钛的塑性加工

1 钛塑性加工的特点
钛的塑性加工应用了金属的塑性加工技术，它是将钛锭加工成各种钛材的工艺过程。换句话说，它是利用了固态钛的塑性，借助于工具对钛锭施加外力，迫使其发生塑性变形，达到预期的钛材的过程。
首先，钛的塑性加工应用了金属塑性加工技术，因此，金属塑性加工的基础理论和加工原理就是钛塑性加工的基础理论和加工原理。在研发钛塑性加工时一定要熟悉金属塑性加工技术，并从中获益和借鉴。
其次，在应用金属塑性加工技术过程中，必须将普遍原理和钛的自身特点结合起来。与普通金属钢、铜、铝相比，钛特别是合金钛，具有变形抗力大、塑性低、高温下易氧化等特点，所以加工比较困难。只有将两者结合起来，才能形成钛加工技术。而且，必须考虑到钛的自身特点，才能够加工出合格的钛材来。
钛是一种新金属，钛工业发展仅仅有六十余年历史。目前钛加工工业发展迅速，这不仅与钛的许多优良特性获得众多的工业领域青睐有关，而且还与有成熟的金属塑性加工技术可以应用，即有历史悠久的钢和有色金属加工工艺和设备可以应用和借鉴有关，这使得钛的塑性加工技术可以较快地完善和成熟。
2 钛及钛合金的牌号及化学成分
变形钛及钛合金的牌号和化学成分见表1-5.

3 钛材塑性加工工艺流程
钛材塑性变形加工的一般工艺流程如图1-1所示。图中的工艺流程只是一个原则流程，实际的工艺过程比它要复杂。通过塑性变形加工可以加工出的钛材品种有：锻制品（棒、环、饼）、板材、带材、箔材、管材、型材、棒材、线材等。

从图1-1中可见，钛材加工基本的塑性变形方法有四种，即锻造、轧制、挤压和拉拔；而旋压属补充方式，使用较少。在这四个基本方法中，锻造是不可缺少的，也就是每种钛材必须要首先使用的方法。其余的三种方法中，使用最多的是轧制，也就是说钛材的大部分产量是用轧制方式加工的，其余少部分钛材是用挤压和拉拔成材的。
这四种基本变形方法各有其特点，具有互补性。在钛材加工过程中，如果一种方法不够，常需要将两种或多种方法联合（或称加和）起来达到加工成材的目的。在这些钛材中，只有钛锻件只要一种方法（即锻造）就能完成，其余钛材加工方式都是联合式的。
钛材加工中涉及的塑性变形基本方法还有：冲压、弯曲、剪切；组合塑性变形方式有锻轧（轧制一锻造）、推轧（轧制－挤压）、拔轧（拉拔－轧制）等。
以钛管材为例，它的加工工艺路线最多。图1-2所示为钛管材生产可能的工艺流程。

由图1-2可以看出，不同的管材生产方法实质上是不同的管坯制备方法和不同的成品管材生产方法的组合。因此，评述生产方法的优劣，应该讨论管坯制备方法和成品管生产方法的优劣。
3.1 管坯制备方法
稀有金属管坯制备方法主要有挤压、斜轧穿孔、粉末冶金、板片旋压和板（带）材焊接，这几种方法的优缺点见表1-6. 

3.2 成品管材的生产方法
成品管材的生产方法主要有轧制、拉拔和旋压。它们或单独或组合起来，将管坯制成所要求的管材。这几种方法的优缺点见表1-7.

其中，对于外表面要求不高的焊接管，也可以成为成品管。长期的实践表明，钛管坯制备方法主要是斜轧穿孔热轧法和挤压法及钛带材焊接法；成品钛管主要是拉伸和（冷）轧法以及焊接法，而且在工业中获得普遍应用。因此，图1-2所示的工艺途径是可能方法。而目前工业生产上常用的工艺是图1-1反映出的工艺方法。
同时，从图1-2可知，由管坯制取成品管的工艺方法虽然仅有轧制和拉拔2种工艺适用，但这2种工艺方法又构成4种略有差异的工艺途径，和从钛锭加工成3种管坯的工艺相联系，钛管加工工艺按排列组合就可以构成12种有差异的工艺路线。它表明钛管加工工艺的多样性和复杂性。它几乎运用了各种塑性加工手段，或者将各种加工工艺重复使用，或反复使用，或多次组合，制造出优质钛管材。
表1-6和表1-7中列出各种工艺方法的优缺点，从中可以看出，各种工艺方法存在很大差异。因此，各种工艺间也存在竞争。
钛管还有有缝和无缝之分，产品质量也存在差异，其中用焊管工艺加工的钛管包括管坯和成品管都是有缝管材，其他工艺加工的产品都是无缝管。
综上所述，钛管材加工的工艺路线较多，在生产过程中，要确定某批管材的加工路线，应按实际情况具体分析，考虑因素有产品加工难易（钛合金加工比较困难，纯钛加工比较容易）、产品质量要求（产品尺寸和壁厚、是否一定要求无缝管）、产品批量大小、现场能提供加工条件、所获得经济效益等，其中最终获得经济效益是最为重要的因素。同时，还应考虑到各种加工工艺的特点，有些产品更适合应用某种特定工艺加工。
从图1-1可知，钛棒可以用轧制和挤压工艺获得，如果需要细钛棒，也可以将前述的2种工艺获得钛棒作为棒坯再经过拉拔制取。
钛板、钛带和钛箔及钛丝加工工艺比较单一，选择余地比较小。其中钛板、钛带和钛箔制取工艺必须将锭坯采用轧制制取，而钛丝可以用钛棒作为线坯，经拉拔获得。实践中钛丝常常用轧制法获得的长而细的钛盘条作为线坯经过拉拔而获得。锻件较简单的，仅用锻造工艺就可以获得成品。
上述所讲的各种钛材塑性变形加工基本方法是各工艺中核心工序。但是各种钛材加工流程中还必须配置不可缺少的其他技术，包括热处理、精整和矫直；还有不可缺少的辅助工序，包括表面处理、焊接。这些才涵盖塑性加工的整个内容。本书除将钛的锻造和热处理内容放置别的分册介绍外，主要的塑性加工内容按方法归纳于后，分章介绍。
钛的塑性加工技术仍在不断地发展中，还需要不断开发新技术和开拓新品种。钛加工技术的发展必定会促进钛工业的迅速发展。

本公司主要经营产品：钛棒、钛管、钛板、钛阳极、钛箔钛带、钛法兰、钛丝、钛靶材、钛设备、钛饼钛环、钛标准件、钛加工件