钛TI

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钛材加工的工艺过程、特性及用途

钛材加工的工艺过程 

目前,金属钛生产的工业方法是可劳尔法,产品为海绵钛。制取钛材传统的工艺是将海绵钛经熔铸成锭,再加工而成钛材。按此,从采矿到制成钛材的工艺过程的主要步骤为:钛矿->采矿->选矿->太精矿->富集->富钛料->氯化->粗TiCl4->精制->纯TiCl4->镁还原->海绵钛->熔铸->钛锭->加工->钛材或钛部件。

上述步骤中如果采矿得到的是金红石,则不必经过富集,可以直接进行氯化制取粗TiCI4。另外,熔铸作业应属冶金工艺,但有时也归入加工工艺。 上述工艺过程中的加工过程是指塑性加工和铸造而言。塑性加工方法又包括锻造、挤压、轧制、拉伸等。它可将钛锭加工成各种尺寸的饼材、环材、板材、管材、棒材、型材等制品,也可用铸造方法制成各种形状的零件、部件。

钛和钛合金塑性加工具有变形抗力大;常温塑性差、屈服极限和强度极限比值高、回弹大、对缺口敏感、变形过程易与模具粘结、加热时又易吸咐有害气体等特点,塑性加工较钢、铜困难。

故钛和钛合金的加工工艺必须考虑它们的这些特点。

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CKING|超金矫直 CJ10XJ-08 -中国最小的管棒矫直机

CKING|超金矫直 CJ10XJ-08 -中国最小钢管矫直机

CKING|超金矫直 CJ10XJ-08 -中国最小钢管矫直机

» 专题报道

CKING|超金矫直 CJ10XJ-08 ——中国最小的管棒矫直机

该机组设计矫直范围为,2.5-5mm之棒材和2.5-8mm的毛细管材,可矫直不锈钢毛细管、铜管、铝管、钛管等各种材质。该矫直机由两台电机驱动,角度和辊缝手动调整,数字显示,调整设置快捷简单;不需地基,安装方便。

该机组从方案论证、三维建模、施工图纸设计前后历时1年,现已投入制造,不久即可面世。据了解,若该机型投入实用,将是国内同类机型中适用规格最小,矫直精度最高(设计矫直精度≤0.3‰,有望达到0.2‰以内),设置调整最方便的10斜辊矫直机。

小管径矫直——矫直界的难题

        众所周知,随着管径的减小,矫直难度逐渐增加。

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钛合金机加工特性的简单介绍

      钛合金即在工业纯钛中加入合金元素,以提高钛的强度。钛合金可分三种:α钛合金,β钛合金和α+β钛合金。α+β钛合金是由α和β双相组成,这类合金组织稳定,高温变形性能、韧性、塑性较好,能进行淬火、时效处理,使合金强化。
钛合金的性能特点主要表现在:
1) 比强度高。钛合金密度小(4.4kg/dm3)重量轻,但其比强度却大于超高强度钢。
2) 热强性高。钛合金的热稳定性好,在300~500℃条件下,其强度约比铝合金高10倍。
3) 化学活性大。钛可与空气中的氧、氮、一氧化碳、水蒸气等物质产生强烈的化学反应,在表面形成TiC及TiN硬化层。
      导热性差。钛合金导热性差,钛合金TC4在200℃时的热导率l=16.8W/m•℃,导热系数是0.036卡/厘米•秒•℃。
      钛合金材料由于其密度小,比强度高,耐高温,抗氧化性能好等特点,应用广泛。
钛合金机加工特性分析
      首先,钛合金导热系数低,仅是钢的1/4,铝的1/13,铜的1/25。因切削区散热慢,不利于热平衡,在切削加工过程中,散热和冷却效果很差,易于在切削区形成高温,加工后零件变形回弹大,造成切削刀具扭矩增大、刃口磨损快,耐用度降低。其次,钛合金的导热系数低,使切削热积于切削刀附近的小面积区域内不易散发,前刀面摩擦力加大,不易排屑,切削热不易散发,加速刀具磨损。最后,钛合金化学活性高,在高温下加工易与刀具材料起反应,形成溶敷、扩散,造成粘刀、烧刀、断刀等现象。
刀具材料的选择
      刀具材料选用应满足下列要求:
•足够的硬度。刀具的硬度必须要远大于钛合金硬度。
•足够的强度和韧性。由于刀具切削钛合金时承受很大的扭矩和切削力,因此必须有足够的强度和韧性。
•足够的耐磨性。由于钛合金韧性好,加工时切削刃要锋利,因此刀具材料必须有足够的抗磨损能力,这样才能减少加工硬化。这是选择加工钛合金刀具最重要的参数。
•刀具材料与钛合金亲合能力要差。由于钛合金化学活性高,因此要避免刀具材料和钛合金形成溶敷、扩散而成合金,造成粘刀、烧刀现象。
      经过对国内常用刀具材料和国外刀具材料进行试验表明,采用高钴刀具效果理想,钴的主要作用能加强二次硬化效果,提高红硬性和热处理后的硬度,同时具有较高的韧性、耐磨性、良好的散热性。
铣刀的几何参数
      钛合金的加工特性决定刀具的几何参数与普通刀具存在着较大区别。
•螺旋角β 选择较小的螺旋升角,排屑槽增大,排屑容易,散热快,同时也减小切削加工过程中的切削抗力。
•前角γ 切削时刃口锋利,切削轻快,避免钛合金产生过多切削热,从而避免产生二次硬化。
•后角α 减小刀刃的磨损速度,有利于散热,耐用度也得到很大程度的提高。
切削参数选择
      钛合金机加工应选择较低的切削速度,适当大的进给量,合理的切深和精加工量,冷却要充分。
•切削速度Vc Vc=30~50m/min
•进给量f 粗加工时取较大进给量,精加工和半精加工取适中的进给量。
•切削深度ap ap=1/3d为宜,钛合金亲合力好,排屑困难,切削深度太大,会造成刀具粘刀、烧刀、断裂现象。
•精加工余量αc适中 钛合金表面硬化层约0.1~0.15mm,余量太小,刀刃切削在硬化层上,刀具容易磨损,应该避免硬化层加工,但切削余量不宜过大。
冷却液
      钛合金加工最好不用含氯的冷却液,避免产生有毒物质和引起氢脆,也能防止钛合金高温应力腐蚀开裂。
      选用合成水溶性乳化液,也可自配用冷却液。
      切削加工时冷却液要保证充足,冷却液循环速度要快,切削液流量和压力要大,加工中心都配有专用冷却喷嘴,只要注意调整就能达到预期的效果。
      通过对钛合金的特性分析,解决了钛合金切削加工过程中存在的难题;通过编制正确、科学的加工工艺,可以降低成本,提高生产效率,得出如下结论:
•用加工中心精加工钛合金,满足了零件形状复杂,高精度的要求,且可多件同时加工,提高生产效率。
•高钴刀具材料是钛合金理想的加工刀具。
•选择合理的刀具几何参数、切削参数、冷却液,可以延长切削刀具寿命,提高生产效率。

Φ6-15mm二辊铜棒精密矫直滚光机介绍

Φ6-15mm二辊铜棒精密矫直滚光机

Φ6-15mm二辊铜棒精密矫直滚光机

该机组设计矫直能力3-15mm,标称6-15mm,实际测试5-16mm;设计矫直精度直线度≤0.3‰,表面粗糙度≤Ra0.4;实测采用平台塞规检测,料长2.5m,大部分0.1mm塞规不能通过,小部分0.15塞规不能通过;表面粗糙度未测,经验目测达到设计要求。

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Φ8-32mm七辊矫直机组简介

Φ8-32mm七辊矫直机

Φ8-32mm七辊矫直机

Φ8-32mm七辊矫直机

Φ8-32mm七辊矫直机

        该机组安装于西安某稀有金属材料加工企业,主要用于矫直钽、铌、钛、钛合金TC4等冷轧管材,壁厚从0.2mm-4.5mm之间;设计矫直精度0.5‰;交货时实测<0.3‰;矫直速度≤30m/min,无级调速。

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