低成本鈦合金鑄錠的制備技術(shù)
時(shí)間：2019-06-13
作者：無錫不銹鋼板
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鈦及鈦合金材料因具有密度小、比強(qiáng)度高、韌性好、無磁性、耐腐蝕性好等優(yōu)異的綜合性能在航空、航天、艦船、核電等重要領(lǐng)域及石油、冶金、化工、電力、生物醫(yī)學(xué)等民用市場(chǎng)有著廣泛的應(yīng)用。但因其成本過高，限制了其進(jìn)一步民用推廣普及。新出現(xiàn)了一些新的鈦合金鑄錠制備技術(shù)，可以有效解決這一問題，主要是：
1、低成本鈦合金的研制
通過合金設(shè)計(jì)，添加廉價(jià)的合金元素(如Fe)代替昂貴的合金元素(如V)等，開發(fā)低成本鈦合金，以擴(kuò)大鈦合金的應(yīng)用。該方法可行性強(qiáng)，應(yīng)用低價(jià)合金元素達(dá)到降低成本的目的。
美國(guó)Timet開發(fā)的以Fe作為合金元素的低成本高強(qiáng)鈦合金Ti-1.5Al-6.8Mo-4.5Fe和汽車用鈦Ti-6Al-1.7Fe-0.1Si，前者合金性能與Ti-1023相當(dāng)，成本僅為Ti-6Al-4V的78％；后者性能優(yōu)于Ti-6Al-4V，成本可降低15％～20％。
2、添加返回殘料制備技術(shù)
在鈦合金的生產(chǎn)過程中，由于熔煉、鍛造、熱軋、冷軋、管材擠壓過程中會(huì)產(chǎn)生一定量的殘料，通過將殘料清洗干凈，按牌號(hào)分類后，可以將塊料、屑料以捆綁電極的方式用真空自耗電弧爐(VAR)、電子束冷床爐(EBCHM)、等離子冷床爐(PACHM)熔煉的方式再次返回應(yīng)用，殘料可回收率最大可達(dá)100％。
鈦殘料的價(jià)格只有原料海綿鈦價(jià)格的20％～30％，通過添加返回殘料的方式，不但大大降低了部分牌號(hào)鈦合金的生產(chǎn)成本，滿足市場(chǎng)及客戶的需求，也為殘料的二次利用提供了有效途徑。
3、新型熔煉方式
目前國(guó)際上生產(chǎn)大型優(yōu)質(zhì)鈦合金坯料使用的方法包括應(yīng)用新型的電子束冷床爐、等離子冷床爐熔煉技術(shù)，單次冷床爐熔煉直接軋制技術(shù)。
新型熔煉方式可以部分替代真空自耗電弧爐熔煉，從工藝流程上實(shí)現(xiàn)了短流程制造技術(shù)，省去了傳統(tǒng)真空自耗電弧爐熔煉的油壓機(jī)壓制電極、真空焊接等工序，同時(shí)還可以大量的回收殘料。冷床爐熔煉技術(shù)的應(yīng)用不僅提高了鈦及鈦合金鑄錠的質(zhì)量，而且降低了成本，特別是如果采用單一的冷床爐技術(shù)熔煉鈦合金，直接熔鑄出扁錠，加工成本可以節(jié)約10％～20％。