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国际通用型的钛合金TC4

来源:      2018-09-21 08:25:03      点击:
       世界上提炼海绵钛均采用Kroll法,尚无可行的低成本生产方法取代该方法,因此,在海绵钛生产技术未取得重大突破之前,仅通过使用价格低廉的合金化元素的方法难以使钛合金成本大幅降低。然而,钛合金生产过程中,由于切头、切边、表面车削清理等加工需要,会产生大量的返回料。由于钛合金返回料的成本只有一些筛选、破碎、清理带来的附加成本,不到海绵钛成本的三分之一。若能在合金制备过程中大量利用返回料,则可以显著降低成本。常规生产流程制备的钛合金板材的成本构成中,海绵钛成本占总成本约40%,合金化元素的成本仅占总成本6.7%;熔炼和变形加工成本分别各占总成本约20%和约26%。因此,降低原料成本且缩短加工流程是降低钛合金成本的有效途径。此外,目前常用的钛合金熔炼工艺是真空自耗电弧熔炼(VAR),采用该工艺需要预先压制电极。为保证电极的强度,返回料仅能少量地添加到电极中,回收利用率受到限制,降低成本作用有限。电子束冷床熔炼(EBCHM)技术的日趋成熟为钛合金的低成本化制备提供了重要的技术途径。EBCHM有如下优点:1.较好地消除高、低密度夹杂,可获得组织均匀的铸锭;2.可100%利用返回料,而生产Ti-6Al-4V合金的VAR只能利用30%以下的返回料;3.可1次熔炼成锭;4.可生产扁锭,减少后续加工量。本研究采用EBCHM代替传统的VAR,通过大量添加返回料,单次熔炼生产TC4钛合金扁锭;扁锭表面处理、包覆后直接开坯轧制,制备8 mm厚TC4钛合金板材;同时将VAR和EBCHM铸锭制备板材的制造成本进行了对比。
  钛板材的热轧可选用带卷取机的可逆式四辊热轧机、四辊可逆式炉卷轧机和多机架四辊热连轧机等。与热连轧机组对比,带卷取机的可逆式四辊热轧机设备出资少,占地面积小,能够轧制质量杰出、厚度3~6mm的热轧板卷,是适于小批量多种类钛合金板带的出产设备。一般选用热轧法出产厚度大于3mm的各种钛合金板材。板厚小于2mm的钛合金板一般选用冷轧法出产。同热轧对比,冷轧板具有外表质量好、尺度精度高、尺度公役小等长处。冷轧钛板可用带式法出产,但是钛合金的冷轧板大多选用块式法出产。冷轧一般在四辊可逆式冷轧机上进行,也可选用多机架串列式冷轧机组。厚度小于0.5mm的板带材在20辊轧机上轧制。为进步商品质量,这些轧机应运用计算机操控。为了取得不一样厚度钛合金板带材,冷轧、中心退火和精整工序可重复屡次进行。当出产高合金化钛合金板带时,为了进步资料的塑性和下降轧制时的变形抗力,也能够在600~850℃规模内进行温轧。
  钛的优秀耐蚀性及杰出的比强度,使钛板比别的传统金属材料制造的产品更薄,换热效果非常好,TC4钛合金是现在运用最广泛的钛合金之一,它的强度高,耐蚀性好。世界上生产的钛合金中,50%以上是TC4钛合金,TC4钛材主要以板材为主,主要以温轧办法制作TC4钛合金轧制产品,该温轧技能需求对传统轧辊进行改进,即在轧管机上设备感应加热设备,这种加工设备构造杂乱、技能繁琐、出产成本高。构成现在这种现状的主要原因是TC4钛合金的强度高,冷轧成形难度大。将钛及钛合金经熔炼、铸锭、平辊轧制、热处理和精整等工序加工成截面为矩形的单张或成卷的加工材的过程。国际上钛合金板的工业化生产自20世纪50年代初开始,现已能出产卷重达4~5t的带材和宽度达4.2m的厚板。我国于50年代后期开始钛板带出产,60年代中期建成了较大型的钛加工厂,构成了生产系统,商品现已系列化,能生产厚度为0.3~30mm的板材以及厚度为0.01~2.0mm的带材。