钛加工工艺方法综述
- 格式:wps
- 大小:48.05 KB
- 文档页数:5
钛材料的加工工艺流程一、钛材料的特点。
钛是一种超级酷的材料。
它的强度可高啦,就像一个超级强壮的小战士,能承受很大的压力。
而且它还特别轻,就好像是金属界的小精灵,轻盈又灵活。
不过呢,钛的化学活性也很强,这就使得它在加工的时候有点小调皮,需要特殊对待。
二、原材料准备。
在加工钛材料之前,得先把原材料准备好。
这就像是做饭前要先把食材准备齐全一样。
钛的原材料有钛矿石,要经过好多复杂的工序才能把它变成我们能用的钛材。
这个过程就像是一场神奇的魔法,要提炼、精炼,把杂质都去掉,让钛变得纯净又好用。
三、切割。
接下来就是切割啦。
切割钛材料可不像切豆腐那么简单哦。
因为钛的强度高嘛,所以要用专门的切割设备。
就像给一个穿着铠甲的勇士做造型,得用锋利又合适的工具才行。
激光切割就是一种很厉害的方法,激光就像一把超级热的小刀,能精确地把钛材料按照我们想要的形状切割出来。
不过这个过程也要小心,因为钛的导热性不太好,要是不小心,可能就会让切割的地方过热,影响切割效果。
四、成型。
切割好之后就是成型啦。
这就像是把一块块小积木搭成一个大城堡一样。
钛材料可以通过锻造、轧制等方式来成型。
锻造就像是给钛材料做健身,通过锤打让它变成我们想要的形状。
轧制呢,就像是给钛材料按摩,让它慢慢变薄或者变成我们需要的形状。
在这个过程中,温度的控制可重要啦。
要是温度不合适,钛材料可能就会不听话,出现裂纹或者变形等问题。
五、热处理。
热处理也是钛材料加工中很关键的一步。
这就像是给钛材料做个温泉浴,让它的性能变得更好。
通过加热和冷却的不同组合,可以改变钛材料的组织结构,让它变得更强壮或者更有韧性。
不过这个温泉浴的温度和时间都得精确控制,就像泡温泉不能泡太久也不能泡太短一样,不然就达不到我们想要的效果啦。
六、表面处理。
最后就是表面处理啦。
表面处理就像是给钛材料穿上漂亮的衣服。
可以通过电镀、喷涂等方式,让钛材料的表面更光滑、更美观,还能提高它的耐腐蚀性。
电镀就像是给钛材料戴上一层亮晶晶的小帽子,喷涂就像是给它穿上一件彩色的外套。
钛的工艺流程钛是一种具有高强度、低密度且耐腐蚀性能出色的金属材料,广泛应用于航空、航天、化工、医疗器械等领域。
下面将为大家介绍一下钛的工艺流程。
一、原料准备:钛的原料主要有钛铁矿石和钛化钯。
首先需要将矿石进行破碎、粉碎和筛分,得到粒径均匀的矿石粉末。
然后将矿石粉末与钛化钯按一定比例混合,形成钛合金原料。
二、热处理:将钛合金原料放入高温炉中,进行熔炼和热处理。
这一步主要是使钛合金原料充分熔化,消除杂质,提高材料的纯度和均匀度。
在熔炼过程中,需要控制炉内的温度和氧气含量,确保钛合金的化学成分符合要求。
三、锻造:将经过热处理的钛合金块放入锻造机中,进行锻造加工。
锻造是通过对钛合金块进行加热和压制,使其发生塑性变形,改变其形状和内部结构。
锻造过程中需要控制温度、压力和变形速率,以确保得到高质量的钛合金坯料。
四、加工:经过锻造后的钛合金坯料需要进行进一步的加工,包括切割、铣削、钻孔等工艺。
这些加工过程主要是将钛合金坯料加工成所需的形状和尺寸,以便后续的使用。
五、表面处理:为了提高钛的表面质量和耐腐蚀性能,常常需要进行表面处理。
常见的表面处理方法有阳极氧化、电镀和喷涂等。
阳极氧化是将钛制品浸入硫酸等电解液中,通过电解反应形成一层氧化膜,提高钛制品的耐腐蚀性能和表面光泽。
六、检验和质量控制:在钛的加工过程中,需要进行一系列的检验和质量控制,以保证产品的质量符合要求。
常见的检验项目包括化学成分分析、力学性能测试、金相组织分析等。
只有通过了这些检验,才能够保证钛制品的质量和使用性能。
七、产品包装和出厂:经过检验合格的钛制品进行清洁、防锈处理后,进行产品包装,以便运输和存储。
常见的包装方法有木箱、纸箱、铁桶等。
然后,钛制品出厂,可以交付给客户使用。
综上所述,钛的工艺流程主要包括原料准备、热处理、锻造、加工、表面处理、检验和质量控制、产品包装和出厂等环节。
每个环节都需要严格控制工艺参数和质量标准,以确保最终产品的质量符合要求。
钛的加工工艺钛是一种重要的金属材料,具有优异的性能和广泛的应用领域。
为了充分发挥钛材料的优势,需要对其进行加工和处理。
本文将介绍钛的加工工艺,包括钛的切削加工、热加工和化学加工等方面。
钛的切削加工是指通过机械力的作用,利用切削刀具对钛材料进行切削、铣削、钻孔等加工过程。
切削加工是一种常用且高效的加工方法,可以实现对钛材料的形状和尺寸的精确控制。
在钛的切削加工过程中,需要注意选择合适的刀具材料和刀具几何参数,以及控制切削速度、进给量和切削液的使用等因素,以确保加工质量和效率。
热加工是指通过加热和塑性变形来对钛材料进行加工的方法。
常见的热加工方法包括热轧、热挤压和热拉伸等。
热加工可以改善钛材料的塑性和变形能力,使其更容易加工成所需的形状和尺寸。
在热加工过程中,需要控制加热温度、变形速度和保温时间等参数,以确保加工过程的稳定性和产品质量。
化学加工是指利用化学反应对钛材料进行加工和处理的方法。
常见的化学加工方法包括酸洗、电化学抛光和电镀等。
化学加工可以改善钛材料的表面质量和性能,增加其耐腐蚀性和美观度。
在化学加工过程中,需要选择合适的处理液和工艺条件,并控制加工时间和温度等参数,以确保加工效果和产品质量。
除了以上介绍的切削加工、热加工和化学加工外,还有其他一些钛的加工工艺,如粉末冶金、焊接和喷涂等。
粉末冶金是一种将钛粉末通过压制和烧结等工艺制备成零件的方法,可以实现复杂形状和大批量生产。
焊接是一种通过熔化和凝固的方式将钛材料连接在一起的方法,常用于制造航空航天和化工设备等领域。
喷涂是一种将钛材料喷射到基底表面形成涂层的方法,可以提高基底材料的耐磨性和防腐蚀性。
钛的加工工艺包括切削加工、热加工、化学加工以及其他一些特殊的加工方法。
选择合适的加工工艺对于实现钛材料的优化加工和应用至关重要。
随着科技的发展和工艺的进步,相信钛的加工工艺将不断完善和创新,为钛材料的应用开拓更广阔的空间。
钛合金材料的加工制备工艺随着科技的飞速发展,钛合金材料的应用范围越来越广泛。
从航空航天、船舶制造到医疗器械、汽车零部件,钛合金材料都有着广泛的应用。
然而,钛合金材料的加工与制备一直是一个难点,因为钛合金材料自身特性,一旦加工不当,容易导致材料破损,加工难度不小。
本文将从钛合金材料的特性、加工方法以及制备工艺等方面阐述钛合金材料的加工制备工艺。
一、钛合金材料的特性钛合金材料是一种轻量化高强度材料。
相比较于传统的钢材,钛合金材料的密度只有钢材的一半左右,而其强度却可以达到钢材的两倍以上。
因此,钛合金材料被广泛应用于航空航天、医疗器械以及汽车零部件等领域。
钛合金材料具有优异的耐腐蚀性,热膨胀系数小,抗疲劳强度高以及良好的生物相容性,这些特性使得钛合金材料成为各个领域中不可或缺的出色材料。
然而,由于钛合金材料的稳定化能力较差,其在高温高压下会出现氧化失稳的问题,导致加工困难。
另外,钛合金材料不耐磨、不耐热以及易于形变等特性也给其加工制备带来了一定的挑战。
二、钛合金材料的加工方法钛合金材料的加工方法主要包括热加工和冷加工两种方法。
热加工指的是在高温下对钛合金材料进行加工,通常采用的方法是锻造和粉末冶金。
锻造通过热加工的方式使得钛合金材料的组织变得致密,同时提高其塑性和韧性。
锻造方法可以分为等温锻造、非等温锻造以及等离子锻造等。
而粉末冶金的方法则是将钛合金材料的粉末加热后在高压下进行压制。
这种方法可以有效地保持钛合金材料的组织结构,同时还可以大大提高其抗腐蚀性和力学性能。
冷加工指的是在常温下对钛合金材料进行加工,通常采用的方法有剪切、压缩、拉伸等。
这种加工方法对钛合金材料的性质影响比较小,但是制备难度相对较大,需要借助一定的加工设备和工艺进行实现。
三、钛合金材料的制备工艺钛合金材料的制备工艺主要分为粉末冶金、铸造、化学气相沉积和喷雾沉积等几种方法。
粉末冶金是一种将钛合金材料的粉末进行混合后加热压制的方法。
这种方法可以制备出具有良好力学性能和抗腐蚀性能的钛合金材料。
钛丝生产工艺
钛丝是一种用途广泛的工程材料,具有优异的耐腐蚀性能、高强度和轻质等特点,被广泛应用于航空航天、汽车、医疗器械等领域。
钛丝的生产工艺是制备钛制品的重要环节之一,下面将介绍钛丝的生产工艺过程。
钛丝的原料是纯度较高的钛锭,通常采用气体熔炼法或电弧熔炼法制备。
在熔炼的过程中,需要控制熔炼温度和气氛,以确保钛材料的纯度和均匀性。
接下来是钛丝的拉拔工艺。
拉拔是将钛锭加热至一定温度后,通过模具拉制成不同规格和直径的钛丝。
在这一过程中,需要控制温度、拉伸速度和模具的尺寸,以确保钛丝的质量和尺寸精度。
在拉拔过程中,还需要进行退火处理。
退火是通过加热和冷却的方式,消除钛丝中的应力和晶界,提高钛丝的塑性和强度。
退火温度和时间的控制是保证钛丝性能的关键。
除了拉拔和退火,表面处理也是钛丝生产工艺中的重要环节。
钛丝的表面通常会进行酸洗、抛光或电镀等处理,以去除氧化层、提高表面光洁度和耐腐蚀性能。
对于一些特殊要求的钛丝,还需要进行热处理或表面涂层处理。
热处理可以改善钛丝的晶粒结构和性能,表面涂层可以提高钛丝的耐
磨性和耐腐蚀性。
总的来说,钛丝的生产工艺是一个复杂而精密的过程,需要严格控制各个环节,确保钛丝的质量和性能达到要求。
随着科技的不断进步,钛丝的生产工艺也在不断改进和完善,为钛材料的应用提供了更广阔的空间。
希望通过不断的研究和实践,可以进一步提高钛丝的生产效率和质量,推动钛材料在各个领域的应用。
钛合金的加工工艺及刀具介绍为什么我们认为钛合金是一种难加工材料?因为对其加工机理和现象缺乏深刻的认识。
1.钛加工的物理现象钛合金加工时的切削力只是略高于同等硬度的钢,但是加工钛合金的物理现象比加工钢要复杂得多,从而使钛合金加工面临巨大的困难。
大多数的钛合金的热导率很低,只有钢的1/7,铝的1/16。
因此,在切削钛合金过程中产生的热量不会迅速传递给工件或被切屑带走,而集聚在切削区域,所产生的温度可高达1 000℃以上,使刀具的刃口迅速磨损、崩裂和生成积屑瘤,快速出现磨损的刀刃,又使切削区域产生更多的热量,进一步缩短刀具的寿命。
切削过程中产生的高温同时破坏了钛合金零件的表面完整性,导致零件几何精度下降和出现严重减少其疲劳强度的加工硬化现象。
钛合金的弹性对零件性能来说可能是有益的,但是在切削过程中,工件的弹性变形是产生振动的重要原因。
切削压力使“弹性”的工件离开刀具和反弹,从而使刀具与工件之间摩擦现象大于切削作用。
摩擦过程也会产生热,加重了钛合金导热性不良问题。
加工薄壁或环形等易变形零件时,这个问题就更加严重,将钛合金薄壁零件加工到预期的尺寸精度不是一件容易的事。
因为随着工件材料被刀具推开时,薄壁的局部变形已经超出弹性范围而产生塑性变形,切削点的材料强度和硬度明显增加。
此时,按照原先确定的切削速度加工就变得过高,进一步导致刀具急剧磨损。
“热”是钛合金难加工的“罪魁祸首”!2.加工钛合金的工艺诀窍在理解钛合金加工机理的基础上,加上以往的经验,加工钛合金的主要工艺诀窍如下:(1) 采用正角型几何形状的刀片,以减少切削力、切削热和工件的变形。
(2) 保持恒定的进给以避免工件的硬化,在切削过程中刀具要始终处于进给状态,铣削时径向吃刀量a e应为半径的30%。
(3) 采用高压大流量切削液,以保证加工过程的热稳定性,防止因温度过高导致工件表面变性和刀具损坏。
(4) 保持刀片刃口锋利,钝的刀具是热集结和磨损的原因,容易导致刀具失效。
钛的冶炼方法及方程式钛是一种重要的金属材料,其具有优异的耐腐蚀性、高强度、低密度等特点,在航空航天、汽车制造、医疗器械等领域有着广泛的应用。
这篇文章将介绍钛的主要冶炼方法及其方程式。
1. 克罗内法克罗内法是目前钛的主要生产方法,其主要原料是钛铁矿。
具体过程如下:(1) 钛铁矿还原:钛铁矿和焦炭在电炉中还原生成钛和铁的合金。
FeTiO3 + 3C → Fe + TiC + 2CO(2) 钛的精炼:将钛铁合金放入反应釜中,加入氯气,生成氯化钛,然后经过精炼分离出纯钛。
TiC + 2Cl2 → TiCl4 + CTiCl4 + 2Mg → Ti + 2MgCl22. 氧化-还原法氧化-还原法是一种较为简单的钛冶炼方法,其主要原料是钛粉。
具体过程如下:(1) 钛粉氧化:将钛粉置于高温氧气中氧化成钛四氧化物。
Ti + 2O2 → TiO4(2) 钛四氧化物还原:将钛四氧化物和还原剂(如铝、镁等)在高温下反应,生成钛金属和氧化物。
TiO4 + 2Al → Ti + 2AlO3. 碘化法碘化法是一种相对较为简单的钛冶炼方法,其主要原料是钛粉和碘。
具体过程如下:(1) 钛粉氧化:将钛粉置于高温氧气中氧化成钛四氧化物。
Ti + 2O2 → TiO4(2) 钛四氧化物碘化:将钛四氧化物和碘在高温下反应,生成碘化钛。
TiO4 + 2I2 → TiI4 + 2O2(3) 碘化钛还原:将碘化钛和还原剂(如铝、镁等)在高温下反应,生成钛金属和氧化物。
TiI4 + 2Al → Ti + 2AlI3综上所述,钛的冶炼方法主要有克罗内法、氧化-还原法和碘化法,这些方法各有优劣,可以根据具体情况选择合适的方法进行生产。
钛粉加工工艺-概述说明以及解释1.引言1.1 概述钛粉作为一种重要的金属粉末原料,在现代工业生产中发挥着关键作用。
它具有优异的物理和化学性质,如高强度、耐腐蚀、低密度等,使其在航空航天、汽车制造、医疗设备和化工等领域得到广泛应用。
然而,钛粉的加工过程一直是一个具有挑战性的课题。
由于钛粉的易燃、易爆特性,以及其高活性和表面吸附性能的影响,加工过程面临着较高的风险和技术难题。
传统的钛粉加工工艺存在一些问题,如加工效率低、能源消耗大、产品质量不稳定等。
因此,研发和改进钛粉加工工艺已成为当前行业的热点和难点。
本文将重点介绍钛粉加工工艺的研究现状和发展趋势。
通过对钛粉的来源和特性进行分析,探讨传统工艺中存在的问题,并提出解决方案和改进措施,旨在提高钛粉加工的效率和质量。
同时,展望了未来钛粉加工的发展方向,如新型材料技术的应用、智能化加工设备的研发等,以期为相关行业的发展和创新提供有益借鉴。
通过本文的撰写和讨论,对于钛粉加工工艺感兴趣的读者将能够了解到钛粉加工领域的现状和挑战,并了解到未来的发展方向。
希望本文能够为相关领域的从业者和研究者提供一定的参考和借鉴,推动钛粉加工技术的进一步创新和应用。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以按照以下方式编写:文章结构:本文主要分为三个部分:引言、正文和结论。
引言部分主要对钛粉加工工艺进行概述,介绍了文章的结构和目的。
正文部分包括了钛粉的来源和特性以及钛粉加工的传统工艺。
首先,将介绍钛粉的来源和特性,包括钛粉的制备方法、物理性质和化学性质等方面的内容;其次,将详细介绍钛粉加工的传统工艺,包括钛粉的烧结、压制和热处理等常用工艺的原理和方法。
结论部分将总结钛粉加工的现状和挑战,包括当前钛粉加工所面临的问题和困难,并提出可能的解决方案。
同时,也将展望钛粉加工的未来发展方向,探讨可能的技术创新和应用前景。
通过以上的文章结构,读者可以清晰地了解到本文的组织框架,并对将要介绍的内容有一个整体的把握。
钛合金的加工与应用钛合金是一种高强度、低密度、优良耐腐蚀性的金属材料,拥有极高的比强度和比刚度,广泛应用于航空航天、汽车、船舶、医疗、化工等领域。
钛合金的加工与应用主要包括以下几个方面:1.钛合金的加工方法:钛合金的加工方法包括锻造、压力成型、钛板的冷、热轧制、钛焊、钛铸等。
其中,锻造是常用的加工方法之一,通过对钛合金坯料进行加热,再进行力的作用,使其塑性变形,进而形成所需形状的零部件。
钛合金的压力成型主要包括挤压、拉深、旋压等,可以加工出较为复杂的形状。
钛板的冷、热轧制是通过对钛合金板材进行冷、热轧,使其变形为所需厚度和形状的板材。
钛焊是通过高温熔合将两个或多个钛合金部件连接在一起;钛铸是将熔化的钛合金倒入模具,然后冷却凝固成形。
2.航空航天领域:钛合金在航空航天领域的应用广泛,主要用于飞机结构零件、发动机零件、航天器结构和悬挂系统等。
由于钛合金具有优良的比强度和耐腐蚀性能,能够减轻飞机自重,提高飞机的载荷能力和飞行速度,同时能够抵抗高温氧化和腐蚀等环境影响,因此被广泛应用于航空航天领域。
3.汽车领域:钛合金在汽车领域的应用主要包括制动系统、底盘组件、排气系统等。
由于钛合金具有优异的低密度和高强度,能够减轻汽车自重,提高汽车的燃油效率和加速性能,并且钛合金的耐腐蚀性好,能够抵抗路面盐雾等腐蚀介质的侵蚀,因此被广泛应用于汽车领域。
4.医疗领域:钛合金在医疗领域的应用主要包括人工关节、牙科种植、外科器械等。
由于钛合金具有生物相容性好、无毒、无磁性等特点,可以与人体组织兼容,并且在人体内不会产生副作用。
因此,钛合金成为制造人工关节和牙科种植等医疗器械的理想材料。
5.化工领域:由于钛合金具有耐腐蚀性好、耐高温性能优良的特点,被广泛应用于化工领域。
钛合金的耐腐蚀性能可以有效抵抗酸碱等腐蚀介质的侵蚀;耐高温性能可以在高温环境下保持结构稳定性。
因此,在化工领域中,钛合金通常用于生产反应器、换热器、输送管道等设备。
钛管制作工艺流程钛管是一种常见的金属管材,具有轻质、高强度、耐腐蚀等优点,在航空航天、化工、海洋工程等领域得到广泛应用。
钛管的制作工艺流程包括原料准备、管坯制备、钛管成型、热处理和表面处理等环节。
钛管的原料是钛合金,一般由钛矿石经过提炼和精炼得到。
钛矿石中含有一定的杂质和氧化物,需要经过氯化法或炼钛法进行提炼,得到纯度较高的钛合金。
然后,将得到的钛合金进行加工,制备成钛管的管坯。
首先,将钛合金熔化,并通过特殊的装置将熔融金属注入到钛管的模具中,待冷却凝固后,得到钛管的管坯。
这个过程需要控制合金的成分和温度,确保钛管的质量。
接下来,钛管的成形是通过冷热轧制的方式进行的。
首先,将钛管的管坯进行预热处理,以提高金属的塑性和可变形性。
然后,将预热后的管坯送入轧机中进行轧制,通过多次的轧制和拉伸,使钛管逐渐变细、变长,并形成所需的外形和尺寸。
同时,轧制过程中还需要进行冷却和润滑,以保证钛管的表面质量和机械性能。
钛管的成形后,还需要进行热处理来提高钛管的强度和耐腐蚀性能。
热处理一般包括固溶处理和时效处理两个步骤。
固溶处理是将钛管加热至一定温度,使合金中的固溶体达到均匀溶解状态,然后迅速冷却,使固溶体保持在高温下的均匀溶解状态。
时效处理是将固溶体经过一定时间的加热保持,使合金中的固溶体析出出来,形成细小的析出相,从而提高钛管的强度和硬度。
钛管还需要进行表面处理,以提高其耐腐蚀性和装饰性。
常见的表面处理方法包括酸洗、喷砂、阳极氧化等。
酸洗是将钛管浸泡在酸性溶液中,去除表面的氧化层和杂质,使钛管表面变得光洁。
喷砂是利用高压气流将细小的砂粒喷射到钛管表面,去除表面的氧化物和污垢,增加钛管的粗糙度。
阳极氧化是将钛管作为阳极,通过电解的方式,在钛管表面形成一层氧化膜,提高钛管的耐腐蚀性和装饰性。
钛管的制作工艺流程包括原料准备、管坯制备、钛管成型、热处理和表面处理等环节。
每个环节都需要严格控制操作参数,确保钛管的质量和性能。
钛轧制工艺综述
摘要:介绍了目前国内外钛带卷的加工工艺、生产技术条件及国内钛带卷的生产现状及工艺流程。
同时总结分析了国际目前钛加工的最新工艺及方法。
分析认为,国内钛带卷生产中存在的主要问题是生产技术掌握不完全,设备不配套,轧制工艺自控程度低;制约国内钛带卷工业化发展的主要因素是生产工艺相对落后及一次性投资过大。
随着钛带卷加工技术的重大突破及各领域钛带用量需求不断增加,国内几条钛带卷生产线相继开工建设,将大力带动国内钛带卷工业的发展。
关键词:钛加工轧制工艺生产技术
1前言:
1.1 钛的用途
钛合金具有强度高而密度又小,机械性能好,韧性和抗蚀性能很好。
另外,钛合金的工艺性能差,切削加工困难,在热加工中,非常容易吸收氢氧氮碳等杂质。
还有抗磨性差,生产工艺复杂。
钛的工业化生产是1948年开始的。
航空工业发展的需要,使钛工业以平均每年约 8%的增长速度发展。
目前世界钛合金加工材年产量已达4万余吨,钛合金牌号近30种。
使用最广泛的钛合金是Ti-6Al-4V(TC4),Ti-5Al-2.5Sn(TA7)和工业纯钛(TA1、TA2和TA3)。
钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件,其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。
60年代中期,钛及其合金已在一般工业中应用,用于制作电解工业的电极,发电站的冷凝器,石油精炼和海水淡化的加热器以及环境污染控制装置等。
钛及其合金已成为一种耐蚀结构材料。
此外还用于生产贮氢材料和形状记忆合金等。
中国于1956年开始钛和钛合金研究;60年代中期开始钛材的工业化生产并研制成TB2合金。
钛合金是航空航天工业中使用的一种新的重要结构材料,比重、强度和使用温度介于铝和钢之间,但比强度高并具有优异的抗海水腐蚀性能和超低温性能。
1950年美国首次在F-84战斗轰炸机上用作后机身隔热板、导风罩、机尾罩等非承力构件。
60年代开始钛合金的使用部位从后机身移向中机身、部分地代替结构钢制造隔框、梁、襟翼滑轨等重要承力构件。
钛合金在军用飞机中的用量迅速增加,达到飞机结构重量的20%~25%。
70年代起,民用机开始大量使用钛合金,如波音747客机用钛量达3640公斤以上。
马赫数小于 2.5的飞机用钛主要是为了代替钢,以减轻结构重量。
又如,美国SR-71 高空高速侦察机(飞行马赫数为3,飞行高度26212米),钛占飞机结构重量的93%,号称“全钛”飞机。
当航空发动机的推重比从4~6提高到8~10,压气机出口温度相应地从200~300°C增加到500~600°C 时,原来用铝制造的低压压气机盘和叶片就必须改用钛合金,或用钛合金代替不锈钢制造高压压气机盘和叶片,以减轻结构重量。
70年代,钛合金在航空发动机中的用量一般占结构总重量的20%~30%,主要用于制造压气机部件,如锻造钛风扇、压气机盘和叶片、铸钛压气机机匣、中介机匣、轴承壳体等。
航天器主要利用钛合金的高比强度,耐腐蚀和耐低温性能来制造各种压力容器、燃料贮箱、紧固件、仪器绑带、构架和火箭壳体。
人造地球卫星、登月舱、载人飞船和航天飞机也都使用钛合金板材焊接件。
1.2国内外钛业发展趋势及展望
海外钛行业复苏势头强劲。
TIMET 一季度超预期的业绩报告,显示了全球航钛需求强劲复苏。
TIMET 公司70%的钛材销售和航空业相关,一季度钛材出货量同比回升16%,环比回升30%。
公司CEO 称,强于预期的需求是公司盈利增长主要原因,受用钛量大的新机型(如波音7 87)渐入投产期,全球航空业去库存化接近尾声,以及全球经济回暖复苏,预计2010年钛材销量同比显著回升。
海外钛原料价格(废钛和钛铁)持续回升,以及TIMET 股价强劲表现,均反
映海外对钛行业持续复苏的预期。
国内钛行业呈现复苏迹象。
遵义钛业五一期间再次上调海绵钛售价,显露国内钛行业呈现复苏迹象。
今年2月份,遵义钛业称因成本与售价倒挂曾上调海绵钛价格10%,3月份其他海绵钛厂商也相继上调价格,4月份以宝钛为首的下游加工厂商开始上调钛材售价。
本次遵义钛业再次上调海绵钛售价,预期未来1-2个月下游钛材厂商也会上调售价。
整个产业链从海绵钛到钛材售价相继上调,显示国内钛行业复苏进程已经启动。
1.3 国内目前钛加工存在的困难:
当前,钛材广泛地应用于诸多生产领域,特别是尖端科技方面。
我国是世界钛资源最丰富的国家,钛储量居世界第一,占世界总储量的38.8%。
据有关专家分析,我国国内短期受益于火电、核电、滨海电力、海水淡化等的拉动,中期将受益于基础化工行业需求的恢复,远期将直接受益于大飞机项目的投产。
可见,随着经济的飞速发展,我国即将成为仅次于美国的世界第二大钛材消费国。
长期以来,由于缺乏热轧钛带卷技术,我国的钛带卷基本依赖进口。
特别是近年来,随着我国战略产业发展,钛带卷和钛焊管的进口量不断增加,而美国、日本等钛产品出口大国又通过封锁核心技术来控制产品价格和供应量,大大抑制了我国相关战略产业发展。
因此,加大对钛材精深加工技术的研发及产业化,已成为我国国民经济发展和国防建设的重大课题。
2钛的轧制轧制工艺
2.1钛常用的轧制工艺方法和流程
2.1.1热轧厚板
钛厚板是以初轧或锻造的板坯为原料"经加热——轧制———热矫——热处理——中断——矫形——除鳞——酸洗等基本生产过程"然后再根据对表面的要求进行处理"如需要打磨的"则用砂布带打磨"最终制得厚板成品。
2.1.2热轧带卷
热轧带卷是采用与厚板同样的板坯作为原材料#由于板坯加热时产生的氧扩散层会导致冷轧时板材产生缺陷"冷轧前需要除去;因此,从成材率、表面质量考虑、该扩散层的厚度越薄越好。
为此,热轧带卷加热温度的设定应在保证稳定轧制并可卷制成带的情况下,尽可能低近年来,热轧带卷的技术进步主要是探讨了最适宜的加热条件(温度、时间、空气比等),以减薄氧扩散层;固定部件(导轨等)的改造,以防止钛带与固定部位(导轨等)的擦伤。
今后还应进行作为钛热轧专用设备的改造,以更进一步抑制氧扩散层生长"更有效地防止擦伤"提高带材质量。
2.1.3 冷轧板
冷轧板是采用热轧带卷(厚度为3mm~6mm、宽度为600mm~1600mm、单卷质量在10t以下)为原材料。
一般的生产流程是大气退火除磷去除表面缺陷冷轧清洗
真空退火平整轧制矫形精整(分条、板剪切等)。
或者以大气退火除磷代替以上洗净真空退火工序。
近年冷轧板的技术进步主要表现在4个方面;①除鳞去伤;②冷轧工艺;③退火工艺;④平整轧制和精整技术。
目前冷轧板的退火方式有如下3种方式:(1)真空退火。
(2)大气退火。
(3)真空气氛连续退火。
2.1.4 棒线材
钛棒线材的轧制也是采用钢铁轧制的设备,与其它钛加工材一样,钛棒线材热轧时要防止滑动接触,以免热粘引起的表面伤,要设定最优化孔型及道次加工程序,要保证钛在适宜温度下轧制,防止温度下降。
(a)立式轧环机;(b)卧式轧环机
3 目前全球钛工业的技术创新
3.1阿姆斯特朗工艺技术
国际钛粉公司(International Tianannium powder)简称ITP正在对阿姆斯特朗工艺技术(Armstrong process)进一步完善,并对这一技术的商业化进行工业试验!这
一技术采用把TICI4蒸气喷射到流动钠流中去,通过反应生成相当纯的钛金属"混合的氯化物蒸气也可以用来反应生成钛合金粉末,对于采用这种工艺技术生产的钛粉分析展示出来!
这种钛粉超过了ASTM CP 1级钛粉的化学和力学性能的技,术规范要求,公司正在利用这一技术生产钛粉。
3.2 利用氢化海绵钛生产加工钛粉的工艺技术
人们对于大幅度降低成本和增加产量颇感兴趣,并且通过钛粉沫加工生产产品,最近的新技术是利用氢化钛粉末改善成形和脱氢后的性能。
AG材料公司报道了正在开发的氢化海绵钛来生产所需钛材料的新技术,该工艺技术利用控制状态下的氢和海绵钛的“自扩展高温合成”反应来生产钛粉末,所生产粉末具有高质量和稳定性并且已经成功试验,使这种材料接近理论密度。
3.3 钛型材的正向挤压和反向挤压技术
和铝型材挤压技术一样,钛型材也采用了正向挤压和反向挤压技术,正向挤压是挤压坯料移动,模具静止不动,而反向挤压则是模具移动挤压坯料静止不动。
正向挤压适合于大断面尺寸和复杂形状的钛型材,而反向挤压则适合于分差要求更严格,表面精度更高的钛型材。