真空自耗电弧熔炼完成的产品我们叫做钛锭。钛锭其实是一个快速并产生大批结晶体的产品,不同条件下形成的微观结构是不一样的。钛锭是个典型液态金属凝固组织。
为了消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷,优化微观组织结构,就不得不采用锻造技术。说白了就是细化钛锭晶粒度,将粗大的晶粒破碎。让钛锭不但能获得机械零件所需要的形状,而且能改善材料内部的组织,提高机械零件的力学性能。
在锻造方面钛的特性有五点:
1,变形抗力大在锻造温度下钛合金的变形抗力比钢高。同时,钛合金的变形抗力随温度的降低而升高的速度比钢快得多。在模锻钛合金时,即使锻件温度有少许降低,也将导致变形抗力的大大增加。
2,导热性差钛合金的导热性比钢、铝等金属差,钛合金的热导率是铁的1/5,是铝的1/12.5。因此,锻坯出炉后表面冷却快。
3,粘性大、流动性差与钢相比,钛合金的粘性大、流动性差。
4,钛在高温下性质十分活泼,很易和氧、氮、碳等元素化合物。
5,根据行业内的广泛实践与科学研究,钛合金的锻造温度范围通常设定在900℃至1100℃之间。这一温度区间内,钛合金的塑性得到充分发挥,有利于形成均匀细小的晶粒和良好的组织结构,进而提升材料的综合性能。
综上所述:为了完美的解决钛锭的锻造工艺,需要大的电炉,大型的锻造机,以及配套设备。
钛锭锻造技术主要包含四个工序:装炉,加热,锻造,冷却。
工厂需要一般需要5组电炉,2组高温炉,2组低温炉,1组退火炉。根据不同材料选用不同的炉子。例如:TC4φ560mm的钛锭始锻温度为1150℃,终锻温度为800℃,保温时间为5.5小时。
锻造工作时,需要考虑以下几个方面:
参考8000T锻造机总长*总宽*总高=3150mm*8400mm*8000mm,电力需要量:3300kw。需要较大的场地来安装,以及专业配套高压设备。锻造团队至少需要8人以上的团队来完成锻造过程。
锻造设备成本高昂。操作较为复杂。它需要专业的操作人员来操控锻造设备,以确保锻造过程的稳定和产品质量。另外,钛的锻造生产周期长,以及配套设备以及配套耗材昂贵。能耗高,锻造过程中需要消耗大量的电力。综上所述,锻造加工费用过高,导致钛及钛合金价格高。