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该项目采用Timken旋转冲孔工艺,其轧制钛产品的

文章作者:汽车配件 上传时间:2019-09-26

核心摘要: 汽车应用钛材的好处是不言而喻的,可大大减轻质量,降低燃耗,提高工作效率,改善环境和降低噪音,关键是怎样才能够把钛及其

钛及钛合金材料因具有密度小、比强度高、韧性好、无磁性、耐腐蚀性好等优异的综合性能在航空、航天、舰船、核电等重要领域及石油、冶金、化工、电力、生物医学等民用市场有着广泛的应用。但因其成本过高,限制了其进一步民用推广普及。新出现了一些新的钛合金铸锭制备技术,可以有效解决这一问题,主要是: 1.低成本钛合金的研制 通过合金设计,添加廉价的合金元素代替昂贵的合金元素等,开发低成本钛合金,以扩大钛合金的应用。该方法可行性强,应用低价合金元素达到降低成本的目的。 美国Timet开发的以Fe作为合金元素的低成本高强钛合金Ti-1.5Al-6.8Mo-4.5Fe和汽车用钛Ti-6Al-1.7Fe-0.1Si,前者合金性能与Ti-1023相当,成本仅为Ti-6Al-4V的78%;后者性能优于Ti-6Al-4V,成本可降低15%~20%。 2.添加返回残料制备技术 在钛合金的生产过程中,由于熔炼、锻造、热轧、冷轧、管材挤压过程中会产生一定量的残料,通过将残料清洗干净,按牌号分类后,可以将块料、屑料以捆绑电极的方式用真空自耗电弧炉、电子束冷床炉、等离子冷床炉熔炼的方式再次返回应用,残料可回收率*北京pk10,大可达100%。 钛残料的价格只有原料海绵钛价格的20%~30%,通过添加返回残料的方式,不但大大降低了部分牌号钛合金的生产成本,满足市场及客户的需求,也为残料的二次利用提供了有效途径。 3.新型熔炼方式 目前国际上生产大型优质钛合金坯料使用的方法包括应用新型的电子束冷床炉、等离子冷床炉熔炼技术,单次冷床炉熔炼直接轧制技术。 新型熔炼方式可以部分替代真空自耗电弧炉熔炼,从工艺流程上实现了短流程制造技术,省去了传统真空自耗电弧炉熔炼的油压机压制电极、真空焊接等工序,同时还可以大量的回收残料。冷床炉熔炼技术的应用不仅提高了钛及钛合金铸锭的质量,而且降低了成本,特别是如果采用单一的冷床炉技术熔炼钛合金,直接熔铸出扁锭,加工成本可以节约10%~20%。

三、低成本钛合金工艺技术

汽车应用钛材的好处是不言而喻的,可大大减轻质量,降低燃耗,提高工作效率,改善环境和降低噪音,关键是怎样才能够把钛及其合金零件的成本降低到可以接受的水平。经研究,如采用传统的生产技术,其轧制钛产品的成本是4.4USD/kg,根据一般的经验,每一个加工步骤都要使其成本翻一番,所以材料费用至少达到17.6USD/kg。轧制产品在制作成最终的机械加工零件之后,其成本要高达44USD/kg。显然,要用这样的钛材来取代常用的相应钢制零件是不可能的。然而,采用粉末冶金钛材则大不一样。如果目前可以获得的海绵钛细粉或者残料的价格为4.4~8.8USD/kg,那么净形或者近净形压制坯料的成本就会低于4.4USD/kg;在最小数量的切削加工之后,连杆等零件的成本就是8.8-11USD/kg。粉末冶金不仅能采用低成本的原材料,而且可以降低机械加工费用,特别是净形或者近净形方法是生产尺寸较大、价格较低的汽车零件的有效途径。可见,粉末冶金钛材具有很强的竞争力。

在降低制造钛合金部件成本的项目中,研究人员开发了各种工艺方法。

钛,拥有高强度质量比、高温下的高强度、耐腐蚀和热稳定性等一系列优越性能而广受关注,不过,钛和钛合金的传统用途主要集中在航空航天与航海工业领域。民用钛材的制约因素主要在产品成本。钛的粉末冶金是一种完全不同于其他技术的钛零部件生产方法,粉末冶金生产零部件,用的是粉末而不是海绵钛;粉末冶金可以限制与传统钛生产相关的浪费,不需要真空电弧重熔、电子束熔炼或等离子弧熔炼;粉末可以直接形成任何形状或轧制成品,减少制造一个零部件所需的原材料,产出更高。这一工艺也可以生产近净形零部件,减少传统零部件生产中通常伴随的浪费,工艺步骤少,提高了产出。不过,粉末冶金也存在一些有待改进的问题,其中最主要的是污染控制问题,任何污染都将使金属不能适用于高精密零部件。航空领域的高结构标准使得粉末冶金钛合金出现在航空市场面临重重困难,但它完全可以应用于结构要求没有那么严格的民用领域。其中,最有可能大规模应用的行业就是汽车行业。汽车市场很庞大,一旦钛材在汽车行业的应用得到推广,其用钛量将远远超过目前的航空、航天市场。

旋压:动力机械产品公司最近在国家优良金属加工技术中心的一个项目中,制造了世界最大的旋压钛合金管。

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