钛金属和钛锻件的加工剖析

编辑：宝鸡贵力恒金属材料有限公司  |  浏览次数：179次

　　今天我们从钛金属的特点、钛锻件加工分析、以及它的化合物用途、钛材生产的原则流程这几方面去给大家详细介绍一下。

　　钛金属的特性及其应用

　　钛在空气中稳定;因为钛具有密度小，比强度大，密度只有钢铁的0.6，纯钛强度和钢铁差不多、合金强度是钢的近2倍，耐高温又耐低温、耐腐蚀等优良的特性。钛有“太空金属”之称，在-253℃~500℃这样宽的温度范内都能保持高强度和机械性能不变，自上个世纪50年代以来，钛在航空航天中的比重越来越大，钛合金则是制做火箭发动机壳体及人造卫星、宇宙飞船的重要材料。

　　在常温下钛终身保持本身色调不变，它特有的银灰色调不论是高抛光.丝光.亚光都有很好的表现，是除贵金属铂，金以外最合适的首饰金属，在国外现代首饰设计中经常使用。但由于钛的加工技术要求很高，用普通设备很难浇铸成型，用普通工具又很难将它焊接起来，所以很难形成生产规模。钛金属质地轻盈却格外坚固，是国际上流行的首饰用材，在款型设计上，极简干净的切割，高度的设计性与低调的前卫风格，备受年轻白领的推崇。

　　钛锻件缺陷分析及工艺改进，将从以下：钛锻件缺陷的出现及分析、TC4的金属组织形态特征，这两个方面去介绍。

　　TC4钛锻件缺陷的出现及分析

　　某厂按航标进行TC4锻件试生产时，检测出试件几项锻件性能指标不合格，其中“缺口应力断裂”指标小于5小时，针对此问题，首先应从TC4的金属组织形态分析，然后从锻造工艺找原因。

　　TC4的金属组织形态特征

　　TC4钛合金属α+β型钛合金，组成为Ti―6AL―4V，退火组织为α+β相，含有6?的α稳定元素铝，通过固熔强化使α相的强度得到提高，钒稳定β相的能力较小，因此退火组织中β相的数量较少。

　　钛的化合物及用途

　　重要的钛化合物有:二氧化钛、四氯化钛、偏钛酸钡。

　　纯净的二氧化钛是白色粉末，是优良的白色颜料，商品名称“钛白”。它兼有铅白的遮盖性能和锌白的持久性能。因此，人们常把钛白加在油漆中，制成高级白色油漆，在造纸工业中作为填充剂加在纸桨中;纺织工业中作为人造纤维的消光剂;在玻璃、陶瓷、搪瓷工业，上作为添加剂，改善其性能;在许多化学反应中用作催化剂。

　　在化学工业日益发展的今天，二氧化钛及钛系化合物作为精细化工产品，有着很高的附加价值，前景十分诱人。四氯化钛是一种无色液体;熔点250K、沸点409K，有制激性气味。它在水中或潮湿的空气中都极易水解，冒出大量的白烟。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TiC14->精制~>纯TiC14->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属同，只是烧结必须要在真空下进行。它适用乎生产大批量、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。使用广泛的钛合金是Ti-6A1-4V，Ti-5A1-2.5Sn等。