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问个问题，钛合金生产流程是怎样的
浏览：69次
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提问时间： 06-26 08:30
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1个答案
惷愁
06-26 08:31
方法：1.钛的冶炼提取技术。钠还原法和镁还原法是生产海绵钛的主要方法，另外有美国的改进型克劳尔法、阿姆斯特朗法、SRI法等，还有导电体介入还原法、Hunter法、Armstrong法等。2.钛合金熔炼技术。发展了冷床炉熔炼技术，包括电子束冷床炉和等离子冷床炉技术。目前，冷床炉熔炼已达到商业化水平，可熔炼重达25吨的铸锭。能生产无偏析、无夹杂的优质钛及钛合金铸锭，满足航空转动部件对高性能钛材的需求；能生产扁锭、空心锭，简化板材和大管材的后续加工，并可大量回收残钛，但存在成本高、操作复杂等问题。电子束和等离子冷床熔炼工艺在美国、日本等工业发达国家得到了快速发展，电子束已成功应用于纯钛和TC4合金的熔炼，等离子束是熔炼复杂成分钛合金的最有效手段。俄罗斯发展了一种类似于冷床炉的熔炼技术，即“凝壳―自耗电极熔炼”。此外，冷坩埚熔炼技术近来也有较大发展，与离心浇铸工艺结合用于钛铸件精密铸造，目前正在制造第二代冷坩埚熔炼炉。第二代冷坩埚炉可大大提高熔化能力，缩短熔炼时间，实现完全悬浮熔炼，消除金属凝壳。我国已将研究感应凝壳熔炼技术列入重点研究项目，在钛合金的熔炼技术方面也取得了很大的发展。2008年，我国共生产钛锭3.4万吨，钛加工材2.4万吨；净出口海绵钛4450吨；净出口钛加工材4083吨，成为海绵钛和钛加工材的净出口国。3.精密铸造技术。失蜡法铸造现称熔模精密铸造，是一种少切削或无切削的铸造工艺，应用广泛，适用于各种类型、各种合金的铸造，生产出的铸件尺寸精度、表面质量比其他铸造方法要高，复杂、耐高温、不易加工的铸件均可用熔模精密铸造。近年来，钛的铸造技术主要发展了冷坩埚+离子浇铸技术、真空吸铸技术和真空压铸技术。钛合金熔模精密铸造典型工艺有石墨熔模型壳，金属钨面层陶瓷型壳，氧化物陶瓷型壳。钛合金材料生产成本高，机械加工、锻造、焊接等比较困难，采用精密铸造技术，可以提高钛合金材料的利用率，降低生产成本。通常金属铸件的力学性能低于锻件性能，但钛精密铸件的使用性能大体与钛锻件相近，精密铸造成为降低成本、优化性能的最佳选择。凝壳炉的应用和熔模精密铸造与金属造型、陶瓷造型工艺的发展为许多大型复杂的薄壁钛铸件缩短生产时间、降低成本展现了一定的空间。目前，高性能的钛合金大型整体精铸件，大多数都是采用金属面层陶瓷型壳或氧化物面层陶瓷型壳浇注的。大型薄壁精密铸造技术使钛铸件性能接近钛锻件，而成本较钛锻件降低约50%。4.钛合金等温锻造技术。钛合金等温锻造技术是一项新工艺，结合热机械处理能获得综合力学性能最优化的钛合金等温锻件，但在模具材料、模具制造和模具加热装置等方面的成本投入比常规锻造方法高，大多用于制造飞机的零部件。5.钛合金的热处理。对钛合金进行固溶淬火和时效强化处理，能获优异工艺性能和使用性能，达到提高产品质量、延长使用寿命、提高经济效益的目的。目前，各国纷纷寻求新的热处理方法，以满足钛合金工程提出的新要求。英国伯明翰大学研制开发了一种陶瓷相转变处理技术―CCT技术，通过热处理，在γ―TiA1合金表面形成氧化铝和二氧化钛的陶瓷相复合层。用该技术制造的γ―TiA1合金发动机阀，可将剪切抗力提高100倍。利用该技术，可以在TiNi形状记忆合金表面形成TiO2陶瓷相复合层。特种热处理工艺是国防工业系统关键制造技术之一。美国为加速其航天飞机的发展，由5家公司组成联合体共同开发针对5种新材料的成形及热处理工艺，即化合物，C/C及陶瓷基复合材料，高蠕变强度材料及高导热材料。6.钛合金焊接技术。大多数钛合金可以使用氧乙炔焊的方法进行焊接，所有的钛合金均可使用固态焊接法进行焊接(如TIG、MIG、等离子弧焊、激光焊、电子束焊和电阻焊等)。从近几年国内外对钛及钛合金焊接方法的研究和焊接效果来看，TIG焊和激光焊的焊接质量最好。激光焊接技术具有功率密度高、热影响区小、焊件残余应力和变形小、焊接速度高、可焊接难焊材料 (陶瓷、有机玻璃)等优点，有很好的应用前景。钛及钛合金焊接技术的发展方向是便于操作、焊接过程自动化、智能化，从而提高焊接生产率、焊接质量稳定性以及节约能源，有利于环境保护等。7.钛合金冷成型及加工技术。生产技术方面，克劳尔法仍是生产海绵钛的主导工艺，电子束冷床炉熔炼技术已在钛铸锭制备上达到了商业化应用，大型锻件和精密锻造技术在不断发展，激光成型等近净成型技术在不断得到应用。一些常规加工技术如锻造、轧制等已完全实现了计算机自动控制。人工神经网络模型在钛合金中的应用解决了一些实际问题。降低钛合金加工制造成本的另一个方向是开发可冷变形的β钛合金。钛合金特种加工技术有激光加工技术、电子束加工技术、离子束及等离子体加工技术、电加工技术等。钛合金固态自由成型技术包括电子束熔化成型、激光熔化成型技术、等离子变弧成型(PTA)、激光精密金属沉积。1.钛的冶炼提取技术。钠还原法和镁还原法是生产海绵钛的主要方法，另外有美国的改进型克劳尔法、阿姆斯特朗法、SRI法等，还有导电体介入还原法、Hunter法、Armstrong法等。2.钛合金熔炼技术。发展了冷床炉熔炼技术，包括电子束冷床炉和等离子冷床炉技术。目前，冷床炉熔炼已达到商业化水平，可熔炼重达25吨的铸锭。能生产无偏析、无夹杂的优质钛及钛合金铸锭，满足航空转动部件对高性能钛材的需求；能生产扁锭、空心锭，简化板材和大管材的后续加工，并可大量回收残钛，但存在成本高、操作复杂等问题。电子束和等离子冷床熔炼工艺在美国、日本等工业发达国家得到了快速发展，电子束已成功应用于纯钛和TC4合金的熔炼，等离子束是熔炼复杂成分钛合金的最有效手段。俄罗斯发展了一种类似于冷床炉的熔炼技术，即“凝壳―自耗电极熔炼”。此外，冷坩埚熔炼技术近来也有较大发展，与离心浇铸工艺结合用于钛铸件精密铸造，目前正在制造第二代冷坩埚熔炼炉。第二代冷坩埚炉可大大提高熔化能力，缩短熔炼时间，实现完全悬浮熔炼，消除金属凝壳。我国已将研究感应凝壳熔炼技术列入重点研究项目，在钛合金的熔炼技术方面也取得了很大的发展。2008年，我国共生产钛锭3.4万吨，钛加工材2.4万吨；净出口海绵钛4450吨；净出口钛加工材4083吨，成为海绵钛和钛加工材的净出口国。3.精密铸造技术。失蜡法铸造现称熔模精密铸造，是一种少切削或无切削的铸造工艺，应用广泛，适用于各种类型、各种合金的铸造，生产出的铸件尺寸精度、表面质量比其他铸造方法要高，复杂、耐高温、不易加工的铸件均可用熔模精密铸造。近年来，钛的铸造技术主要发展了冷坩埚+离子浇铸技术、真空吸铸技术和真空压铸技术。钛合金熔模精密铸造典型工艺有石墨熔模型壳，金属钨面层陶瓷型壳，氧化物陶瓷型壳。钛合金材料生产成本高，机械加工、锻造、焊接等比较困难，采用精密铸造技术，可以提高钛合金材料的利用率，降低生产成本。通常金属铸件的力学性能低于锻件性能，但钛精密铸件的使用性能大体与钛锻件相近，精密铸造成为降低成本、优化性能的最佳选择。凝壳炉的应用和熔模精密铸造与金属造型、陶瓷造型工艺的发展为许多大型复杂的薄壁钛铸件缩短生产时间、降低成本展现了一定的空间。目前，高性能的钛合金大型整体精铸件，大多数都是采用金属面层陶瓷型壳或氧化物面层陶瓷型壳浇注的。大型薄壁精密铸造技术使钛铸件性能接近钛锻件，而成本较钛锻件降低约50%。4.钛合金等温锻造技术。钛合金等温锻造技术是一项新工艺，结合热机械处理能获得综合力学性能最优化的钛合金等温锻件，但在模具材料、模具制造和模具加热装置等方面的成本投入比常规锻造方法高，大多用于制造飞机的零部件。5.钛合金的热处理。对钛合金进行固溶淬火和时效强化处理，能获优异工艺性能和使用性能，达到提高产品质量、延长使用寿命、提高经济效益的目的。目前，各国纷纷寻求新的热处理方法，以满足钛合金工程提出的新要求。英国伯明翰大学研制开发了一种陶瓷相转变处理技术―CCT技术，通过热处理，在γ―TiA1合金表面形成氧化铝和二氧化钛的陶瓷相复合层。用该技术制造的γ―TiA1合金发动机阀，可将剪切抗力提高100倍。利用该技术，可以在TiNi形状记忆合金表面形成TiO2陶瓷相复合层。特种热处理工艺是国防工业系统关键制造技术之一。美国为加速其航天飞机的发展，由5家公司组成联合体共同开发针对5种新材料的成形及热处理工艺，即化合物，C/C及陶瓷基复合材料，高蠕变强度材料及高导热材料。6.钛合金焊接技术。大多数钛合金可以使用氧乙炔焊的方法进行焊接，所有的钛合金均可使用固态焊接法进行焊接(如TIG、MIG、等离子弧焊、激光焊、电子束焊和电阻焊等)。从近几年国内外对钛及钛合金焊接方法的研究和焊接效果来看，TIG焊和激光焊的焊接质量最好。激光焊接技术具有功率密度高、热影响区小、焊件残余应力和变形小、焊接速度高、可焊接难焊材料 (陶瓷、有机玻璃)等优点，有很好的应用前景。钛及钛合金焊接技术的发展方向是便于操作、焊接过程自动化、智能化，从而提高焊接生产率、焊接质量稳定性以及节约能源，有利于环境保护等。7.钛合金冷成型及加工技术。生产技术方面，克劳尔法仍是生产海绵钛的主导工艺，电子束冷床炉熔炼技术已在钛铸锭制备上达到了商业化应用，大型锻件和精密锻造技术在不断发展，激光成型等近净成型技术在不断得到应用。一些常规加工技术如锻造、轧制等已完全实现了计算机自动控制。人工神经网络模型在钛合金中的应用解决了一些实际问题。降低钛合金加工制造成本的另一个方向是开发可冷变形的β钛合金。钛合金特种加工技术有激光加工技术、电子束加工技术、离子束及等离子体加工技术、电加工技术等。钛合金固态自由成型技术包括电子束熔化成型、激光熔化成型技术、等离子变弧成型(PTA)、激光精密金属沉积。
