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| 文章來(lái)源：網(wǎng)上搜集 訪問(wèn)2837次 2015-10-21 09:06:26 |
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  鈦材料塑性加工(plastic working of titanium material)
用塑性變形方法將鈦材料鑄錠加工成半成品的過(guò)程。是鈦材料制備工藝之一。工業(yè)上常用的工藝如鍛造、軋制、擠壓、拉伸等已能生產(chǎn)出各種規(guī)格的板、棒、線、管和鍛件。其工藝流程見(jiàn)圖。鈦材料塑性加工的特點(diǎn)有：變形抗力大，常溫塑性低，屈服極限和強(qiáng)度極限的比值高，變形回彈大，變形過(guò)程中易與模具粘結(jié)等。
加熱 鈦材料的變形抗力隨溫度升高而減少，塑性隨溫度升高而增加。尤其對(duì)高合金化的鐵合金，加熱變形是主要的變形方式。在鑄錠開(kāi)坯鍛造前，加熱是必需的工序。鈦的導(dǎo)熱性差，在加熱過(guò)程中，必須控制升溫速度，以防止在鑄錠中形成很大的熱應(yīng)力。對(duì)一些高合金化的鑄錠，這種熱應(yīng)力可能引起開(kāi)裂。在電阻爐或火焰爐中的加熱時(shí)間，一般按橫斷面尺寸1min／mm計(jì)算。對(duì)高合金化的鑄錠要更慢一些。為此常采用分段加熱方式。如果用感應(yīng)加熱，所需時(shí)間會(huì)明顯縮短。鈦材料的化學(xué)活性高，加熱時(shí)很容易吸氧、氮和氫。在空氣中加熱時(shí)，坯料表面會(huì)形成氧化皮和吸氣層。太厚的吸氣層，變形時(shí)將引起開(kāi)裂，使產(chǎn)品質(zhì)量惡化。鈦材料吸氫超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值時(shí)，在以后的使用中有可能產(chǎn)生氫脆。為了減少加熱時(shí)氧化，防護(hù)涂層是有效的方法。為了防止吸氫，加熱時(shí)最好采用中性氣氛爐，如電爐。用火焰爐加熱時(shí)，要控制爐內(nèi)為微氧化性氣氛。鈦材料加熱時(shí)，若與氧化鐵皮、鋼架接觸摩擦，可能引起局部熔化，甚至燃燒，所以，在加熱鈦材料時(shí)，一定要把爐中的氧化鐵皮清除干凈。
鈦材料塑性加工
鍛造 是將鈦鑄錠加工成中間坯料的必經(jīng)工序，一般稱(chēng)開(kāi)坯鍛造。同時(shí)，鍛造還作為獨(dú)立工序用于生產(chǎn)棒材、鍛件和模鍛件等產(chǎn)品。鍛造設(shè)備一般采用鍛錘或液壓機(jī)，也可采用快鍛機(jī)和精鍛機(jī)。開(kāi)坯鍛造的溫度一般選在β相區(qū)，以后的鍛造應(yīng)選在a—β相區(qū)的上部。一火變形量約為30％～70％。鑒于鈦合金性能對(duì)組織的敏感性，鍛造工藝的制定應(yīng)能滿(mǎn)足創(chuàng)造最佳的再結(jié)晶條件，以獲得最佳綜合性能的組織。鈦材料在加熱變形時(shí)，變形熱影響很大。局部強(qiáng)烈變形區(qū)產(chǎn)生的熱量r在本身低導(dǎo)熱率影響下，會(huì)產(chǎn)生局部過(guò)熱，使組織惡化。但如能控制好變形速度并使變形均勻，則變形熱對(duì)加工又很有利。鍛造中變形抗力隨變形速度增加而迅速增加。相同溫度下鍛造，用鍛錘所需能量比用水壓機(jī)要高。變形速度對(duì)材料的塑性也有影響。近些年，除用常規(guī)鍛造外，還發(fā)展了B鍛和近凈成形技術(shù)。
擠壓 擠壓法可生產(chǎn)管、棒和型材。鈦材料擠壓時(shí)容易粘模。若潤(rùn)滑不良，不僅要損壞模具，而且會(huì)使擠壓件表面形成縱向“溝槽”狀缺陷。常用的潤(rùn)滑方法是涂玻璃潤(rùn)滑劑或包金屬套，或涂石墨基潤(rùn)滑劑等。
板、帶、箔軋制 有熱軋、溫軋和冷軋3種方法。除p型鈦合金外，熱軋一般應(yīng)在n或a—B相g-i左行。熱軋溫度比鍛造溫度低50～100℃。厚2～5ram板材可采用溫軋工藝，更薄尺寸的板材可用冷軋。冷軋時(shí)兩次退火間的變形量為15％～60％。為了保證板材質(zhì)量和軋制過(guò)程順利進(jìn)行，應(yīng)采用中間退火和表面處理等工藝措施。采用帶式軋制，連續(xù)酸洗和連續(xù)退火等機(jī)組，可生產(chǎn)每卷重?cái)?shù)噸的鈦帶卷。
管材軋制 厚壁管材可用擠壓或斜軋法生產(chǎn)，小直徑薄壁無(wú)縫管材需再經(jīng)冷軋或拉伸制得。鈦合金在冷態(tài)下塑性有限，對(duì)缺口敏感，易加工硬化，易粘模。為了提高鈦合金管材的軋制性，可采用溫軋工藝。軋管質(zhì)量很大程度上取決于壁厚減縮率和直徑減縮率的比值，當(dāng)前者大于后者時(shí)，可得到質(zhì)量良好的管材。此外，以軋制的薄帶卷為坯料，在焊管機(jī)系列上經(jīng)裁剪、卷管、焊接成薄壁焊管，也已在電力、化工上得到廣泛應(yīng)用。
型材軋制 可生產(chǎn)棒材和簡(jiǎn)單斷面型材。和鋼相比，鈦材料在孔型軋制時(shí)，具有更大的寬展系數(shù)。
拉伸 可生產(chǎn)管材、小直徑棒材和絲材。為防止粘模，拉伸前先將坯料涂層，一般采用磷酸鹽或氧化處理。拉伸時(shí)涂石墨、二硫化鉬或石灰基潤(rùn)滑劑。為提高絲材質(zhì)量、降低拉伸力和延長(zhǎng)模具壽命，可采用增壓模和超聲波拉伸。
旋壓 在制造大直徑無(wú)縫薄壁鈦材料管中有突出的優(yōu)點(diǎn)。
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