低成本鈦合金鑄錠的制備技術

  鈦(tai)及鈦(tai)合金(jin)材料因(yin)具有(you)(you)密度(du)小(xiao)、比強度(du)高(gao)、韌(ren)性(xing)好(hao)、無(wu)磁性(xing)、耐腐(fu)蝕性(xing)好(hao)等(deng)優異(yi)的綜(zong)合性(xing)能在航空、航天、艦船、核(he)電(dian)等(deng)重(zhong)要(yao)領域(yu)及石油、冶金(jin)、化工、電(dian)力、生物(wu)醫學等(deng)民用市場有(you)(you)著廣泛(fan)的應用。但因(yin)其(qi)成本(ben)過(guo)高(gao),限(xian)制(zhi)了(le)其(qi)進一(yi)步民用推廣普及。新出現了(le)一(yi)些(xie)新的鈦(tai)合金(jin)鑄錠(ding)制(zhi)備技(ji)術,可(ke)以有(you)(you)效(xiao)解決這(zhe)一(yi)問題(ti),主要(yao)是:

  1、低成本鈦合金的研制

  通過合金(jin)(jin)設(she)計,添加廉(lian)價(jia)(jia)的合金(jin)(jin)元(yuan)素(如(ru)Fe)代替昂貴的合金(jin)(jin)元(yuan)素(如(ru)V)等,開發低成本鈦合金(jin)(jin),以擴大鈦合金(jin)(jin)的應用。該(gai)方法可行(xing)性強,應用低價(jia)(jia)合金(jin)(jin)元(yuan)素達到(dao)降(jiang)低成本的目的。

  美(mei)國Timet開發的(de)以Fe作為(wei)合(he)金(jin)元(yuan)素的(de)低(di)成本(ben)高強鈦合(he)金(jin)Ti-1.5Al-6.8Mo-4.5Fe和汽車(che)用鈦Ti-6Al-1.7Fe-0.1Si,前者合(he)金(jin)性能(neng)與Ti-1023相當(dang),成本(ben)僅為(wei)Ti-6Al-4V的(de)78%;后者性能(neng)優于Ti-6Al-4V,成本(ben)可降低(di)15%~20%。

  2、添加返回殘料制備技術

  在鈦合金的(de)生(sheng)產過(guo)程(cheng)中,由于熔煉、鍛造、熱軋(ya)(ya)、冷(leng)軋(ya)(ya)、管材(cai)擠壓(ya)過(guo)程(cheng)中會產生(sheng)一定量的(de)殘料,通過(guo)將(jiang)殘料清洗干(gan)凈,按牌號分類后,可(ke)(ke)以將(jiang)塊料、屑料以捆綁電極的(de)方(fang)式用真空自(zi)耗電弧爐(lu)(VAR)、電子束冷(leng)床爐(lu)(EBCHM)、等離子冷(leng)床爐(lu)(PACHM)熔煉的(de)方(fang)式再次返回應用,殘料可(ke)(ke)回收率最大可(ke)(ke)達100%。

  鈦(tai)殘(can)料(liao)的價格只有(you)(you)原料(liao)海綿鈦(tai)價格的20%~30%,通過(guo)添加返回殘(can)料(liao)的方式,不(bu)但(dan)大(da)大(da)降低了部分牌(pai)號鈦(tai)合金的生產成本,滿足市(shi)場及客戶(hu)的需求(qiu),也(ye)為殘(can)料(liao)的二次利用提供(gong)了有(you)(you)效途徑。

  3、新型熔煉方式

  目(mu)前國(guo)際上生(sheng)產大型優質鈦合金坯料使用的(de)方法包括應用新型的(de)電子束冷(leng)床爐(lu)、等離子冷(leng)床爐(lu)熔(rong)煉技術,單(dan)次冷(leng)床爐(lu)熔(rong)煉直接(jie)軋制技術。

  新型熔煉(lian)方(fang)式可(ke)以(yi)(yi)部分替代真空(kong)(kong)自耗電(dian)弧爐(lu)熔煉(lian),從(cong)工藝流程上實(shi)現了短流程制造技術,省去了傳(chuan)統真空(kong)(kong)自耗電(dian)弧爐(lu)熔煉(lian)的(de)油壓機壓制電(dian)極、真空(kong)(kong)焊接等工序,同(tong)時(shi)還可(ke)以(yi)(yi)大(da)量的(de)回收殘料。冷(leng)床爐(lu)熔煉(lian)技術的(de)應用(yong)不僅提高(gao)了鈦及鈦合(he)金(jin)鑄錠的(de)質量,而且降低了成(cheng)本(ben),特別是(shi)如果(guo)采用(yong)單一的(de)冷(leng)床爐(lu)技術熔煉(lian)鈦合(he)金(jin),直接熔鑄出扁錠,加(jia)工成(cheng)本(ben)可(ke)以(yi)(yi)節約10%~20%。