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  • 钛金属和钛锻件的加工剖析

    编辑:宝鸡市金诚新亿金属公司  |  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。

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      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。

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