钛合金表面氧化膜原位修复新工艺研究_汪定江
钛合金特性及加工办法
精心整理 钛合金特性及加工方法 钛合金以其强度高、机械性能及抗蚀性良好而成为飞机及发动机理想的制造材料，但由于其切削加工性差，长期以来在很大程度上制约了它的应用。随着加工工艺技术的发展，近年来，钛合金已广泛应用于飞机发动机的压气机段、发动机罩、排气装置等零件的制造以及飞机的大梁隔框等结构框架件的制造。我公司某新型航空发动机的钛合金零件约占零件总数的11％。本文是在该新机试制过程中积累的对钛合金材料切削特性以及在不同加工方法下表现出的具体特点的认识及所应采取工艺措施的经验总结。 1钛合金的切削加工性及普遍原则 钛合金按金属组织分为a 相、b 相、a+b 相，分别以TA ，TB ，TC 表示其牌号和类型。我公司某新型发动 600 损严重。 要保持刀刃锋利，以保证排屑流畅，避免粘屑崩刃。 切削速度宜低，以免切削温度过高；进给量适中，过大易烧刀，过小则因刀刃在加工硬化层中工作而磨损过快；切削深度可较大，使刀尖在硬化层以下工作，有利于提高刀具耐用度。 加工时须加冷却液充分冷却。 切削钛合金时吃刀抗力较大，故工艺系统需保证有足够的刚度。由于钛合金易变形，所以切削夹紧力不能大，特别是在某些精加工工序时，必要时可使用一定的辅助支承。 以上是钛合金加工时需考虑的普遍原则，事实上，用不同的加工方法时及在不同的条件下存在着不同的矛盾突出点和解决问题的侧重点。 2钛合金切削加工的工艺措施
车削 钛合金车削易获得较好的表面粗糙度，加工硬化不严重，但切削温度高，刀具磨损快。针对这些特点，主要在刀具、切削参数方面采取以下措施： 刀具材料：根据工厂现有条件选用YG6，YG8，YG10HT。 刀具几何参数：合适的刀具前后角、刀尖磨圆。 较低的切削速度。 适中的进给量。 较深的切削深度。 选用的具体参数见表1。 表1车削钛合金参数表工序车刀前角go ° ° mm m/min mm mm/r 粗车56 精车56 铣削 了3 此外，为使钛合金顺利铣削，还应注意以下几点： 相对于通用标准铣刀，前角应减小，后角应加大。 铣削速度宜低。 尽量采用尖齿铣刀，避免使用铲齿铣刀。 刀尖应圆滑转接。 大量使用切削液。 为提高生产效率，可适当增加铣削深度与宽度，铣削深度一般粗加工为 1.5～3.0mm，精加工为0.2～0.5mm。 磨削 磨削钛合金零件常见的问题是粘屑造成砂轮堵塞以及零件表面烧伤。其原因是钛合金的导热性差，使磨削区产生高温，从而使钛合金与磨料发生粘结、扩散以及强烈的化学反应。粘屑和砂轮堵塞导致磨削比显著
国内及国外钛及钛合金标准
国内及国外钛及钛合金标准
国内及国外钛及钛合金标准 序号标准名称标准号代替标号 1 海绵钛ASTM B299-2008 2 外科植入物用钛及钛合金加工材ASTM F67:2006 3 钛及钛合金网篮YS/T 577-2006 4 工业流体用钛及钛合金管YS/T 576-2006 5 冷凝器和热交换器用无缝和焊接钛及钛合金管ASTM B338:2010 ASTM B338:1999 7 无缝和焊接钛及钛合金管ASTM B337:1995a 8 钛及钛合金线材ASTMB863:1999 9 钛及钛合金标准焊接管ASTMB862:2009 ASTMB862:1999 10 钛及钛合金标准无缝管ASTMB861:2010 ASTMB861:1999 11 钛及钛合金锻件ASTMB381:2010 ASTMB381:2009 12 钛及钛合金铸件ASTMB367:1993 13 无缝和焊接纯钛及钛合金焊接配件ASTMB363:2006a ASTMB363:1999 14 钛及钛合金棒和坯锭ASTMB348:2010 ASTMB348:1995 15 冷凝器和热交换器用无缝和焊接钛及钛合金管ASTMB338:1999 1 钛及钛合金牌号和化学成分GB/T 3620.1-2007 GB/T 3620.1-1994 2 钛及钛合金加工产品化学成分允许偏差GB/T 3620.2-2007 GB/T 3620.2-1994 3 钛及钛合金饼和环GB/T 16598-1996 4 外科植入物用钛及钛合金加工材GB/T 13810-2007 GB/T 13810-1997 5 钛及钛合金铸锭GB/T 26060-2010 6 钛及钛合金铸件GB/T 6614-1994 GB/T 6614-1986 7 换热器及冷凝器用钛及钛合金管GB/T 3625-2007 GB/T 3625-1995 8 钛及钛合金无缝管GB/T 3624-2010 GB 3624-1995 9 钛及钛合金焊接管GB/T 26057-2010 10 钛及钛合金挤压管GB/T 26058-2010 11 钛及钛合金丝GB/T 3623-2007 GB/T 3623-1998 12 钛及钛合金带、箔材GB/T 3622-1999 GB 3622-1983 13 钛及钛合金板材GB/T 3621-2007 GB/T 3621-1994 14 板式换热器用钛板GB/T 14845-2007 GB/T 14845-1993 15 钛及钛合金网板GB/T 26059-2010 16 钛及钛合金棒材GB/T 2965-2007 GB/T 2965-1996 17 钛铜复合棒GB/T 12769-2003 GB/T 12769-1991
钛合金切削中刀具材料选用及加工工艺介绍
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6mm。 c.切削加工情况：有YG8铣平面，刀具切削轻松，在进刀与工件接触时 以及刀具将工件切透时有振动，中间切削过程平稳，使用磨削液。 留0.5mm 余量进行精铣，可获得R a1.6的表面粗糙度。 2.加工十字形状 a.刀具选择：选用硬质合金立铣刀，刀具材料为Y330。铣刀外径?40。 b.切削参数选择：主轴转速235r/min。 c.切削加工情况：用Y330加工十字形状，手动横向进给，刀具切削轻 松，切削时加磨削液充分冷却。精铣时铣刀底刃修磨R2，后角为1 0°～12°，并用碳化硅油石修磨使切削刃光滑，工件能得到R a1.6 的表面粗糙度。此时后角的选择，尤其是刀具圆弧面后角的选择至 关重要，过大，会在铣削过程中产生振动，容易崩刃，使切削刃产 生锯口，加剧磨损：过小，会造成排屑、断屑困难，切屑还会粘刀， 后刀面与工件磨擦现象严重，刀具磨损加快。因此正确地修磨后角， 可以提高刀具的使用寿命。 3.车削工件内外圆弧表面 刀具材料、几何参数及切削用量的选择如下： a.刀具材料为YG8，45°偏刀断续切削，使用磨削液让切削刃冷却。用工装夹 持工件，每组加工8件，粗车切削用量V=25～38m/min，f=0.3～0.5mm/r， ap=3～5mm.如加工中间内孔，在连续切削的条件下精车，切削用量V=50～7 5m/min，f=0.1～0.2mm/r，ap=0.25～0.8mm。 前角γ=8°～12°能保证刀具强度。 .磨出0.05～0.1mm的负倒棱，增强切削刃强度。 .后角a=15°～20°，以减少后刀面与工件的摩擦，提高刀具寿命。 .粗车时，刃倾角λ=-3°～-5°，精车时刃倾角λ=-3°～0°。 .粗车时，刀尖圆弧半径r0=0.5mm，精车时r0=1～2mm，以增强刀尖强度。 .切削加工情况：通过以上参数选择，工件可获得R a1.6的表面粗糙度，并能有效地提高刀具寿命，主切削刃在刃磨后用碳化硅油石研磨出倒棱，可消除刃磨产生的锯口，提高抗磨损能力，并增强主切削刃强度。 .加工零件两边U形弧槽 图1所示U槽深约24mm，宽18mm，圆弧为28，弧形槽弦长61mm，为半盲槽，加工 后底部弧面及两侧面壁厚为4mm。由于是半盲槽，刀具进入切槽后，铣削阻力增大， 排屑不畅，刀具与切屑挤压现象严重，切削过程中有振动，刀具易崩刃，如继续切 削，刀具将在颈部处折断。加工后的零件表面凹凸不平，表面粗糙度达不到要求。 在选用刀具上，原选用硬质合金立铣刀加工，由于铣削产生的振动使铣刀崩刃，刀 具寿命较短。后改用超硬铝高速钢铣刀(刀具牌号W6Mo5Cr4V2Al)切槽，取得了较满 意的效果。其加工步骤如下： a.先将铣刀底部磨出圆角R2，后角值取8°～12°，并用油石修光。如果刀具
钛及钛合金牌号和化学成分汇总
《钛及钛合金牌号和化学成分》(2009/11/30 15:05) （引用地址：未提供） 目录：行业知识 浏览字体：大中小 《钛及钛合金牌号和化学成分》 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。 钛采用塑性加工，加土尺寸不受限制，又能够大批量生产，但成材率低，加工过程中产生大量废屑残料。钛材生产的原则流程如图1—1。 针对钛塑性加工的上述缺点，近年来发展了钛的粉末冶金工艺。钛的粉末冶金流程与普通粉末冶金相同，只是烧结必须要在真空下进行。它适用乎生产大批量、小尺寸的零件，特别适用于生产复杂的零部件。这种方法几乎无须再经过加工处理，成材率高，既可充分利用钛废料作原料，又可以降低生产成本，但不能生产大尺寸的钛件。钛的粉末冶金工艺流程为:钛粉(或钛合金粉)->筛分->混合->压制成形->烧结->辅助加工->钛制品。
超弹性钛镍形状记忆合金棒材和丝材-编制说明
《超弹性钛镍形状记忆合金棒材和丝材》 编制说明（征求意见稿） 一、 工作简况 1.1本标准项目涉及的产品简况： 本标准针对适用于眼镜架、矫形丝、导引丝、通信天 线等用途的超弹性钛镍形状记忆合金棒材和丝材产品的化学成分、 尺寸、弯曲度、超弹性性 能、力学性能、高低倍组织、表面质量等技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运 输、贮存等进行了规定。 目前国内钛镍合金生产已具有一定的规模，但与国际相关生产技术相比仍存在差距。在 钛镍合金的熔炼技术方面，美国、日本已走在了世界的前列，例如美国 WahCha ng 公司可以 生产单锭重量达3吨的钛镍合金铸锭。国内一般采用25kg 或50kg 真空中频感应炉生产铸锭， 存在的问题是铸锭规格小、效率低、杂质含量高，产品的成品率仅为 50%左右，不适合规模 化生产。 国外钛镍合金生产广泛采用将大规格铸锭通过挤压方法生产棒坯料， 然后再轧制拉拔成 棒丝材的工艺，其先进的生产线主要是采用了连续式高速轧机， 精轧采用三辊、四辊定径轧 机等，生产线产能较大，但设备复杂，投资较大。 我国钛镍合金棒丝材普遍采用与普通钛合 金相似的加工工艺，即铸锭锻造开坯后轧制、旋锻、拉拔的工艺，生产规模普遍较小，经济 效益低，产品质量和精度与国际先进水平有较大差距，缺乏竞争力。 产品生产工艺路线如下图所示： 图1超弹性钛镍形状记忆合金棒材和丝材生产工艺流程图 1.2任务来源：根据国标委发［2018］60号20192049-T-610，由西安思维金属材料有限公 司、有研亿金新材料股份有限公司、有研医疗器械（北京）有限公司承担国家标准《超弹性 钛镍形状记忆合金棒材和丝材》的编制工作，计划完成年限为 2019年。 1.3标准项目申报单位简况： 西安思维金属材料有限公司于 2012年注册成立，主营业务 为钛镍材料和钛及钛合金丝材及深加工产品的研发、 生产和销售，主导产品为钛镍合金棒材、 丝材、板材及航空航天和工程用钛合金棒丝材两大类产品。公司 2013年经认证成为“陕西 省和西安市民营科技企业”、“西安市高新技术企业”， 2014年经认定为“陕西省中小企 业创新研发中心”； 2015年被认定为国家“高新技术企业”； 2018年被认定为西安市 TOP100企业及“陕西省科技型中小企业” ；并已通过 ISO 9001-2008、ISO14001-2004 及 GB/T28001-2011管理体系认证。公司目前在研科研项目 15余项，其中获得国家、省、市政 府支持的项目 10 余项，获得 2017 年陕西省科技进步三等奖， 西安市科技进步一等奖。 公司 2012 年至今起草制定国家标准、有色金属行业标准 10 余项。公司依托西北有色金属研究院 电热张力矫直 ［表面磨削 —? 「表面氧化处理 ----------- ? 拉 丝 成品矫直 扒皮，切冒口 棒、丝坯旋锻 性能检测 入库
我国钛及钛合金板材未来发展趋势
我国钛及钛合金板材未来发展趋势 智研数据研究中心网讯： 内容提要：随着我国石油、化工等行业对设备的要求越来越高，以及制造业整体水平的快速提升，加之国内需求拉动与国际产业转移的“双重动力”带动下，我国钛材制造业从中长期市场上看，将继续保持快速稳定增长的良好势头。钛板带材作为钛材的重要支柱，产量将会进一步扩大。生产企业要紧抓这一机遇，并逐渐向新产品新业务转移，获得更大的发展空间。 内容选自智研数据研究中心发布的《2012-2016年中国钛行业运营态势及投资前景分析报告》 近年来，我国钛材的需求量迅速增加，已成为继美国和欧洲之后的第三大钛产品消费国。另据相关统计数据分析目前整个钛及钛合金板带材市场应用情况，最大用户是石油化工领域，约占钛板带材消耗总量的60%，其他依次为航空航天领域，约占15%，体育用品行业占6%，海水淡化、核电领域占5%，舰船及海洋工程装备领域占5%，其它领域约占9%。 2007 年我国钛加工材产量为23 640 t，其中钛板材产量为10 552 t，占44. 6%;2008 年我国钛加工材产量为27 737 t，其中钛板材产量为14 707 t，占53%，比上年产量上升了39. 4%;2009 年我国钛加工材产量为24 965 t，其中板材产量为12 067 t; 保守估计2010 年我国钛加工材生产量将达到30 000 t，其中板材产量为16 000 t，板材产量的增长率远高于整个钛加工材的产量增长率。今后，国内各应用领域对钛材需求仍将持续快速增加，继续保持两位数增长态势。 我国的大飞机计划、嫦娥登月计划、太空站计划、核电发展计划以及国家“十二五”发展规划对新型能源开发、高端装备制造业扶持与鼓励，这些为钛板带材提供了前所未有的发展空间和历史契机，同时又对钛板带材提出了更高的要求。 具体表现在: ①在品种方面，对钛带及焊管用薄钛板带需求增大; ②在规格方面，对于宽幅厚钛板( 宽2 000 ～2 500 mm，厚4 ～10 mm) 、宽幅薄钛板( 宽 1 000 ～1 500 mm，厚0. 4 ～3. 5 mm) 及10 ～70 mm 厚的宽幅( 2 400 mm 以上) 厚钛板材的需求日趋增长，而目前我国大部分的钛板生产企业，其装备能力无法满足这些超大、超厚规格的要求，因此未来的两年内，宽幅、超厚钛板材的市场前景良好; ③在化学成分方面，要求均匀化，且铁、氧等杂质含量控制范围窄幅化; ④表面光洁，组织细小均匀，力学性能优异，可满足航空航天、石油化工和核电等行业的苛刻要求。
TC4钛合金拉拔工艺探索
TC4钛合金拉拔工艺探索 摘要：通过对TC4钛合金棒线材冷拉拔加工过程展开研究，选择合理的冷拉拔加工工艺参数，实现了TC4钛合金室温下的冷拉拔生产。 关键词：TC4钛合金冷拉拔加工工艺参数 前言：钛合金具有的良好的耐蚀、比强度、无磁性及高低温性能等特点成为令人瞩目的高性能新材料，二十世纪五十年代以后在军用和民用领域应用都极具活力。在航空航天领域，钛和其合金主要用于航空航天和军事工业上面，钛在航空航天上的应用约占钛总产量的70%左右：在民用方面，高尔夫球头、民用自行车、各种钛制容器（压力容器，化学、电镀液槽）等也进入了人们的生活：医学领域，医用钛合金无毒质轻、比强度高。具有的极好的生物相容性和耐腐蚀性，也是较为理想的医用金属材料、可用于作植入人体的植入物等。此外，建筑行业、农业和畜牧业、核工业、军械方面、汽车行业都出现了良好的发展势头。 TC4（Ti-6Al-4V)钛合金是上世纪五十年代发展起来的一种中等强度α+β两相型钛合金，它含有6%α稳定元素铝和4%β稳定元素钒。该合金凭借其高强度、高的比强度和良好的高温蠕变性等优异的的综合性能，成为航空航天工业中重要的结构材料。这种合金不仅室温抗拉强度极高，而且在高温下也具有较高的抗拉强度。TC4（Ti-6Al-4V)钛合金是各种钛合材料中应用最广泛的一种双相型钛合金，它具有优良的综合性能、良好的工艺塑性、超塑性和耐腐蚀性，适用于各种压力加工成形及各种方式的焊接和机械加工，同时对热应力也存在一定的敏感性TC4钛合金的室温强度高，在150-350℃间具有较好的耐热性。此外，还具有良好的焊接性，焊后不作任何处理即可使用，也可以通过焊后固溶处理和时效处理进一步获得强化。TC4钛合金连接件作为钛合金应用的重要手段，有着简化部件整体加工工序、提高材料利用率、降低成本、减轻结构重量、提高生产效率等方面的优势。在汽车领域中用钛丝制成的弹簧可减重50% ；钛合金线材制成的铆钉连接件已普遍应用于航空航天飞机上；在海水养殖方面，用钛丝织成的养殖网使用15年后仍毫无损坏，且无毒不污染环境；在工具、连接件方面，钛丝用作钛屋顶连接用螺丝、穿孔螺栓
钛合金切削加工知识
首页>行业信息>行业信息> 合金磨削刀具-钛合金的切削加工 摘要：文件地点传真-上海500kV世博输变电工程设备采购招标混凝土机械设备-我国混凝土泵车的研发趋势器材行业企业-2008年是纺织机械发展预测除尘器粉尘气体-现代锅炉除尘设备简介控制器技术空调-我国将制定变频控制器标准终结市场混乱新产品功能水平-中联环卫机械公司五款新产品通过验收波兰装配 厂徐州-扩大欧洲市场份额徐工波兰装配厂落成叉车鸟巢开幕式-龙工叉车为奥运鸟巢极速“变装”出力(图)刀具加工刀片-Kennametal公司推出KB9640新刀具工程机械企业-工程机械租赁业发展前景广阔1．钛合金可分为哪几类?钛是同素异构体，熔点为1720℃，在低于882℃时呈密排六方晶格结构，称为α钛；在882℃以上呈体心立方品格结构，称为β钛。利用钛的上述两种结构的不同特点，添加适当的合金元素，使其相变温度及相分含量逐渐改变而得到不同组织的钛合金。室温下，合金,磨削,刀具,丝锥,切屑,砂轮,磨损,铰刀,硬质合金,温度, 1．钛合金可分为哪几类? 钛是同素异构体，熔点为1720℃，在低于882℃时呈密排六方晶格结构，称为α钛；在882℃以上呈体心立方品格结构，称为β钛。利用钛的上述两种结构的不同特点，添加适当的合金元素，使其相变温度及相分含量逐渐改变而得到不同组织的钛合金。室温下，钛合金有三种基体组织，钛合金也就分为以下三类： (1) α钛合金：它是α相固溶体组成的单相合金，不论是在一般温度下还是在较高的实际应用温度下，均是α相，组织稳定，耐磨性高于纯钛，抗氧化能力强。在500℃～600℃的温度下，仍保持其强度和抗蠕变性能，但不能进行热处理强化，室温强度不高。 (2) β钛合金：它是β相固溶体组成的单相合金，未热处理即具有较高的强度，淬火、时效后合金得到进一步强化，室温强度可达1372～1666 MPa；但热稳定性较差，不宜在高温下使用。 (3) α+β钛合金：它是双相合金，具有良好的综合性能，组织稳定性好，有良好的韧性、塑性和高温变形性能，能较好地进行热压力加工，能进行淬火、时效使合金强化。热处理后的强度约比退火状态提高50％～100％；高温强度高，可在400℃～500℃的温度下长期工作，其热稳定性次于α钛合金。 三种钛合金中最常用的是α钛合金和α+β钛合金；α钛合金的切削加工性最好，α+p钛合金次之，β钛合金最差。α钛合金代号为TA，β钛合金代号为TB，α+β钛合金代号为TC。 2．钛合金有哪些性能和用途？ 钛是一种新型金属，钛的性能与所含碳、氮、氢、氧等杂质含量有关，最纯的碘化钛杂质含量不超过％，但其强度低、塑性高。％工业纯钛的性能为：密度ρ=cm3，熔点为1800℃，导热系数λ=，抗拉强度 σb=539MPa，伸长率δ=25％，断面收缩率ψ=25％，弹性模量E=×105MPa，硬度HB195。 (1)比强度高：钛合金的密度一般在cm3左右，仅为钢的60％，纯钛的强度接近普通钢的强度，一些高强度钛合金超过了许多合金结构钢的强度。因此钛合金的比强度(强度/密度)远大于其他金属结构材料，见表7-1，可制出单位强度高、刚性好、质轻的零、部件。目前飞机的发动机构件、骨架、蒙皮、紧固件及起落架等都使用钛合金。 (2)热强度高：对于α钛合金，在350℃时TA6的巩达422MPa、TA7的σb达491MPa，在500℃时TA8的σb达687MPa；对于α+β钛合金，在400℃时TC4的σb达618MPa、TC10的σb达834 MPa，在450℃时TC6和TC7的σb均达589MPa、TC8的σb达706MPa，在500℃时TC9的σb达785MPa。这两类钛合金在150℃～500℃范围内仍有很高的比强度，而铝合金在150℃时比强度明显下降。钛合金的工作温度可达500℃，铝合金则在200℃以下。
钛及钛合金简介
钛（Ti） 一、简介 钛化学符号Ti，被认为是一种稀有金属，是一种银白色的过渡金属，其特征为重量轻、强度高、具金属光泽。钛具有稳定的化学性质，有良好的抗腐蚀能力（包括海水、王水及氯气，而且钛放入海底20~50年均不会被腐蚀），亦有良好的耐高温、耐低温、抗强酸、抗强碱，以及高强度、低密度等优秀特性。 二、相关参数 1.钛的强度大，纯钛抗拉强度最高可达180kg/mm2，钛合金有好的耐热强度、低温韧性和断裂韧性， 其“比强度”位于金属之首。 2.钛的密度为，熔点1668±4℃，熔化潜热千卡/克原子，沸点3260±20℃，汽化潜热千卡/克原子， 临界温度4350℃，临界压力1130大气压。 3.钛的导热性和导电性能较差，近似或略低于不锈钢，钛具有超导性，纯钛的超导临界温度为。在 25℃时，钛的热容为卡/克[5] 原子·度，热焓1149卡/克原子，熵为卡/克原子·度。 4.金属钛是顺磁性物质，导磁率为。 5.钛具有可塑性，高纯钛的延伸率可达50-60%，断面收缩率可达70-80%。 三、钛的十大特性 1.密度小，比强度高，金属钛的密度为立方厘米，高于铝而低于钢、铜、镍，但比强度位于金属之 首。 2.耐腐蚀性能，不受大气和海水的影响。在常温下，不会被7%以下盐酸、5%以下硫酸、硝酸、王水 或稀碱溶液所腐蚀。 3.耐热性能好，新型钛合金可在600℃或更高的温度下长期使用。 4.耐低温性能好，在-196-253℃低温下保持较好的延性及韧性，避免了金属冷脆性。 5.抗阻尼性能强，钛受到机械振动、电振动后，与钢、铜金属相比，其自身振动衰减时间最长。 6.无磁性、无毒，钛是无磁性金属，在很大的磁场中也不会被磁化，且无毒。 7.抗拉强度与其屈服强度接近，钛的这一性能说明了其屈强比（抗拉强度/屈服强度）高，表示了金 属钛材料在成形时塑性变形差。由于钛的屈服极限与弹性模量的比值大，使钛成型时的回弹能力 大。 8.换热性能好，金属钛的导热系数虽然比碳钢和铜低，但由于钛优异的耐腐蚀性能，所以壁厚可以 大大减薄，而且表面与蒸汽的换热方式为滴状冷凝，减少了热组，钛表面不结垢也可减少热阻， 使钛的换热性能显著提高。 9.弹性模量低，钛的弹性模量在常温时为，为钢的57%。 10.吸气性能，钛是一种化学性质非常活泼的金属，在高温下可与许多元素和化合物发生反应。钛吸 气主要指高温下与碳、氢、氮、氧发生反应。 四、应用领域
轧制温度对TB6钛合金棒材组织和力学性能的影响
轧制温度对TB6钛合金棒材组织和力学性能的影响 发表时间：2017-05-26T09:34:54.720Z 来源：《基层建设》2017年4期作者：黄维鸽 [导读] 摘要:采用三辊螺旋轧机，在Tβ－40℃、Tβ－30℃和Tβ+160℃三种不同温度下对TB6钛合金棒材进行轧制，研究轧制温度对棒材组织和力学性能的影响。 新疆工业职业技术学院新疆乌鲁木齐 830022 摘要:采用三辊螺旋轧机，在Tβ－40℃、Tβ－30℃和Tβ+160℃三种不同温度下对TB6钛合金棒材进行轧制，研究轧制温度对棒材组织和力学性能的影响。研究结果表明，经Tβ－40℃轧制后的组织为等轴组织，Tβ－30℃轧制后的组织为双态组织，Tβ+160℃轧制后的组织为网篮组织;具有等轴组织和双态组织的TB6钛合金棒材的拉伸强度相当，均高于具有网篮组织的，而等轴组织的塑性与网篮组织的相当，但低于双态组织的;综合分析知，经Tβ－30℃轧制后的TB6钛合金棒材的综合力学性能最优。 关键词:轧制温度;TB6钛合金;显微组织;力学性能 引言 TB6钛合金(名义成分为Ti-3Al-8V-6Cr-4Mo-4Zr)是一种亚稳β钛合金，钼当量约19.6，在730℃即可发生α→β相变，通过处理后极限强度可达1400MPa以上，具有密度低、强度高、耐蚀、冷加工和抗疲劳性能优异等特点，常被用来制造弹簧、石油气管路控制装置和各类紧固件等。作为β型钛合金，TB6钛合金在加工过程中具有较好的冷成形能力，但是变形温度低往往会造成合金的微观组织破碎不充分，而变形温度过高则容易引起合金在高温下形成粗大晶粒。因此在生产TB6等β钛合金时，合适的轧制温度是保证合金棒材获得良好组织和力学性能的首要条件。本研究对比了不同轧制温度对固溶态和固溶时效态TB6钛合金棒材组织和性能的影响，以获得能够满足某零件对抗拉强度大于1300MPa、屈服强度大于1200MPa且延伸率大于10%要求的轧制温度;并对该轧制温度下生产的棒材进行了不同温度的时效处理，研究了TB6钛合金在不同时效制度下组织和性能的变化规律。 1、实验 实验所用原材料为北京航空材料研究院钛合金研究所经真空自耗熔炼炉三次熔炼得到的650kgTB6钛合金铸锭，其化学成分见表1。利用金相法测得相变点温度Tβ为795℃。铸锭经过锻造锻成 60mm棒坯，其组织为等轴组织，如图1所示。 三辊螺旋轧机是一种新型、高效和大压下量的轧制设备，螺旋轧制是局部循环加载的非封闭复杂体积变形过程。利用三辊螺旋轧机在Tβ－40℃、Tβ－30℃以及Tβ+160℃三种温度下将 60mm棒材轧制成 20mm棒材，轧制后对棒材进行固溶和时效处理，热处理制度为755℃×2h/WC+515℃×8h/AC。利用LEICADMI3000M光学显微镜对热处理后的棒材进行显微组织观察，INSTＲON5887万能材料试验机对热处理后的棒材进行室温拉伸性能测试，CamScan3100扫描电镜对拉伸断口进行分析，对比不同轧制温度对棒材组织和力学性能的影响。 2、结果与讨论 2.1轧制温度对显微组织的影响。钛合金棒材轧制过程中显微组织的变化与变形温度有密切关系，在相变点温度之上与相变点温度之下对棒材进行轧制会得到不同类型的显微组织。图2为经不同温度轧制后TB6钛合金棒材的显微组织。 经Tβ－40℃轧制后棒材的显微组织与原始组织基本相同，均为等轴组织，但轧制后的显微组织中α相含量有所减少，并且经大变形量变形后等轴α相的尺寸也有所减小。经Tβ－30℃轧制后棒材的显微组织为双态组织，由于变形温度进一步接近相变点，α相含量进一步减少，等轴α相长大，其中少量聚集长大成短棒状，尺寸比Tβ－40℃轧制后的大。经Tβ+160℃轧制后棒材的显微组织为网篮组织，轧制温度
钛合金的切屑加工工艺综述
科技论坛钛合金的切屑加工工艺综述 裴东王波 （中国电子科技集团公司第十八研究所，天津300381 ）１钛合金的切屑加工特点钛合金材料由于具有比重小、强度高，特别是在300~400℃高温下仍具有极高强度和抗蚀性等特点，已经成为航空航天工业中最重要的工程材料之一，获得了越来越广泛的应用。 但是，钛合金又是一种典型的难加工材料，切削性能很差。与其它金属材料相比，钛合金有如下切削特点：1.1变形系数小。这是钛合金切削加工的显著特点，由于变形系数小于或接近于1，切屑在前刀面上滑动摩擦的路程大大增大，加速刀具磨损。1.2切削温度高。由于钛合金的导热系数很小(只相当于45号钢的1/5～1/7)，切屑与前刀面的接触长度极短，切削时产生的热不易传出，切削温度很高。在相同的切削条件下，切削温度可比切削45号钢时高出一倍以上，造成刀具因磨损加剧而报废。1.3单位面积上的切削力大。主切削力比切钢时约小20％，由于切屑与前刀面的接触长度极短，单位接触面积上的切削力大大增加，容易造成崩刃。同时，由于钛合金的弹性模量小，加工时在径向力作用下容易产生弯曲变形，引起振动，加大刀具磨损并影响零件的精度。1.4冷硬现象严重。由于钛的化学活性大，在高的切削温度下，很容易吸收空气中的氧和氮形成硬而脆的外皮；同时切削过程中的塑性变形也会造成表面硬化。冷硬现象不仅会降低零件的疲劳强度，而且能加剧刀具磨损，是切削钛合金时的一个很重要特点。２切屑刀具的选择2.1刀具材料切削加工钛合金为降低切削温度和减少粘结，应选用高温硬度好、抗弯强度高、导热性能好、与钛合金亲和性差的刀具材料。高速钢由于高温硬度低，耐热性差一般不作选择，但在其中参杂钒、 钴和铝等对高速钢进行改性后得到的高钒高速钢(如W12Cr4V4M o)、高 钴高速钢(如W2M o9Cr4VCo8)或铝高速钢(如W6M o5Cr4V2Al 、M 10M o4Cr4V3Al)等刀具材料，却适于制作切削钛合金的钻头、铰刀、 立铣刀、拉刀、丝锥等刀具。硬质合金刀具应该是较为理想的选则，但其中YT 类硬质合金会与钛合金产生剧烈的亲和作用，加剧刀具的粘结磨损，不宜用来切削钛合金；YG 类硬质合金刀具材料有YG8、YG3、YG6X 等都是切屑钛合金的较好选择，一般适用于小批量产品的加工。为了满足大批量钛合金产品的加工，最好选择有耐高温涂层的硬质合金刀具，减少由于刀具磨损而必须进行的换刀操作，提高加工效率。2.2刀具参数2.2.1前角γ0：钛合金切屑与前刀面的接触长度短，前角较小时既可增加刀屑的接触面积，使切削热和切削力不至于过分集中在切削刃附近，改善散热条件，又能加强切削刃，减小崩损的可能性。 一般取γ0=5°～15°。2.2.2后角α0：钛合金已加工表面弹性恢复 大、冷硬现象严重，采用大后角可减小对后刀面造成的摩擦、粘附、 粘结、撕裂等现象，以减小后刀面的磨损。各种切削钛合金刀具的后角基本上都大于等于15°。2.2.3主偏角κr 和副偏角κ'r ：切削钛 合金时切削温度高、 弹性变形倾向大，在工艺系统刚性允许的条件下，应尽量减小主偏角，以增加切削部分的散热面积和减小切削刃单位长度上的负荷，一般采用κr =30°，粗加工时取κr =45°。减小 副偏角可以加强刀尖，有利于散热和降低加工表面粗糙度值，一般 取κ'r =10°～15°。2.2.4刃倾角λs ：由于毛坯有硬皮和表层组织不均匀，粗车时切削刃容易崩损，为了增加切削刃的强度和锋利程度，应加大切屑的滑动速度，一般取λs =-3°～-5°，精车时λs =0°。2.2.5刀尖圆弧半径r ε：切削钛合金时刀尖是最薄弱的部分，容易崩掉和磨损， 需磨出刀尖圆弧， 一般r ε=0.5～ 1.5mm 。车削时采用负倒棱(b γ=0. 03～0.05mm ， γ01=-10°～0°)， 断(卷)屑槽的槽底 圆弧半径R n =6～8 mm 。 ３切屑参数的选择 钛合金切削加工时，切屑参数的选择一般以采用较低的切削速度、较大的切削深度和进给量为原则。较低的切削速度能够有效降 低切屑刃的温度。有实验数据表明切屑刃在高温段的寿命相比低温段呈现非线性的急速下降，因此降低切屑速度能够延长刀具使用寿命， 提高加工效率。较大的切削深度能够使刀刃避免由于钛合金变形系数小，使前刀面上的滑动摩擦路程大大增大而造成的刀具磨损。同时由于冷硬现象的存在，较大切削深度使刀刃完全进入被切 削的钛合金表面内，有效以防止产生磨损或崩刃现象。 3.1切削速度Vc ：切削速度对刀具耐用度影响最大，最好能使刀具在相对磨损最小的最佳切削速度下工作。切削不同牌号的钛合金，由于强度差别较大，切削速度应在刀具厂商提供的最佳切屑速 度的基础上通过试切试验适当调整。 3.2进给量f ：进给量对刀具的耐用度影响较小，在保证加工表 面粗糙度的条件下，可选较大的进给量，一般取f=0.1～0.3mm/r 。 进给量太小， 使刀具在硬化层内切削，增加刀具磨损，同时极薄的切屑在高的切削温度下容易自燃，因此不允许f<0.05mm/r 。3.3切削深度αp ：切削深度对刀具耐用度的影响最小，一般选用较大的切削深度， 这样不仅可以避免刀尖在硬化层内切削，减小刀具磨损， 还可增加刀刃工作长度，有利于散热，一般取αp =1～5mm 。４切屑液的选择 切削钛合金时，最大的问题就是切屑温度过高对刀具寿命的影响。为了降低切削温度，必须向切削区域内浇注大量的以冷却作用为主的切削液。 切削液应满足导热系数大、比热大、热容量大、汽化热大、汽化速度快、流量大、流速快等要求。一般说来，水比油的导热系数大 3～5倍，比热大1倍，汽化热几乎大10倍左右，故用水溶性切削液 较为合适。车、铣削钛合金时，常采用乳化液，或采用有极压添加剂的水溶性切削液。 极压乳化剂的配方见表1。极压添加剂的水溶性切削液的配方为见表2。对于钻孔、扩孔、铰孔、拉削、攻丝等工序，应该采用润滑作用较大的极压可溶性油作切削液， 如蓖麻油、油酸、硫化油、氯化油等。冷却润滑的方法最好采用高压喷雾冷却法、高压内冷却法等，这样才可起到良好的冷却、润滑作用。切削液流量不少于15～20L ／min 。 结束语钛合金的切屑加工时除了合理的选择刀具、切屑参数和切屑液等， 同时还应注意切削加工中不能停止走刀，避免引起钛合金的加工硬化而损坏刀具，特别是在铣屑加工时还应多采用顺铣方式， 有效降低刀刃温度。 这些工艺措施的采用都能有效的延长切屑刀具的寿命，极大提高钛合金的切屑加工效率。摘要：论述了钛合金材料在切屑加工过程中的特点，分析了刀具、切屑参数和切削液等方面对钛合金切削加工的影响，总结了适于钛合金加工的切屑加工工艺。 关键词：钛合金；切屑；工艺；刀具；切屑液 95··
(国际贸易)工业纯钛及TAV钛合金棒材加工贸易单耗标准
（国际贸易）工业纯钛及TAV 钛合金棒材加工贸易单耗标 准
附件4 HDB/YS009-2005 工业纯钛及Ti-6Al-4V钛合金棒材加工贸易单耗标准 （商品编号81089010） 1范围 本标准规定了以海绵钛（商品编号81082010）为原料加工生产工业纯钛及Ti-6Al-4V合金棒材（商品编号81089010）的加工贸易单耗标准。 本标准适用于海关和商务主管部门对以海绵钛加工工业纯钛及Ti-6Al-4V钛合金棒材的加工贸易企业进行加工贸易单耗审批、备案和核销管理。 2定义 本标准采用以下定义： 单耗：指正常生产条件下，生产每单位质量的工业纯钛及Ti-6Al-4V合金棒材所耗用海绵钛的质量单位数。 3单耗标准 3.1原料品质规格 本单耗标准中的海绵钛应符合ГОСТ17746、ASTMB299、JISH2151、 GB/T2524、协议标准等采购合同签订的任壹标准或组合。 3.2成品品质规格 本单耗标准中的工业纯钛及Ti-6Al-4V钛合金棒材应符合AMS、ASM、ASTM、JIS、协议标准等合同签订的任壹标准或组合。
3.3单耗标准
工业纯钛及Ti-6Al-4V钛合金棒材加工贸易单耗标准
HDB/YS009-2005 工业纯钛及Ti-6Al-4V钛合金棒材加工贸易单耗标准编 制说明 1任务来源 为加强加工贸易单耗管理，规范和完善海关和商务管理部门对加工贸易单耗的审批、备案、核销，打击伪报单耗的不法行为，促进加工贸易的健康发展，根据海关总暑办公厅、原国家经贸委办公厅关于下发2002年海关系统加工贸易单耗标准制定任务的通知，特制定工业纯钛及Ti-6Al-4V钛合金棒材加工贸易单耗标准。 本标准由海关总署办公厅、原国家经贸委办公厅委托西安海关负责起草制定。由海关总署加贸司、国家发展改革委经贸司和中国有色金属工业协会组织关联工业协会及企业的工艺、技术专家和海关加工贸易保税专业技术人员组成的评审委员会进行审定。 2制定单耗标准的原则 单耗标准制定原则是以国家标准、行业标准和该行业加工贸易企业的平均生产水平为制定基础，贯彻国家税收政策、产业政策和外贸政策，符合我国加工贸易企业的生产实际，有利于加工贸易企业技术进步和公平竞争，便于海关有效监管和关联单耗数据信息的使用和维护。 3该商品的加工贸易情况 该商品于2001～2004年加工贸易进口海绵钛2642吨，出口情况见下表。
钛及钛合金基础资料
钛合金TA7（Ti-5Al-2.5Sn）,TC4(Ti-6Al-4V)和Ti-2.5Zr-1.5Mo等为代表的低温钛合金,其强度随温度的降低而提高,但塑性变化却不大。在-196-253℃低温下保持较好的延性及韧性,避免了金属冷脆性,是低温容器,贮箱等设备的理想材料。 产品名称：钛丝 材质：Gr1,Gr2,Gr3,Gr5,Gr5 ELI,TA1,TA2,TC4,BT-14 执行标准：GB/T3623-98,AWSA5.16 AMS,ASTMF 136-84,ASTM F67 产品名称:钛棒 材质:Gr1,Gr2,Gr3,Gr4,Gr5,Gr7,Gr11,Gr12 TA0 TA1 TA2 TA3 TA4 TA5 TA6 TA7 TA9 TA10 TC1 TC2 TC3 TC4 Ti6AL-4V ELT 执行标准:GB/T2965-98,ASTM B 348-83,ASTM F136-95,AMS4928,ASTM F67 产品规格：直径3---200mm 产品名称：钛板 材质: Gr1 Gr2 Gr3 Gr4 Gr5 Gr7 Gr11 Gr12 TA0 TA1 TA2 TA3 TA4 TA5 TA6 TA7 TA9 TA10 TC1 TC2 TC3 TC4 TB2 产品规格:厚度0.3---60mm 宽度：600---1400mm 长度：大于2000mm 执行标准：GB/T3621-94 ASTM B265-ASME GB/T4845-93 AMS 供货形式：热轧退火 钛标准件 材质：纯钛（Gr1,Gr2），合金（6Al-4V) 种类：钛螺丝，钛标准件，钛垫片 钛螺丝标准类型：多款选择，样品或现货 钛螺丝类别有：平头十字机丝、平头内六角机丝、平头机丝半牙、半圆头内六角机丝、半圆头十字机丝、大扁头内六角机丝 钛螺丝规格有：M3、M4、M5、M6、M8、M10、M12、M14、M16、M8、M20、M22、M24、M26、M28、M30
钛合金轧制影响因素资料
轧制压力的影响因素 影响轧制压力的主要因素有： （1）绝对压下量在轧辊直径和摩擦系数相同的条件下，随着绝对压下量的增加，轧件与轧辊的接触面积加大，轧制压力增加。同时接触弧长增加，外摩擦的影响加剧，平均单位压力增加，轧制压力也随之增大。 （2）轧辊直径在其他条件一定时，随着轧辊直径的加大，接触面积增加，同时接触弧长增加，外摩擦的影响加剧。因而，轧制压力增大。 （3）轧件宽度随着轧件宽度的增加，接触面积增加，轧制压力增大。 （4）轧件厚度随着轧件厚度的增加，轧制压力减小；反之，轧件愈薄，轧制压力愈大。 （5）轧制温度随着轧制温度的升高，变形抗力降低，平均单位压力降低，轧制压力减小。 （6）摩擦系数随着摩擦系数的增加，外摩擦影响加大，平均单位压力增加，轧制压力增大。 （7）轧件的化学成分在相同条件下，轧件的化学成分不同，金属的内部组织和性能不同，轧制压力也不同。 （8）轧制速度热轧时随着轧制速度的增加，变形抗力增加。冷轧时随着变形速度的增大、轧件温度的升高变形抗力有所降低。 轧制压力 轧制压力：辊加于轧件使之产生塑性变形的力。但通常把轧件作用于轧辊上并通过压下螺丝传递给机架的力称为轧制力，即是轧件加于轧辊的反作用力的垂直分量。轧制力在我国习惯称为轧制压力或轧制总压力。正确测定和计算轧制力，对于设计和使用轧机有重大意义。 影响轧制力的因素有两类：（1）影响轧件材料在简单应力状态下变形抗
力σ0的因素，如化学成分、组织、轧制温度和速度、加工硬化等。（2）影响变形应力状态的因素，如轧辊直径、轧件尺寸、表面摩擦、外力（张力或推力）等。确定轧制力的方法有理论计算、经验公式计算和实测法三种。 在熔炼TiNiCr低温超弹性合金（形状记忆合金）时，对Ti、Ni、Cr、C、H、O、N成份的控制，是获得理想合金的关键。首先O含量的增加不仅使相变温度下降，而且使记忆性能和力学性能恶化。O在高温下与Ti发生反应，熔炼时尤为剧烈，同时O和Ti生成的化合物一般是不可逆的，所以要严格控制熔炼时材料中的氧平衡量。还有Ti和耐火材料几乎都会发生反应。其次C含量对TiNiCr低温超弹性合金的力学性能影响不明显，但对热弹性马氏体的相变有影响，C在Ni中有大的溶解度，形成的TiC会阻碍孪晶界的运动及马氏体的再取向，使相变滞后扩大，回复率下降，对形状记忆效应和超弹性都不利。而且，C和单质Ti和Ni均反应，使TiNi合金中的C含量增加，然而C和TiNi合金的反应并不剧烈，可使C质量分数控制在0.05%左右。碳质量分数控制在0．05％左右。所以通常使用三高石墨坩埚真空感应熔炼制备合金锭，这样可降低熔炼时碳的污染，保证碳和氧的含量小于500p。g／L。 固溶热处理：
钛合金切削加工工艺
钛合金切削加工工艺 一、钛合金的材料特性 钛合金产品的比强度在金属结构材料中是很高的，它的强度与钢材相当，但其重量仅为刚材的57% 。另外，钛及其合金的耐热性强，在500℃的大气中仍能保持良好的强度和稳定性，短时间工作温度甚至还可以高些。钛合金具有比重小、热强度高、热稳定性和抗腐蚀性好等特性，但该材料切削加工困难、加工效率低。所以怎么样攻克钛合金加工难，效率低得困难一直是我们的难题。 二、钛合金的切削加工 1、车削 钛合金产品车削易获得较好的表面粗糙度，加工硬化不严重，但切削温度高，刀具磨损快。针对这些特点，主要在刀具、切削参数方面采取以下措施： 刀具材料：根据工厂现有条件选用YG6，YG8，YG10HT。 刀具几何参数：合适的刀具前后角、刀尖磨圆。 较低的切削速度，适中的进给量，较深的切削深度，充分冷却，车外圆时刀尖不能高于工件中心，否则容易扎刀，精车及车削薄壁件时，刀具主偏角要大，一般为75～90°。 三、铣削 钛合金产品铣削比车削困难，因为铣削是断续切削，并且切屑易与刀刃发生粘结，当粘屑的刀齿再次切入工件时，粘屑被碰掉并带走一小块刀具材料，形成崩刃，极大地降低了刀具的耐用度。金属加工微信，内容不错，值得关注。因此对钛合金铣削采取了3点措施： 铣削方式：一般采用顺铣。刀具材料：高速钢M42。从工件装夹及设备方面提高工艺系统刚性。 这里需要特别指出的是：一般合金钢的加工均不采用顺铣，因机床丝杠、螺母间隙的影响，顺铣时，铣刀作用在工件上，在进给方向上的分力与进给方向相同，易使工件台产生间隙性窜动，造成打刀。对顺铣而言，刀齿一开始切入就碰到硬皮而导致刀具破损。但由于逆铣切屑是由薄到厚，在最初切入时刀具易与工件发生干摩擦，加重刀具的粘屑和崩刃，就钛合金而言，后一矛盾显得更为突出。 此外，为使钛合金顺利铣削，还应注意以下几点：相对于通用标准铣刀，前角应减小，后角应加大。;铣削速度宜低。;尽量采用尖齿铣刀，避免使用铲齿铣刀;刀尖应圆滑转接;大量使用切削液。;为提高生产效率，可适当增加铣削深度与宽度，铣削深度一般粗加工为1.5～3.0mm，精加工为0.2～0.5mm。 四、磨削 磨削钛合金零件常见的问题是粘屑造成砂轮堵塞以及零件表面烧伤。其原因是钛合金的导热性差，使磨削区产生高温，从而使钛合金与磨料发生粘结、扩散以及强烈的化学反应。粘屑和砂轮堵塞导致磨削比显著下降，扩散和化学反应的结果，使工件被磨表面烧伤，导致零件疲劳强度降低，这在磨削钛合金铸件时更为明显。 为解决这一问题，采取的措施是：选用合适的砂轮材料：绿碳化硅TL。稍低的砂轮硬度：ZR1。较粗的砂轮粒度：60。稍低的砂轮速度：10～20m/s。稍小的进给量，用乳化液充分冷却。