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鈦從提煉到應用生產加工過程

來源:鈦板,鈦棒,鈦管,鈦絲,鈦設備,鈦合金,鈦材 發布時間:2015-12-11 12:07:51
耐腐蝕所以在化學工業上經常要用到它,鈦的最大缺點是難于提煉。主要是因為鈦在高溫下化合能力極強,可以與氧、碳、氮以及其他許多元素化合。因此,不論在冶煉或者鑄造的時候,人們都小心地防止這些元素“侵襲”鈦。在冶煉鈦的時候,空氣與水當然是嚴格禁止接近的,甚至連冶金上常用的氧化鋁坩堝也禁止使用,因為鈦會從氧化鋁里奪取氧。現在,人們利用鎂與四氯化鈦在惰性氣體——氦氣或氬氣中相作用,來提煉鈦。 冶煉鈦時,要經過復雜的步驟。把鈦鐵礦變成四氯化鈦,再放到密封的不銹鋼罐中,充以氬氣,使它們與金屬鎂反應,就得到“海綿鈦”。這種多孔的“海綿鈦”是不能直接使用的,還必須把它們在電爐中熔化成液體,才能鑄成鈦錠。但制造這種電爐又談何輕易!除了電爐的空氣必須抽干凈外,更傷腦筋的是,簡直找不到盛裝液態鈦的坩堝,因為一般耐火材料部含有氧化物,而其中的氧就會被液態鈦奪走。后來,人們終于發明了一種“水冷銅坩堝”的電爐。這種電爐只有中心一部分區域很熱,其余部分都是冷的,鈦在電爐中熔化后,流到用水冷卻的銅坩堝壁上,馬上凝成鈦錠。用這種方法已經能夠生產幾噸重的鈦塊,但它的成本就可想而知了。
 
1947年,人們才開始在工廠里冶煉鈦。當年,產量只有2噸。1955年產量激增到2萬噸。1972年,年產量達到了20萬噸。鈦的硬度與鋼鐵差不多,而它的重量幾乎只有同體積的鋼鐵的一半,鈦雖然稍稍比鋁重一點,它的硬度卻比鋁大2倍。現在,在宇宙火箭和導彈中,就大量用代替鋼鐵。據統計,目前世界上每年用于宇宙航行的鈦,已達一千噸以上極細的鈦粉,還是火箭的好燃料,所以鈦被譽為宇宙金屬,空間金屬。 
 
很多國家的鑄鈦工業是應航空、航天發展的去要建立起來的到目前為止,在發達國家里,鑄臺的航空、航天產品的生產,仍占50%以上。鈦合金鑄件在導彈上使用比較普遍,有尾翼、彈頭殼體、火箭殼體及連接座等。航天飛行器和人造衛星使用的鈦合金鑄件主要是一些支座,板架與接頭等結構件、人造衛星上照相機框架等。鈦合金精鑄件的使用獲得了滿意的經濟效果,鈦合金鑄件的質量不斷提高,加上及十年的使用經驗,鈦合金鑄件在飛機結構件的使用安全可靠性,已為設計人員普遍接受。當超音速飛機飛行時,它的機翼的溫度可以達到500℃。如用比較耐熱的鋁合金制造機翼,一到二三百度也會吃不消,必須有一種又輕、又韌、又耐高溫的材料來代替鋁合金乙鈦恰好能夠滿足這些要求。鈦還能經得住零下一百多度的考驗,在這種低溫下,鈦仍然有很好的韌性而不發脆。隨著鈦機鈦合金鑄件再飛機上應用的推廣,不少的受力結構件也開始選用了鈦鑄件,波音飛機上吊裝發動機的安裝吊架,現在采用了Ti-6Al-4V的精鑄件,我國飛機用支撐發動機的接頭,波音777飛機上長達2.13m的Ti-6242高溫鈦合金隔熱屏,飛機剎車殼體鈦合金鑄件,直升機旋業托架,漿轂等。
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