鈦合金管材是鈦合金半成品中的一個(gè)重要品種，已形成批量生產(chǎn)能力的鈦管材中90%以上是純鈦管，其余是TA18(Ti3Al2.5V)鈦合金管，分為無縫管和有縫管。冷塑性加工是制備無縫管材的主要工業(yè)化生產(chǎn)工藝，按加工方法又分為軋制管、擠壓管、拉拔管以及上述加工方法組合生產(chǎn)的管材等；有縫管包括焊接管和焊接―軋制管。
鈦屬稀有金屬，價(jià)格高昂，工業(yè)中使用最多的還是薄壁的鈦及鈦合金無縫管，在承壓以及重要管道上應(yīng)用，生產(chǎn)工藝過程包括管坯制備、冷變形(軋制、擠壓、拉拔)、熱處理、精整及檢驗(yàn)等五部分。與無縫管相比，焊接管壁厚均勻，長(zhǎng)度不受限制，生產(chǎn)連續(xù)化、周期短，成本低，有很大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，可大量應(yīng)用。但焊接管受組織均勻性的影響，在安全性、可靠性要求較高的領(lǐng)域仍受限制。鈦合金管材的加工工序最多，加工難度也更大。
作為優(yōu)異的輕量化結(jié)構(gòu)材料，鈦工業(yè)是靠航空工業(yè)發(fā)展起來的。鈦合金管材廣泛應(yīng)用于飛機(jī)的管路系統(tǒng)，如液壓管路、燃油管路、引氣管路等，是飛機(jī)的生命線，被譽(yù)為飛機(jī)的“血管”。鈦合金管材可用于運(yùn)動(dòng)器材領(lǐng)域，國(guó)際上廣泛采用Ti3Al2.5V合金管制造賽車和山地車等車架材料。同時(shí)，鈦合金材料具有極為突出的耐工業(yè)腐蝕氣氛及海水腐蝕的性能，還廣泛應(yīng)用在能源、電力、石油、化工、海洋勘探、海水淡化、醫(yī)藥、紡織造紙等民用工業(yè)。
1、鈦合金管材生產(chǎn)工藝流程
鈦合金管材生產(chǎn)工藝典型流程如下：
管坯的內(nèi)外表面不允許有裂紋、折疊、擠壓深溝、氧化皮及其他缺陷。管坯需經(jīng)矯直，不直度不大于2.5mm/m~3.0mm/m。在第一次軋制開坯后，管材表面要用無芯磨床磨削或用其他方法去除0.1mm~0.15mm厚度，并進(jìn)行酸洗退火，然后再軋制。
2、鈦合金管材軋制工藝實(shí)例與分析
以下是Ti3Al2.5V鈦合金管材的某一種制備參數(shù)：
1）合金制備500kg自耗爐：經(jīng)過兩次真空熔煉，合金元素采用中間合金方式壓入電極。
2）鍛造：鑄錠扒皮后在1t空氣錘鍛打，一火1030℃開鍛，二火950℃開鍛，終鍛溫度≥750℃。
3）擠壓：在400t擠壓機(jī)上坯料涂玻璃粉漿潤(rùn)滑，加熱溫度為850℃ ~ 880℃，采用d82mm模筒擠壓。
4）管坯酸洗：50℃~80℃， 10min ~ 15min。
5）冷軋：LD-60及LD-30三輥軋管機(jī)，道次變形量20% ~ 35% 退火間總變形量40% ~ 55%。
6）中間退火制度：780℃，保溫1h~2h，真空度≤2.2x10-2Pa。
7）成品退火制度：750℃，保溫1h~2h，真空度≤2.2x10-2Pa。
冷軋工藝的幾個(gè)影響因素：
1）變形量：變形量的大小根據(jù)鈦及鈦合金的塑性高低確定。例如：TA1和TA2的道次變形量為20% ~ 60%，兩次退火間的總變形量為40% ~ 75%。除考慮變形量外，還必須考慮減徑量與減壁量的比值Ｑ對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響，無論變形量是多少，當(dāng)Q值>1.35時(shí)TC2管材都將出現(xiàn)裂紋。
2）工藝潤(rùn)滑和冷卻：冷軋過程中必須對(duì)軋輥表面與管材表面之間進(jìn)行潤(rùn)滑和冷卻。潤(rùn)滑劑及冷卻劑可查閱有關(guān)手冊(cè)。例如：使用10號(hào)~30號(hào)機(jī)油。
3）溫軋：國(guó)際上研制生產(chǎn)無縫管材的技術(shù)是溫軋加冷軋技術(shù)。生產(chǎn)精密薄壁管材時(shí)常采用此技術(shù)，此技術(shù)特別適合于塑性低、中強(qiáng)和高強(qiáng)鈦合金管材的生產(chǎn)。溫軋溫度范圍在300℃~400℃之間，這時(shí)強(qiáng)度下降不多，而伸長(zhǎng)率和斷面收縮率提高較大。
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