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你手里的鈦是怎么來的(五)?鈦材的鍛造和軋制

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  現在我們終于得到了鈦合金錠,但是這距離我們手中的鈦合金成品還很遠。

  原因是,此時鈦錠的金屬晶體分布并不均勻,本質上是一個快速并產生大批結晶體的產品,不同條件下形成的微觀結構是不一樣的。鈦錠是個典型液態金屬凝固組織。把它想象成一個剛剛成型的面團,面團內部還不夠均勻、致密,其力學性能還很不可靠。

  這個時候,為了消除金屬在冶煉過程中產生的鑄態疏松等缺陷,優化微觀組織結構,就不得不采用鍛造技術。說白了就是細化鈦錠晶粒度,將粗大的晶粒破碎。讓鈦錠不但能獲得機械零件所需要的形狀,而且能改善材料內部的組織,提高機械零件的力學性能。也就是反復揉面的過程。只不過鈦合金錠實在太大,太硬了,用拳頭揉肯定是不成,也沒法用搟面杖搟成薄皮。不過沒關系,這個時候,我們的重型裝備就可以上場了!大型的電爐,大型的鍛造機,以及配套設備。

  鈦錠鍛造技術主要包含四個工序:裝爐,加熱,鍛造,冷卻。工廠需要一般需要5組電爐,2組高溫爐,2組低溫爐,1組退火爐。根據不同材料選用不同的爐子。例如:TC4φ560mm的鈦錠始鍛溫度為1150℃,終鍛溫度為800℃,保溫時間為5.5小時。鍛造工作時,需要考慮以下幾個方面:參考8000T鍛造機總長*總寬*總高=3150mm*8400mm*8000mm,?電力需要量?:3300kw鍛錘反復“揉壓”鈦錠的過程以及冷卻后(中間有各種復雜工序,如回火退火等),金屬的晶體結構得以確定,此時的金屬性能是相對可靠的。

  鍛造后,我們得到了鈦合金的板坯此時的板坯上有一層厚厚的氧化皮*(熱處理后留下的),我們需要用機加工的方式,將板坯上的表皮給去除。軋制是通過一定寬度的軋輥反復彎曲和拉伸鈦合金錠,使其變形并得到所需形狀。這種方法效率高,能精確控制鈦合金制品的形狀和尺寸。這一步有點類似于“搟面皮”通過一條條軋機產線的軋輥,將鈦合金軋制成特定厚度的鈦合金板。鈦合金之所以成材率低,成本高,很大程度上也是因為鈦合金板材本身在鍛造和軋制過程中易開裂,需遵循繁瑣嚴格的加工程序,這無形中增加了很多成本。

  經過專業的鍛造和軋制后,我們終于得到了一張紙鈦合金板,下一章,我們講經過哪些機加工及表面處理后,最終形成一張張可供精密加工的鈦合金板材!這里大家手里的鈦產品,又近了一大步!

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