钛合金管材在陕西的发展

一 生产发展
管材分厂为亚洲最大的无缝钛管加工厂。拥有3150吨和600吨挤压机,各种规格型号的冷轧管机18台,0.5~30吨拉伸机4台,各种真空热处理炉10台。以及各种辅助设备。可生产钛及钛合金外径3~120毫米,壁厚0.2~6毫米,最大长度11.5米,冷加工钛及钛合金无缝管材,外径为3~110毫米、热挤压管材外径为25~210毫米。
目前已形成年产400吨冷轧钛管的生产能力。生产的钛及钛合金牌号,有工业纯钛和Ti—0.3Mo—0.8Ni,Ti—0.2Pd,Ti—3A1—2.5V,TC4、TA7、TC1等。
1969年8月宝鸡有色金属加工厂开始冷轧无缝钛管的研制。钛金属由于粘性大,压力加工过程中容易粘结工模具,没有合适的润滑剂,则经过冷加工的制品表面质量差。经过试验,采用二硫化钼、氯化石腊润滑,压缩空气冷却的方法,解决了两辊冷轧表面质量差的难关,实现了冷轧无缝纯钛管的工业生产。1970年3月首次为军工部门提供十几种规格的冷轧无缝纯钛管,其中包括至今仍是国内生产的最小直径3毫米、壁厚0.2毫米的冷轧无缝纯钛管。
1973年军工部门急需TA7钛合金管,试制因热挤压管材严重开裂而未能成功。1979年采用自制的三辊斜轧穿孔机,顺利轧出合金管坯,并用多辊冷轧管机轧制,生产出满足军工需要的国内首批优质TA7合金管。
1976年TC4合金管的研制。该合金强度达930MPa以上,冷轧道次加工率很小,成品率低。1981年对TC4采用温轧工艺,增加了道次加工率,缩短了轧制周期,管材组织均匀,性能稳定,成品率比冷轧法约提高20%。
197~1984年,开展了《无焊缝钛合金高压球形气瓶整体成型工艺技术》课题,为航天部研制了具有超塑性的TC4热挤压管。采用了新的热处理方法和加工工艺,使TC4热挤压管表面质量好,在超塑性拉伸试验条件下,延伸率500~800%。
1979年,研制Ti—3Al—2.5V钛合金管,经过两年的努力,掌握了该合金的冷、热加工工艺和热处理温度,管材质量完全达到美国ASTM标准。
1979年宝鸡有色金属加工厂为天津军粮城电厂提供耐海水腐蚀的<img=10sx072t00177_00_00072aa.jpg>19×0.7毫米试验用纯钛冷凝管,1980年底为镇海电厂提供试验用的<img=10sx072t00177_00_00072ab.jpg>25×0.6×7775毫米纯冷凝管,1981年初为台州电厂提供<img=10sx072t00177_00_00072ac.jpg>25×0.6×1500毫米模拟试验用纯钛冷凝管,之后又为台州电厂提供了纯钛冷凝管。
为避免钛在某些使用介质中产生的缝隙腐蚀,宝鸡有色金属研究所从1978年起开始Ti—0.3Mo—0.8Ni钛合金的研制,1981年进行Ti—0.3Mo—0.8Ni钛合金管的试制。1984年投入工业生产,接受了各大盐厂订货。
1986年宝鸡有色金属加工厂开始试制抗缝隙腐蚀的Ti—0.2Pd合金管,同年正式投入生产。
二 工艺 技术 产品质量
70年代初,无缝钛管材由于工艺技术不成熟,成品率低,生产成本高,品种规格少。为提高产品质量,降低原辅材料消耗,扩大品种规格,宝鸡有色金属加工厂进行了一系列的工艺试验研究。到80年代,无缝钛管的成品率比70年代初期提高了15%左右;品种由原来的纯钛管材,发展到多种牌号的钛合金管材,规格大大增加。新工艺、新技术的开发和研究有如下几个方面:
(一)70年代初期,冷轧钛管材使用汽油除油,该工艺不仅成本高,浪费能源,而且发生多起火灾事故。改用硝酸、氢氟酸酸洗除油,虽然避免了火灾事故,却又发生了多次爆炸事故。1981年开始采用除油剂配合酸洗试验。对全国十几家生产的除油剂进行了筛选,找到了较为满意的除油剂。采用除油剂除油并配合酸洗工艺,不但节省了能源,保证了产品质量,而且再未出现类似事故。
(二)无缝钛管材通常采用铸锭锻造、挤压生产管坯的工艺。1978年宝鸡有色金属加工厂在1000吨立式穿孔机和3150吨卧挤压机上进行铸锭直接挤压工艺研究,1979年该项研究取得成功。采用铸锭直接挤压工艺,管坯成品率比铸锭锻造挤压工艺高10%以上。
(三)1976年宝鸡有色金属加工厂自制成功<img=10sx072t00177_00_00072ad.jpg>50毫米三辊斜穿孔机。1978年进行钛及钛合金三辊斜轧工艺研究,成功地进行了纯钛及钛合金(TC4、TA7、TC1)的斜轧穿孔。三辊斜轧穿孔为钛及钛合金管坯的生产开辟了一条新途径。
(四)1984年,国家科委向宝鸡有色金属加工厂下达了“六五”攻关项目《提高钛材成品率研究》。采用长锭挤压工艺,提高了生产效率,降低了辅助材料消耗,管坯成品率提高2%以上。
纯钛薄壁管于1981年获得冶金工业部和陕西省优质产品称号,1983年获得国家银质奖。产品技术指标达到美国ASTM—B337标准。纯钛冷凝器管于1985年获部、省优质产品称号,产品指标达到美国ASTM—B338标准。
三 产品在国内外市场的地位
宝鸡有色金属加工厂生产的钛管材销往除西藏以外各省、市、自治区1000多个厂家和单位。产品在国内市场占有率为80%以上。提供的钛管材用于国内第一台湿氯介质热交换器,年产50万吨尿素设备用的第一台二氧化碳汽提塔,滨海电站第一台冷凝器,航天工业用第一个无焊缝钛合金高压球形气瓶,第一颗同步卫星天线,第一颗气象卫星支架。1986年起,无缝钛管材产品开始销往法国、泰国等。