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鈦及鈦合金材料成本降低的可行方法及工藝

文字來源:深圳市圣瑞金屬科技有限公司人氣:786發布時間:2017-06-27

 降低鈦合金材料的價格必須從開發低成本的新合金系和改進生產工藝兩方面入手:

  1、降低原材料成本

  鈦金屬熔點高,化學性質十分活潑,與O,H,N和C 等元素有極強的化學親和力,致使純鈦提取困難。工業上普遍使用Kroll 鎂還原法生產海綿鈦。Kroll 鎂還原法生產海綿鈦工藝復雜、能耗高、周期長,并且不能連續生產,同時,需用大量的金屬鎂作還原劑,生產成本較高。目前,由英國劍橋大學開發的熔融CaCl2中直接電化學還原TiO2的工藝有所突破,該方法生產海綿鈦的生產周期短,且生產成本下降40%。

  鈦合金大多以高價的V 作為合金元素來提高強度,而這些合金化元素又多以Al-X 作為中間合金添加。以廉價的Fe、Cr 等合金元素取代V元素,是降低鈦合金成本的一種有效方法。例如:美國鈦工業公司(Timet)開發的Ti-1.5Al-6.8Mo-4.5Fe和Ti-6Al-1.Fe-0.1Si。

  隨著鈦冶煉技術的進步,將鈦在生產、加工過程中所產生的邊角余料、廢屑等殘料經系列處理后作為爐料添加,實現循環生產,是降低原材料成本的有效方法。

  2、降低加工成本

  鑄造是經典的凈(近)成型工藝。生產的零部件無需機加工或機加工很少,從而節約了大量金屬。鑄造常常能生產出形狀復雜的零件,而這些零件采用其它傳統工藝方法制造時工藝復雜,生產成本較高,特別是對材料價格相對較高的鈦金屬。目前,在航空工業大量應用了鈦鑄件。在汽車制造業,用鑄造法生產的部件有閥門、渦輪增壓器等。 粉末冶金作為一種現代冶金和材料加工的先進技術方法,在鈦工業領域發揮了重要的作用。采用鈦粉末冶金近成型技術,可直接制取成品或接近成品尺寸的零部件,降低了原材料消耗,縮短了加工周期,成本比常規工藝節省20%~50%。目前鈦粉沫冶金的研究正處于飛速發展階段,主要包括幾個方面,一是高質量低成本鈦粉末制備技術及其產業化;二是鈦粉末冶金的制備技術,同時在汽車工業推廣應用。

  激光成型技術( 集成了激光技術、CAD / CAM技術和材料技術的最新成果) 根據計算機模型,可直接用合金粉末一次成型形狀復雜的最終零件,制造出的鈦零件性能介于鑄造和鍛造之間。

  金屬粉末注射成型技術(MIM)

  是發展較快的一種近(凈)成型粉末冶金技術,可制造高質量、高精度的復雜零件,被認為是目前最有優勢的成型技術之一。

  鈦涂層技術,也是一種能降低成本的新型工藝。例如:表面鈦涂層汽車剎車片;新型γ-TiAl氣門。

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