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國際通用型鈦合金TC4的生產應用

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 12:05:22
目前,世界上提煉海綿均采用Kroll法,尚無可行的低成本生產方法取代該方法,因此,在海綿鈦生產技術未取得重大突破之前,僅通過使用價格低廉的合金化元素的方法難以使鈦合金成本大幅降低。然而,鈦合金生產過程中,由于切頭、切邊、表面車削清理等加工需要,會產生大量的返回料。由于鈦合金返回料的成本只有一些篩選、破碎、清理帶來的附加成本,不到海綿鈦成本的三分之一。若能在合金制備過程中大量利用返回料,則可以顯著降低成本。常規生產流程制備的鈦合金板材的成本構成中,海綿鈦成本占總成本約40%,合金化元素的成本僅占總成本6.7%;熔煉和變形加工成本分別各占總成本約20%和約26%。因此,降低原料成本且縮短加工流程是降低鈦合金成本的有效途徑。此外,目前常用的鈦合金熔煉工藝是真空自耗電弧熔煉(VAR),采用該工藝需要預先壓制電極。為保證電極的強度,返回料僅能少量地添加到電極中,回收利用率受到限制,降低成本作用有限。電子束冷床熔煉(EBCHM)技術的日趨成熟為鈦合金的低成本化制備提供了重要的技術途徑。EBCHM有如下優點:1.較好地消除高、低密度夾雜,可獲得組織均勻的鑄錠;2.可100%利用返回料,而生產Ti-6Al-4V合金的VAR只能利用30%以下的返回料;3.可1次熔煉成錠;4.可生產扁錠,減少后續加工量。本研究采用EBCHM代替傳統的VAR,通過大量添加返回料,單次熔煉生產TC4鈦合金扁錠;扁錠表面處理、包覆后直接開坯軋制,制備8 mm厚TC4鈦合金板材;同時將VAR和EBCHM鑄錠制備板材的制造成本進行了對比。
 
鈦板材的熱軋可選用帶卷取機的可逆式四輥熱軋機、四輥可逆式爐卷軋機和多機架四輥熱連軋機等。與熱連軋機組對比,帶卷取機的可逆式四輥熱軋機設備出資少,占地面積小,能夠軋制質量杰出、厚度3~6mm的熱軋板卷,是適于小批量多種類鈦合金板帶的出產設備。一般選用熱軋法出產厚度大于3mm的各種鈦合金板材。板厚小于2mm的鈦合金板一般選用冷軋法出產。同熱軋對比,冷軋板具有外表質量好、尺度精度高、尺度公役小等長處。冷軋鈦板可用帶式法出產,但是鈦合金的冷軋板大多選用塊式法出產。冷軋一般在四輥可逆式冷軋機上進行,也可選用多機架串列式冷軋機組。厚度小于0.5mm的板帶材在20輥軋機上軋制。為進步商品質量,這些軋機應運用計算機操控。為了取得不一樣厚度鈦合金板帶材,冷軋、中心退火和精整工序可重復屢次進行。當出產高合金化鈦合金板帶時,為了進步資料的塑性和下降軋制時的變形抗力,也能夠在600~850℃規模內進行溫軋。
 
鈦的優秀耐蝕性及杰出的比強度,使鈦板比別的傳統金屬材料制造的產品更薄,換熱效果非常好,TC4鈦合金是現在運用最廣泛的鈦合金之一,它的強度高,耐蝕性好。世界上生產的鈦合金中,50%以上是TC4鈦合金,TC4鈦材主要以板材為主,主要以溫軋辦法制作TC4鈦合金軋制產品,該溫軋技能需求對傳統軋輥進行改進,即在軋管機上設備感應加熱設備,這種加工設備構造雜亂、技能繁瑣、出產成本高。構成現在這種現狀的主要原因是TC4鈦合金的強度高,冷軋成形難度大。將鈦及鈦合金經熔煉、鑄錠、平輥軋制、熱處理和精整等工序加工成截面為矩形的單張或成卷的加工材的過程。國際上鈦合金板的工業化生產自20世紀50年代初開始,現已能出產卷重達4~5t的帶材和寬度達4.2m的厚板。我國于50年代后期開始鈦板帶出產,60年代中期建成了較大型的鈦加工廠,構成了生產系統,商品現已系列化,能生產厚度為0.3~30mm的板材以及厚度為0.01~2.0mm的帶材。
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