本身浓度、环境酸碱度、口腔中蛋白质和钛合金的成分以及种植体材料表面微形貌等方面的影响。 1.氟化物腐蚀原理 钛材料良好的抗腐蚀性只要是由表面薄二致密稳定的氧化 膜产生，这层氧化膜在破坏后能在含氧环境中迅速形成。这使得氧化膜的破坏和修复（再钝化）维持在一个稳定的状态，保护内部的钛元素不被继续氧化。但有报道发现，钛表面氧化膜在氢氟酸溶液中会出现溶解。目前普遍认为氟化物对钛及钛合金的腐蚀原理是口腔中溶解的氟化物和氢离子结合形成氟化氢。氟化氢能优先吸附于钛表面氧化膜的某些点上，排挤掉氧原子，然后和氧化膜中的太离子结合形成可溶性氟化物，使钛发生点蚀。反应方
程如下： Ti2O3+6HF=2TiF3+3H2O, TiO2+4HF=TiF4+2H2O, TiO2+2HF=H2O+TiOF2. 表面氧化膜破坏发生多孔性改变后，导致深部钛的暴露。钛是一种活性很高的金属，在含氢或析氢腐蚀环境中会持续吸收氢，在钛晶面生成TiH2,促进腐蚀的进程，甚至形成微裂纹，最终导致钛材料修复失败。 2.氟化物腐蚀影响因素 2.1氟化物的浓度 口腔中氟化物主要来源于含氟牙膏和漱口水等口腔保健品，其浓度范围1000~10000Ppm不等，使用这些保健产品会导致口腔局部氟离子浓度增高。有研究发现在酸性溶液中，氟离子浓度达到30ppm时，钛表面的氧化膜即可出现破坏，说明低浓度的氟离子就减弱了钛材料的抗腐蚀性能。 （1）高浓度氟溶液对钛表面的腐蚀作用在弱酸环境中就能进行。Her-Hsiung Huang 溶液中能检测到更高的钛离子溶出量，这也间接说明了钛在酸蚀化电阻下降明显，抗腐蚀性能下降。马长柏等 （3）发现腐蚀产生的点状凹陷的分布范围和深度均随氟离
薛工： 现将几个问题的意见写给你，供参考 1.钛渣在钛产业链中的地位 1.1钛产业链目前的大致走向 钛精矿---硫酸法制钛白粉 钛精矿---酸溶性钛渣---硫酸法钛白 钛精矿---高钛渣---四氯化钛---氯化法钛白 钛精矿---高钛渣---四氯化钛---海绵钛---钛合金 钛精矿---钛铁 钛精矿---钢结碳氮化钛---超硬材料 用钛精矿直接生产钛白时，铁在酸溶时生成硫酸铁，为脱Fe，需加铁粉将其还原成硫酸亚铁，再冷冻结晶后，从钛酸液中沉淀出来。才能保证钛白质量。因这一路线的酸耗大，流程长，逐渐被钛渣制钛白粉代替。 用酸溶性钛渣生产钛白，因大部分铁已在冶炼中脱出，酸溶时耗酸少，并可减少硫酸铁还原和硫酸亚铁结晶工序，可降低成本，近年来发展很快。 酸溶钛渣和高钛渣的区别在于钛品位高低，钛渣的酸溶性好坏取决于物相，在以Ti3O5为基，溶解FeO、MgO等组成的黑钛石相酸溶性最好。因此酸溶性钛渣需保存一定的FeO量，MgO存在是有益的。TiO2的还原程度也不能高。通常用指标Ti2O3/ TiO2的比值衡量。而高钛渣是做四氯化钛的原料，TiO2与氯气反应，要求Mg，Ca，Fe含量少，钛高。对钛的价位没有特别要求。 2.两段法生产钛渣，因在固相还原时，铁的金属化率可控，TiO2的还原成低价钛
也可控。因此这种工艺生产的钛渣容易满足不同用户的要求。 3.由钛精矿富集成富钛料有人造金红石法，钛渣法等，钛渣的优点是钛和铁都能应用。特别是高铁，低钛原料，铁的回收是一个重要的利润来源。 将铁只作为渣铁回收是最差的方法，只有在设计对将铁的处理一并考虑，将熔分的铁水处理成带合金元素的金属料，是提高附加值的重要方法。 4.钛铁矿固相还原的原理 ①钛铁矿的组成TiO2●FeO ②在液态还原时其中的反应 FeO●TiO2→FeO+ TiO2 FeO→Fe TiO2→Ti3O5→Ti2O3→TiO→Ti→TiCN ③钛渣一段法生产时，铁与钛的还原都能进行，铁在低温下完成还原，但要保证渣的流动性，须提高炉温。钛还原成低价钛的趋势增加，当生成较多的TiCN时，渣稠，出渣就很困难了，操作时应采用低温，但难度较大。 ④合理的方法是将Fe还原过程放在固相完成。 ⑤钛精矿中除钛铁矿外同时还有磁铁矿等物相，固相还原时，铁还原遵循逐级还原原理。 Fe2O3→Fe3O4→FeO→Fe 而TiO2还原为却与液态还原不同，为非逐级还原。其过程为： TiO2→Ti3O5→TiCN ⑥可见，两段法生产钛渣时，质量比一段法易控，可使用较低的炉温，电耗低。
钛及钛合金的表面处理 摘要：本文对钛及钛合金的表面处理的方法进行了综述，随着钛合金在航天航空、舰船、石油、化工以及其他行业的不断应用，世界各国尤其是发达国家和发展中国家的研究工作者为克服钛合金的缺点正做着各种尝试和努力，钛合金的表面处理方法也取得了长足的进展。 关键词：钛及钛合金表面处理研究方法 1 引言 钛及钛合金具有低密度、良好的耐腐蚀能力、高比强度以及令人满意的生物相容性，在航空航天、化工、生物医学等领域得到广泛的应用，并为社会带来巨大的经济效益。然而，钛及钛合金表面硬度低，在滑动摩擦条件下摩擦力学性能差，特别是抗摩擦和磨损性能较差的钛合金，严重地限制了其应用范围。为了有效地利用钛合金的优良性能，对其进行表面处理，是一种改善钛合金缺陷使其最大限度地发挥其优势的重要措施之一。 2 表面处理方法 2.1 电镀 在钛合金表面主要有镀镍、镀硬铬、镀银等，镀银目的是提高钛合金的导电性和钎焊性。电镀前必须对钛合金表面进行预处理，膜层与基体的结合力差是钛及钛合金表面进行电化学处理的主要问题，要想在钛及钛合金上得到满意和合格的表面膜层，镀覆预处理是非常重要的步骤，而预处理的关键是“活化成膜”处理，若选择适宜的预处理方法，既能简化工艺，又能保证和提高镀覆层与基体的结合强度[1]。 2.2 交流微弧氧化 微弧氧化(MAO)是一项在金属表面生长氧化物陶瓷膜的新技术。它从阳极氧化发展而来．但它施加了几百伏的高压，突破了阳极氧化对电压的限制。该技术通过微弧放电区瞬间高温高压烧结直接把基体金属变成氧化物陶瓷，并获得较厚的氧化物膜。对钛合金表面微弧氧化，获得膜的硬度高并与金属基体结合良好。改善了钛合金表面的抗磨损、抗腐蚀、耐热冲击及绝缘等性能，在许多领域具有很好的应用前景[2]。 2.3 表面氧化处理 一般钛和钛合金较之常用的生物体用合金Co、Cr合金和316L不锈钢的耐磨性都较差，而且所产生的磨损粉在生物体内都有可能产生不良影响。因此，新开发的一些生物体用钛合金在生物体内使用之前往往都要采取适当的表面处理，以提高其抗磨性。为此，日本丰桥技术科学大学和大同特殊钢公司研究了一种新开发的生物体用B型钛合金(简称TNTZ合金)，采取表面氧化处理提高其表面耐磨性[3]。 2.4 离子注入 离子注入与其它表面处理技术相比显示了诸多优点，与物理或化学气相沉积相比，主要优点在：①膜与基体结合好，抗机械、化学作用不剥落能力强；②注入过程不要求升高基体温度，从而可保持工件几何精度；③工艺重复性好等。许多研究者报道了氨离子注入对合金表面成分、组织结构、硬度及摩擦学性能有良好改善效果。TiC也是超硬相，故钛合金经离子注入碳也同样可以强化钛合金表面。但是由于等离子体基离子注入并非连续过程，施加每一负脉冲电位时，随着脉冲电位由零下降至谷值，再回升至零，发生着溅射和注入两个过程。如果等离子体中含有金属或碳离子时，在脉冲电位为零时，在一定条件下还会在表面形成
钛材生产工艺 目前，金属钛生产的工业方法是可劳尔法，产品为海绵钛。制取钛材传统的工艺是将海绵钛经熔铸成锭，再加工而成钛材。按此，从采矿到制成钛材的工艺过程的主要步骤为：钛矿-采矿-选矿-太精矿-富集-富钛料-氯化-粗TiCl4-精制-纯TiCl4-镁还原-海绵钛-熔铸-钛锭-加工-钛材或钛部件上述步骤中如果采矿得到的是金红石，则不必经过富集，可以直接进行氯化制取粗TiCI4。另外，熔铸作业应属冶金工艺，但有时也归入加工工艺。 上述工艺过程中的加工过程是指塑性加工和铸造而言。塑性加工方法又包括锻造、挤压、轧制、拉伸等。它可将钛锭加工成各种尺寸的饼材、环材、板材、管材、棒材、型材等制品，也可用铸造方法制成各种形状的零件、部件。 钛和钛合金塑性加工具有变形抗力大；常温塑性差、屈服极限和强度极限比值高、回弹大、对缺口敏感、变形过程易与模具粘结、加热时又易吸咐有害气体等特点，塑性加工较钢、铜困难。 故钛和钛合金的加工工艺必须考虑它们的这些特点。钛采用塑性加工，加土尺寸不受限制，又能够大批量生产，但成材率低，加工过程中产生大量废屑残料。针对钛塑性加工的上述缺点，近年来发展了钛的粉末冶金工艺。钛的粉末冶金流程与普通粉末冶金相同，只是烧结必须要在真空下进行。它适用于生产大批量、小尺寸的零件，特别适用于生产复杂的零部件。这种方法几乎无须再经过加工处理，成材率高，既可充分利用钛废料作原料，又可以降低生产成本，但不能生产大尺寸的钛件。钛的粉末冶金工艺流程为:钛粉(或钛合金粉)-筛分-混合-压制成形-烧结-辅助加工-钛制品。 钛材生产的原则流程钛材除了纯钛外，目前世界上已经生产出近30种牌号的钛合金。使用最广泛的钛合金是Ti-6Al-4V，Ti-5Al—2.5Sn等。 钛及钛合金的应用情况
各位老师，大家上午好。我今天试讲的内容为“铸造钛合金及其成形工艺”，分四个部分进行讲述。 一、铸造钛合金的分类 二、钛合金的特性 三、钛合金的铸造性能 四、钛合金的成形方法 一、铸造钛合金的分类 钛是同素异构体，熔点1720℃，882℃为同素异构转变温度。α-Ti是低温稳定结构，呈密排六方晶格；β-Ti是高温稳定结构，呈体心立方晶格。不同类型的钛合金，就是在这两种不同结构中添加不同种类、不同数量的合金元素，使其改变相变温度和相分含量而得到的。室温下钛合金有三种基体组织（α、β、α+β），故钛合金也相应分为三类。 1.α钛合金 它是α相固溶体组成的单相合金。耐热性高于纯钛，组织稳定，抗氧化能力强，500~600℃下仍保持其强度，抗蠕变能力强，但不能进行热处理强化。牌号有TA7、TA8等。 2.β钛合金 它是β相固溶体组成的单相合金。不经热处理就有较高的强度，淬火时效后合金得到了进一步强化，室温强度可达1373~1668MPa，但热稳定性较差，不宜在高温下使用。牌号有TB1、TB2等。 3.α+β钛合金 它由α及β相组成，α相为主，β相少于30%。此合金组织稳定，高温变形性能好，韧性和塑性好，能通过淬火与时效使合金强化，热处理后强度何必退火状态提高50%~100%，高温强度高，可在400~500℃下长期工作，热稳定性稍逊于α钛合金。牌号有TC1、TC4、TC6等。 二、钛合金的特性 钛及钛合金是一种新型的、很有发展潜力和应用前景的结构材料，具有许多优良特性，主要体现在如下几个方面： 1. 比强度高。钛合金的密度仅为钢的60%左右，约4.5g/cm3，但强度却高于钢，如抗拉强度为686—1176MPa，是现代工程金属材料中最高的。 几种金属材料在不同温度下的比强度，可以看出，用钛合金代替钢和铝合金而降低重量是相当可观的。资料介绍，自20世纪60年代中期起，美国将81%的钛合金用于航空工业，其中40%用于发动机构件，36%用于飞机骨架，甚至的蒙皮、紧固件及起落架等也使用钛合金，大大提高了飞机的飞行性能。 由于高的比强度，钛合金可能易于替代那些空间受限的铝合金及钢构件，如苏-27飞机起落架臂就采用钛合金。 2. 热强性好 往钛合金中加入合金强化元素后，大大提高了钛合金的热稳定性和高温强度，如在300~350℃下，其强度为铝合金强度的3~4倍。 3. 高温和低温性能优良。 在高温下，钛合金仍能保持良好的机械性能，其耐热性远高于铝合金，且工作温度范围较宽，目前新型耐热钛合金的工作温度可达550—600℃；在低温下，钛合金的强度反而比在常温时增加，且具有良好的韧性，低温钛合金在－253℃时还能保持良好的韧性。 4.钛的抗腐蚀性强。钛在550℃以下的空气中，表面会迅速形成薄而致密的氧化钛膜，
钛合金表面处理 Hessen was revised in January 2021
钛合金表面处理 引言 钛在高温下易于与空气中的O、H、N等元素及包埋料中的Si、Al、Mg等元素发生反应，在铸件表面形成表面污染层，使其优良的理化性能变差，硬度增加、塑性、弹性降低，脆性增加。 钛的密度小，故钛液流动时惯性小，熔钛流动性差致使铸流率低。铸造温度与铸型温差(300℃)较大，冷却快，铸造在保护性气氛中进行，钛铸件表面和内部难免有气孔等缺陷出现，对铸件的质量影响很大。 因此，钛铸件的表面处理与其它牙用合金相比显得更为重要，由于钛的独特的理化性能，如导热系数小、表面硬度、及弹性模量低，粘性大，电导率低、易氧化等，这对钛的表面处理带来了很大的难度，采用常规的表面处理方法很难达到理想的效果。必须采用特殊的加工方法和操作手段。 铸件的后期表面处理不仅是为了得到平滑光亮的表面，减少食物及菌斑等的积聚和粘附，维持患者的正常的口腔微生态的平衡，同时也增加了义齿的美感；更重要的是通过这些表面处理和改性过程，改善铸件的表面性状和适合性，提高义齿的耐磨、耐蚀和抗应力疲劳等理化特性。 一、表面反应层的去除 表面反应层是影响钛铸件理化性能的主要因素，在钛铸件研磨抛光前，必须达到完全去除表面污染层，才能达到满意的抛光效果。通过喷砂后酸洗的方法可完全去除钛的表面反应层。 1.喷砂：钛铸件的喷砂处理一般选用白刚玉粗喷较好，喷砂的压力要比非贵金属者较小，一般控制在以下。因为，喷射压力过大时, 砂粒冲击钛表面产生激烈火花，温度升高可与钛表面发生反应,形成二次污染，影响表面质量。时间为15~30秒，仅去除铸件表面的粘砂、表面烧结层和部分和氧化层即可。其余的表面反应层结构宜采用化学酸洗的方法快速去除。 2.酸洗：酸洗能够快速完全去除表面反应层，而表面不会产生其他元素的污染。HF—HCl系和HF—HNO3系酸洗液都可用于钛的酸洗，但 HF—HCl系酸洗液吸氢量较大，而HF—HNO3系酸洗液吸氢量小，可控制HNO3的浓度减少吸氢，并可对表面进行光亮处理，一般HF的浓度在3%~5 %左右，HNO3的浓度在 15%~30%左右为宜。
高钛渣生产工艺技术规程
高钛渣生产工艺技术规程 一、总则 为了更好的落实公司对高钛渣生产、质量方针，以及更好的完成公司下达的生产计划，做到文明生产和安全生产，提高公司的经济效益和社会效益，特制定本公司的高钛渣生产工艺技术规程。 二、高钛渣生产工艺流程图（见下页） 三、生产工艺规程 1、原料 1.1严格按照配料单配料 1.2所有原材料分别准确检斤，按照配料单的比例均匀混合。 1.3混合好的原材料，按照指定的位置进行堆放，严禁与其它炉料混合 1.4如果有偏加料的炉料，指定专门的堆放位置，供冶炼偏加使用。 1.5所有原料都不得混入其它杂质，必要时，采取相关的措施。 1.5运行混料设备时，要进行工作前的相关检查，只有设备
高钛渣生产工艺流程图
工作状态良好，方可启动混料操作。 1.6所有的炉料，堆放要整齐规整，地面保持清洁，防止杂质的进入。 1.7如有配料发生变化，要及时通知冶炼车间，并告知不同料比的混合炉料的堆放地址，防止冶炼上错料 1.8所有人员，进入操作现场，都必须佩戴好劳保用品，防止不安全因素的产生。 1.9生产工具，在操作完成后，必须撤离现场，按照指定的位置整齐摆放。 2、冶炼 2.1原料主要成分： 2.2基本化学反应方程式 TeTiO3+C==TiO2+Fe+CO
2.3化学反应条件 开始反应温度1116K，所以，为了达到铁还原率95%以上，要远远高于这个温度，也就是说，冶炼要达到熔分效果，冶炼温度要达到16000C以上。 2.4高钛渣的冶炼，是阶段性连续式冶炼，也是间歇式冶炼方式，即一次性加料到出炉，再进行下一炉的冶炼。 2.5冶炼设备 矿热熔炼电炉，也就是矿石还原加热电炉。大体上分为炉体、电极、电极把持器系统、排烟系统、出铁系统，短网、变压器等。 2.6热量来源 总体上就是电阻热和电弧热两种，不同时期的热量来源是不同的，所占的比例相互变化也不同。 2.6生产工艺 2.6.1入炉原材料为原料车间按照配料通知单混合好的原料，均匀加入炉内，料面为电极根部凸起200左右，料面呈馒头状微微凸起。进入冶炼工序。 2.6.2矿热炉是高钛渣生产的主要生产设备，主要的化学反应都在这里完成。 2.6.3冶炼的是间歇式的，一次投料，一次出炉， 2.6.4随着送电的时间加长，炉料逐渐熔化，熔池也加大，此时的化学反应也在逐步进行。
Ti—FG—BM型钛合金种植体表面处理及生物相容性研究进展钛合金由于具有良好的机械性能、优秀的生物相容性特征和体液环境的耐 腐蚀性，成为牙科修复临床应用中的常见材料。但是当前临床中使用的钛合金比人骨有更高的弹性，所以经常会出现种植的牙齿与骨骼之间因为弹性规模不匹配造成的种植体周围出现了骨吸收的情况，經常会出现种植体断裂或松动等，严重影响了种植的成功率。因此，开发研制与骨组织相近的低弹性模量Ti-FG（function group）-BM（bioactive material）型种植就成为当前研究的热点。 标签：低弹性模量；种植体；功能组 钛合金在牙科修复物中作为首选的材料，是因为钛合金具有良好的生物相容性特征，并具有良好的机械力学性。但是钛合金由于是金属材料，并且没有促进新骨骼生成的能力，所以没有生物活性。所以找到一种具有促进骨骼整合并可以与骨骼整合的材料是非常重要的。本文对开发研制与骨组织相近的低弹性模量Ti-FG-BM型种植体材料在口腔种植修复应用的重要内容的研究进展作一综述。 1 口腔种植研究的主要方向 由于当前人们生活水平的不断提高，人们对牙齿的美观程度要求也越来越高，并且牙齿种植也可以从很大程度上提高人们的生活质量，所以口腔种植手术在牙科应用越来越广泛。但是口腔种植体材料较为昂贵，所以很多学者不断寻找有较好的生物相容性且与人体骨骼组织的弹性硬度相匹配的材料，为降低消费者种植费用和提高种植手术成功率不断努力。在20世纪初期，临床上常用的种植体材料主要有钛合金、钴合金和不锈钢，但是钛合金与不锈钢的弹性较大，所以与骨骼之间弹性模量不匹配，在种植以后载荷并不能有效传递到周围的骨骼组织，所以在种植以后种植体容易出现松动或周围骨组织吸收的现象，最终导致种植术失败[1-3]。与此同时，钛合金表面经过处理的生物惰性氧化层与骨骼不能发生化学结合反应，仅仅是与骨骼融合，从而限制了其在较大承载部位的使用。基于以上原因，科学家不断研究有更高生物相容性和更接近骨骼弹性模量的Ti-FG-BM的种植体，可以更充分满足对口腔植入材料的要求，也成了当前研究的热点话题。 2 国际社会的研究状况 钛合金作为植入体材料在20世纪60年代首次在瑞典用于口腔种植，其优良的特性也促进了临床对外科植入体材料的深入研究，随后钛合金材料在临床上被用作替换材料。在20世纪70年代以后，在外科修复和替换器件的发展中，钛合金被广泛应用。第一代钛合金主要包括纯钛、Ti-3Al-2.5V、Ti-6Al-4V等，但是临床中人们发现V对人体有较大的毒性，并且这类合金的耐腐蚀程度差，所以迫切需要下一代生物医用合金的研发。一直到20世纪80年代中期，德国和瑞士先后开发了新一代钛合金Ti-6AL-7NbTi-5A12.5Fe，并且在临床中得到了广泛应用[4-5]。我国自行研制的Ti-51A1、Ti-6A1-7Nb、Ti-2.5A1-2.5Mo-2.5Zr，非常实
第十三章有色金属及合金 内容提要： 有色金属的产量和用量不如黑色金属多，但由于其具有许多优良的特性，如特殊的电、磁、热性能，耐蚀性能及高的比强度(强度与密度之比)等，已成为现代工业中不可缺少的金属材料。 1．铝及铝合金； 2．钛及钛合金； 3．铜及铜合金； 4．轴承合金。 基本要求： 掌握和了解各种有色金属的牌号、成分、性能和用途。 13.1铝及铝合金 13.1.1铅及铝合金的性能特点及分类编号 纯铝：纯铝具有银白色金属光泽，密度小(2.72 )，熔点低(660.4℃), 导电、导热性能优良。 耐大气腐蚀，易于加工成形。 具有面心立方晶格，无同素异构转变，无磁性。 1 铝合金及其特点 铝合金常加入的元素主要有Cu、Mn、Si、Mg、Zn等，此外还有Cr、Ni、Ti、Zr 等辅加元素。 ①比强度高（>>高强钢）。可用于轻结构件，尤其航空。 ②突出理化性能。导电、抗大气腐蚀。 ③良好加工性。高塑性、易冷成形；某些合金铸造性能好，宜作压铸件。
2 铝合金分类及分类编号 13.1.2铝合金的强化 1 形变强化 2沉淀强化 3 固溶强化和时效强化： 13.1.3变形铝合金 变形铝及铝合金牌号表示方法：根据国标规定，变形铝及铝合金可直接引用国际四位数字体系牌号或采用国标规定的四位字符牌号。GB 3190-82中的旧牌号仍可继续使用，表示方法为: ?防锈铝合金：LF+序号 ?硬铝合金：LY +序号 ?超硬铝合金：LC +序号 ?锻铝合金：LD +序号 常用变形铝合金 1 防锈铝合金：主要是Al-Mn和Al-Mg系合金。 Mn和Mg主要作用是提高抗蚀能力和塑性，并起固溶强化作用。 防锈铝合金锻造退火后组织为单相固溶体，抗蚀性、焊接性能好，易于变形加工，但切削性能差。不能进行热处理强化，常利用加工硬化提高其强度。常用的Al-Mn系合金有LF21 （3A21 ），其抗蚀性和强度高于纯铝，用于制造油罐、油箱、管道、铆钉等需要弯曲、冲压加工的零件。常用的Al-Mg系合金有LF5（5A05 ），其密度比纯铝小，强度比Al-Mn合金高，在航空工业中得到广泛应用，如制造管道、容器、铆钉及承受中等载荷的零件。
四氯化钛工艺规程 目录 一、产品说明 二、原料说明 三、生产原理 四、生产工艺流程 五、岗位操作 六、安全注意事项 七、分析检测控制一览表 八、废物一览表 九、消耗定额 十、设备一览表 福建金太化工有限公司 2008年1月1日一、产品说明
1、 简介：学名四氯化钛，商品名四氯化钛，分子式：TiCl 4 分子量：189.712 2、 物理性质:常温下四氯化钛为无色透明的液体,在空气中发白烟。物理常数如下：（1）沸点：136.4℃ （760mmHg 柱）（2）熔点：-25℃（3）不同温度下的比重（液体） (4)蒸气压力logP=7.64433-1947.6/T(mmHg 柱)(5)临界温度358℃(6)比热 液体C P =35.7卡/克分子·度 气体C P =24.87+1.09 ×10-3 -2.08×105T -2 (7) 在不同温度下的粘度(液体) (8)蒸发热：20℃ γ=8.96千卡 /克分子，沸点γ=13.05-0.0115T 千卡/克分子(9)熔化热：2.24千卡/克分子 (10)导热系数 (11) 表面张力 (12)介电常数 (13)平均体膨胀系数 0.001086(0--100℃)(14)熵四氯化钛(固) S 0 298=34.4卡/克分子.度四氯化钛(液) S 0 298=60.4卡/克分子.度 四氯化钛(气) S 0 298=84.4卡/克分子.度 (15)生成热 TiCl 4(气) △H 298=-182.4仟卡/克分子 TiCl 4(液) △H 298=-192.3仟卡/克分子TiCl 4(固) △H=-198.5仟卡/克分子(00 K) 3、 化学性质 （1） 与碱金属或碱土金属进反应生成低价氯化物或金属钛 TiCl 4+2Na= TiCl 2+2NaCl TiCl 4+2Na=Ti+4NaCl TiCl 4+2Mg= Ti+2MgCl 2 (2)与氢进行反应生成钛的低价氯化物 2TiCl 4+H 2= TiCl 3+2HCl （800℃） (3)与水反应，四氯化钛与水反应很剧烈，并放出热量。 TiCl 4+H 2O →TiCl 3(OH)·4H 2O+HCl →TiCl 2(OH)2·3H 2O+HCl →TiCl(OH)3·2H 2O+HCl →Ti(OH)4+HCl
一、钛及钛合金材料 （一）材料 1.碘化钛碘与粗钛在低温下直接作用生成挥发性的碘化钛，经加热使碘化钛分解，再沉积而得到高纯度的金属钛称为碘化钛。 牌号：TAD. 符号：Til2. 纯度＞%（wt） 主要用于科研，如测试纯钛的化学性能、物理性能、合金化研究等。 2.海绵钛 含钛的矿石从金红石（Tio2）存在，经氯（Cl2）化生成 四氯化钛（TiCl4），再用活性金属（Mg或Na）还原得到海绵状的金属钛（Ti）称为海绵钛。 镁法海绵钛： MHTi 纳法海绵钛：NHTi 海绵钛是疏松多孔，纯度（wt），其硬度HB 为100-157，是钛工业生产的原料。 海绵钛分级见表1. 3.工业纯钛 含有一定量的氧、氮、碳、硅、铁及其他元素杂质的α相钛称为工业纯钛。 工业纯钛的含钛量≮%（wt）
按杂质元素含量把工业纯钛划分为四个级别，见表2. 表1 海绵钛分级（MHTi） GB/T2524-2002 表2 工业纯钛分级 GB/. 4.钛合金 以钛为基体金属元素和含有其他合金元素及杂质元素所组成的合金称为钛合金。 钛合金举例见表3.
表3 钛合金 GB/ 5.ELI钛及钛合金 具有超低间隙杂质元素的钛及钛合金称为ELI钛及钛合金。如：Ti-6Al-4V ELI. 为了改善低温钛及钛合金的塑性和韧性开发出来的超低间隙元素的钛及钛合金，由于间隙元素含量小，其溶于钛后减小了钛晶格歪曲，随温度降低，钛的强度增加，而塑性和韧性下降的很小，在室温-253℃条件下具有强度高，良好的塑性和高的断裂韧性。 （二）标准 1.常用标准（钛） （1）中国标准 ①GB：国家强制性标准 ②GB/T: 国家推荐性标准 ③GJB: 国家军用标准 ④YB: 部颁标准 ⑤YY: 行业标准
关于钛渣冶炼炉的新工艺介绍 目前，发达国家中的钛渣炉，容量都比较大，多采用全封闭，湿法除尘和回收煤气，并向干法除尘转变。这些大型电炉采用计算机进行控制，从原料准备到产品出炉全过程自动化，生产效率高，产品质量稳定，环保设施完善，有利于资源的综合利用，也是中国钛渣生产发展的方向。国某企业从南非引进的3万kVA全密闭直流高钛渣炉，已经将高钛渣的吨产电耗
从国普遍的3500kwh/t～4500 kwh/t降至2600kwh/t～2800kwh/t，大大降低了生产成本（注：由于该企业对引进技术吸收消化严重不足，加之过份神秘化的隔绝，导致试生产周期特长，生产时断时续。不久前，此高钛渣炉炉底熔穿目前正停产维修。该企业的负责人在接待国家工信部考察人员时介绍说：技术指标是非常先进的，政治上丰收，经济效益趋于零）。 国钛渣冶炼通常采用三相交流敞口电炉或半密闭电炉，一次性加料生产工艺，污染严重、热辐射高、操作环境恶劣。炉膛热量直接从炉口或烟道散出，电炉热损失大，容易造成除尘器布袋的烧蚀。 三相交流电炉的三根电极之间的电流为平面流动形式，由于炉料的导电性，而不能选用较高的二次电压，否则会出现电极不能深插，炉底温度低的现象，使得SiC沉积造成炉底上涨。 交流电炉炉膛的深、径比小，每次排渣或出铁水后，炉温度下降快，当下一炉的生料加入后，需要焙烧一段时间以提高炉温，增大了耗电量。 综合上述几个原因，使得国钛渣、工业硅、铁合金及电石等冶炼成本居高不下，市场竞争力低。 目前世界上最为先进的冶炼方法，是密闭直流电炉空心电极连续加料冶炼方式。 密闭直流电炉空心电极粉料连续入炉冶炼工艺具有如下优点： ⑴炉膛密闭，无外部空气进入，烟气量小，除尘设备负担小。 ⑵密闭电炉无外部空气进入，冶炼操作在密闭的高还原性气氛下进行，降低了电极的高温氧化和还原剂的氧化烧损。可以节省电极消耗达50%以上。 ⑶富含一氧化碳的高温烟气，显热直接用来干燥矿粉，降低矿粉中的水分，充分利用烟气的热量，比半密闭/敞口炉的潮矿入炉减少了电能消耗。降温除尘后的一氧化碳气体可以用来驱动燃气发电机发电，能源得到综合利用。 ⑷粉料连续入炉，原料和还原剂均为粉末，物料反应的表面积增大。物料直接进入熔池，在液态下进行还原反应，还原反应充分、速度快——“瞬间还原”。 ⑸粉料连续入炉，省去繁重的捣炉作业，减轻了劳动强度，改善了工作环境。 ⑹直流电炉炉膛的深/径比大于交流电炉的深/径比，即相同容量直流电炉的炉膛比交流电炉深，直径比交流电炉小，热量集中，热损失小。 ⑺直流电炉炉膛深/径比大，炉膛表面积小，比交流电炉节省炉衬材料。 ⑻直流电炉炉底作为导电电极，使电弧引向炉底，直流电流对熔池具有上下运动的电磁搅拌作用，使熔池上下层温度均匀，大大改善金属氧化物高温还原反应的热力学和动力学条件，消除了炉底上涨的可能。 ⑼直流电炉的顶电极位于炉膛中心，产生的电弧对炉衬的高温辐射烧损小，故炉衬材料的消耗降低，使用寿命延长。 ⑽直流电炉二次侧短网和熔池无感抗影响，且无电流集肤效应和邻近效应，电网供给
钛渣冶炼炉新工艺介绍
关于钛渣冶炼炉的新工艺介绍 前言 本方案瞄准国际先进技术，借鉴国内引进的成败实例，结合我团队自主研发并已成熟应用的成果而制定。 本方案所采用的各种“非常规”措施，最终将体现为： 1.节能，比常规交流电炉耗电低25%～35%，真正实现低成本运行； 2.生产环境优良，低噪音、全密闭，突显“人性化”，尾气排放可满足新国标；由于工艺上的改革，使除尘器过滤面积、烟管面积、风机及功率，与传统工艺的除尘器相比，≦1/8，并且通过新工艺，使被过滤的烟气温度有效、可靠地控制在200℃以下，促使滤袋寿命成倍地延长。 3.生产过程简化，实行计算机控制，在原编制上可大幅削减冶炼工人； 4.电炉设计上，倾向于多功能——满足冶炼多种产品（随意可调的宽幅电压）； 5.产品生产的质量特别稳定、易控。 6.电炉本体故障率特低，平时只需巡视和加注润滑等基本保养。 本方案其它特点： 1.独创的底电极结构，从根本上杜绝了铜质针刺因高温频繁烧蚀的断电事故，彻底保障了导电可靠性。 2.电炉功率因数高（只考虑动力补偿）；同时，在电气设计上已消除了谐波危害。 3.采用可控硅整流方式，能很方便地化解凝炉（非正常停电）、因SiC沉积造成的炉底上涨现象。 4.原料连续入炉、大容量电炉可实现产品连续出炉。 5.利用电炉产生的高温烟气烘干原料及煤气回收发电技术。烟气进入原料干燥装置降温后，再进除尘器除尘，由煤气风机送至煤气发电车间，全程安全可控。 根据国家对铁合金、电石等冶炼行业的准入限制，为适应国家可能出台的新政策，综合考虑钛渣炉性价比，建议钛渣炉的单台容量≧2万kVA。 工信部规定，容量在6300KVA以下的交流矿热炉逐步淘汰，新上的交流矿热炉容量必须≥25000KVA，直流炉容量≥12500KVA。内蒙、贵州及四川攀枝花等地已经在落实。 一台2万KVA空心电极直流密闭炉，可年产主产品钛渣67000吨左右，副产品半钢5000吨左右。与传统冶炼方式相比，生产一吨主产品可节省电能1200～1800度。 建造一台生产钛渣的2万KVA空心电极直流密闭炉，约需人民币6000～7000万元。投产后1～2年即可收回投资。 直流密闭炉节能效果显著，为国内首创。建设单位可以向国家工信部申报节能减排项目，寻求国家奖励或资助。贵州兴义某企业计划新建4台30000万KVA半密闭直流铁合金炉，已获得当地政府3亿元的贴息贷款扶植。内蒙古卓资县一铁合金企业新建一台16500KVA