鈦合金板、鈦板材的生產(chǎn)加工工藝介紹。熔煉與鑄錠 鈦的熔點(diǎn)高，化學(xué)性質(zhì)活潑，在高溫或熔融狀態(tài)下容易與空氣和耐火材料發(fā)生作用。鈦及鈦合金通常在真空或惰性氣體保護(hù)的氣氛下，在水冷或液體金屬冷卻的銅坩堝內(nèi)熔鑄。目前鈦錠生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛的是真空自耗電極電弧爐熔煉。

將一定比例的海綿鈦、返回料和合金元素混合均勻后，在液壓機(jī)上壓制成塊狀(稱(chēng)電極塊)，再采用等離子焊接方法將電極塊焊接成電極(棒)，在真空自耗電極電弧爐中經(jīng)二次重熔成錠。為保證鑄錠成分均勻，對(duì)加入的合金元素、返回料和海綿鈦的粒度均控制在一定范圍之內(nèi)，并采取三次真空重熔。

工業(yè)規(guī)模熔煉的鈦合金錠一般為3～6t，大型鑄錠達(dá)15t。通常用真空自耗電極電弧爐熔得的鑄錠為圓形。近年也采用其他方法，如等離子熔煉、電子束熔煉、殼式熔煉和電渣熔煉等，熔得鈦合金扁錠和方錠。例如日本采用等離子束爐熔煉得重達(dá)3t的扁錠，直接供軋制板帶之用。

鍛造是破碎鑄態(tài)結(jié)晶組織、改善材料性能和獲得一定尺寸、形狀板坯的主要方法。板坯鍛造前的加熱過(guò)程中，鈦合金很容易與空氣發(fā)生強(qiáng)烈反應(yīng)，形成氧化皮和吸氣層，降低材料的塑性和其他性能。因此，常采用感應(yīng)加熱或在氣密性好的室狀電阻爐中加熱。

當(dāng)采用火焰爐加熱時(shí)，應(yīng)保持爐內(nèi)為微氧化性氣氛，也可在錠坯表面涂保護(hù)層，或在惰性氣體中加熱。鈦合金的熱導(dǎo)率低，在加熱大截面或高合金化錠坯時(shí)，為防止熱應(yīng)力可能引起的錠坯開(kāi)裂，通常采用低溫慢速、高溫快速的分段加熱法?？刂棋V坯的加熱和終鍛溫度以及鍛造變形量是獲得高質(zhì)量鈦板坯的重要保證。

鈦合金板坯的鍛造一般采用水壓機(jī)和鍛錘。為了保證隨后的軋制過(guò)程順利進(jìn)行和保證板材的表面質(zhì)量，鍛造的板坯和鑄錠應(yīng)進(jìn)行機(jī)械加工，剝?nèi)ケ砻媪鸭y及深度達(dá)3～4mm的吸氣層。

軋制與鋁、銅、鋼相比，鈦合金板帶材軋制時(shí)的特點(diǎn)是變形抗力大、塑性低、高溫下易氧化，因而加工比較困難。軋制包括熱軋、溫軋和冷軋。熱軋是鈦板帶生產(chǎn)過(guò)程的重要工序。制定鈦合金板帶材熱軋工藝制度時(shí)，還應(yīng)考慮到晶粒組織對(duì)力學(xué)性能的影響。為了減少加熱時(shí)吸氣層和氧化皮的形成，純鈦和低合金化鈦合金采用較低的加熱溫度，且在熱透情況下盡可能縮短保溫時(shí)間。

然而降低溫度會(huì)使軋制時(shí)變形抗力急劇增加，同時(shí)塑性也下降，這對(duì)于高合金化鈦合金往往是不允許的。鈦合金板商家表示為了獲得均勻細(xì)小晶粒組織和具有良好性能的板帶材，生產(chǎn)中常常采用多次熱軋、包覆疊軋和溫軋等，以保證板帶材在α或α+β相區(qū)有足夠的變形量。因此，確定合理的熱軋工藝制度是十分重要的。