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發布時間:2020-07-31 04:21  





鈦卷是制作設備的材料,厚度越薄越能滿足用戶需求??墒?,厚度越薄,其加工費和加工難度也就越高。在其材料使用性能接近或等于航空鈦鍛件的前提下,成本降低50%左右,因而鑄鈦技術得到快速發展。正因如此,全國鈦卷加工量也是寥寥可數。2017年,全國加工鈦材6萬余噸,鈦卷僅2萬余噸。而酒鋼不銹鋼鈦卷加工量就達到了4600噸,占比23%。厚度越薄,其加工費和加工難度也就越高。正因如此,全國鈦卷加工量也是寥寥可數。
鑄造鈦合金和鑄件質量 大部分變形鈦合金均可用于鑄造,廣泛使用的是Ti-6A1-4V合金。它的鑄造性能良好,組織性能穩定。與同成分變形合金相比,鑄造鈦合金的強度基本相等,但其塑性和疲勞性能約低40%~50%,而斷裂韌性則稍好一些。
鈦材料鑄件一般采用穩定化退火處理,研究中的固溶處理和氫化處理可以細化晶粒,改善組織,將合金疲勞性能提高到鍛件水平。而現在脫脂清洗系統的溫度只有40℃,不能有效的發揮脫脂劑的效果。熱等靜壓是鈦材料鑄件常用的處理方法,經高溫高壓處理后,鑄件尺寸不發生變化,而內部組織變得更為致密,力學性能的穩定性將有很大改善。
鈦的強度與某些鋼材類似,但重量卻要輕45%。但這不是鈦在器-械和植入物方面得到廣泛應用的原因。更重要的是它的優異的耐腐蝕性能、生物相容性,以及它并沒有磁性。
微孔結構的鈦對植入人體還有另外兩個優點:它降低了材料的剛性,從而減弱了應力遮擋效應;第二它可以引入骨骼的生長,加強植入物與人體的結合。
微陣或桁架結構的鈦材料結合了低密度、高強度和剛性,以及優良的抗損壞性能。目前,制備該類材料的方法主要包括復型精密鑄造,堆疊線陣列的燒結,或者鈦粉的選擇性電子束/激光燒結。
近,來自美國、日本和韓國的科學家們發展了一種新的方法來制備具有三維微結構的鈦材料。他們首先利用打印的方法制備兩層網格,然后將網格卷成圓柱體,并通過部分真空燒結將它還原成鈦。
實驗用TA18鈦合金為采用3t真空自耗電弧爐經2次熔煉得到的Φ600mm×2400mm鑄錠。青拓上克此次成功軋制冷軋純鈦卷,對提升企業產品市場競爭力,將具有重要意義。鑄錠再經16MN快鍛機鍛成棒坯,再經深孔鉆鏜床鉆鏜孔后,用銅薄板包覆,在3500t擠壓機上擠壓成Φ70mm×8㎜管坯。管坯采用以下2種冷軋工藝軋制Φ48mm×5mm成品管材。
工藝1:Φ70mm×8㎜管坯,兩輥冷軋開坯→Φ54mm×6㎜,退火、精整→Φ54mm×6㎜,三輥冷軋→Φ51mm×5.5㎜,三輥冷軋→Φ48mm×5㎜成品管。
工藝2:Φ70mm×8㎜管坯,兩輥冷軋開坯→Φ54mm×6㎜,退火、精整→Φ54mm×6㎜,兩輥冷軋→Φ48mm×5㎜成品管。
對工藝1和2生產得到的Φ48mm×5㎜管材分別按照600℃×1h、650℃×1h、700℃×1h和750℃×1h進行真空退火處理,熱處理后在RX-600箱式電阻爐內加熱到500~600℃保溫30min,進行矯直,并用150A14塞尺檢測其平直度。目前,制備該類材料的方法主要包括復型精密鑄造,堆疊線陣列的燒結,或者鈦粉的選擇性電子束/激光燒結。再通過鏜孔和機械拋光的方法分別消除管材內外表面的氧化污染層,得到成品管材。試驗結果表明:
(1)與工藝1相比,采用工藝2可以容易地獲得滿-足標準要求的TA18厚壁管材,且軋制過程相對平穩,縮短了生產周期,提-高了生產效率,其綜合性能也優-于工藝1生產的管材。
(2)700℃×1h真空退火,管材的室溫力學性能可達到佳匹配,且等軸組織晶粒加細小均勻。
(3)經熱矯直后TA18厚壁管材的平直度可以達到0.75mm/m左右,鏜孔后內表面粗糙度平均為0.864μm。