鈦及鈦合金屬是難變形金屬,又價格昂貴,因此熱擠壓工藝對生產(chǎn)大規(guī)格、厚壁或高要求鈦管、鈦棒、鈦型材(以下簡稱鈦擠壓材)而言是最有發(fā)展前途的生產(chǎn)方法。
20世紀50年代,伴隨著鈦開始工業(yè)化生產(chǎn),熱擠壓成形技術在鈦材生產(chǎn)中得以快速應用和發(fā)展。經(jīng)過幾十年的發(fā)展,俄羅斯、美國、英國等國家用擠壓法除了可以生產(chǎn)鈦及鈦合金管、棒材以外,還可擠壓種類繁多的鈦及鈦合金型材。這些型材不僅是角材、丁字形材、槽形管材,還包括各種各樣的異型材、變斷面型材,甚至尺寸公差,表面質(zhì)量達到可不進行機械加工的程度。
各國鈦材的生產(chǎn)與應用
俄羅斯的鈦合金的試驗工作始于1953年,在上世紀60年代為迅速發(fā)展的航空技術提供各種各樣的薄壁型材、翼翅型材、空心型材、大型型材和壁板等。自此俄羅斯鈦擠壓型材技術處于世界先進水平。其生產(chǎn)的鈦合金牌號達十幾種,規(guī)格達兩千多種。例如:生產(chǎn)的OT4、OT4-1、BT20、BT14、BT15合金薄壁型材,其腹板厚度為1.5~5毫米,腹板厚度公差為0.5毫米。
俄羅斯上薩爾達冶金聯(lián)合生產(chǎn)企業(yè)(VSMPO)擠壓管、棒和型材除國內(nèi)使用外,也大量出口美國和歐洲飛機制造和供應廠家。除航空航天外,VSMPO公司生產(chǎn)的含Pd,Ru的合金Ti-6Al-4V合金管還用于了石油開采。
美國的大直徑鈦合金擠壓管生產(chǎn)居世界領先水平。美國將直徑(48~610)毫米×26毫米×2600毫米的Ti-6Al-4V-Ru合金管用做地熱、海上鉆井管道。美國RMI公司生產(chǎn)的直徑650毫米×(22~25)毫米×35000毫米超長Ti-3Al-2.5V-Ru合金管用于海底石油開采。此外,在挪威北海鉆井支撐平臺立管用的是直徑600毫米×25毫米×15000毫米的Ti-6Al-4V ELI合金管。
國際上對鈦型管的研發(fā)比較遲緩,只有美國Titanium Sports Technology公司采用擠壓和拉伸法,生產(chǎn)出正方形、長方形、三角形、橢圓形、五角形、六角形和八角形等多種形狀的型管,成為世界上唯一一家生產(chǎn)鈦型管的公司。目前鈦型管的應用還不夠廣泛,用量不大,但在建筑、體育休閑及特殊工程等領域,存在較大的潛在市場。
我國鈦及鈦合金擠壓生產(chǎn)開始于20世紀60年代末。當時,寶鈦公司和長城鋼廠分別從德國引進了一臺3150噸可擠壓鈦合金的熱擠壓機。經(jīng)過近40年發(fā)展,寶鈦公司可擠壓鈦及鈦合金的各種規(guī)格的管、棒材及簡單斷面的型材及復合材,牌號達幾十種。這些產(chǎn)品已廣泛應用于航空、航天、衛(wèi)星以及能源、化工等國民經(jīng)濟的各個部門。
但是,我國與先進國家相比,還存在較大差距,較復雜斷面的型材還不能生產(chǎn)。近幾年,隨著化工等民用領域?qū)Ω哔|(zhì)量鈦管需求劇增,西部鈦業(yè)、浙江五環(huán)等公司先后引進了主要用于擠壓鈦管的擠壓機。2009年10月,寶鋼特鋼從德國引進的世界先進水平的6000T擠壓機投產(chǎn),為我國生產(chǎn)大規(guī)格鈦管和型材提供了必需的裝備,標志著我國鈦材擠壓設備上了一個新臺階。