钛及钛合金锻造技术深度剖析

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一、钛合金锻造设备的独特要求
钛合金因其卓越的物理特性，在锻造过程中对设备提出了更高要求。具体而言，由于钛合金的变形抗力显著大于碳素结构钢，且其锻造温度范围相对狭窄，因此，锻造钛合金所需的设备必须具备更强大的能力。这些设备在单位时间内需能完成更多次的锻打，同时，较低的变形速度有助于钛合金的塑性变形，从而确保锻件的质量。

在实际应用中，对于大锻件，压力机因其能减少变形力的急剧提升而成为优选；而对于较小截面的锻件，锻锤则因其高速锻打能维持锻造温度并降低裂纹产生的可能性而备受青睐。然而，使用锻锤时也需谨慎，以避免锻件局部过热及组织不均。目前，钛合金锻造设备主要包括电动空气锤、蒸汽锤、水压机以及油压快锻机等。

二、不同锻造方式下钛合金的变形特性
在钛合金的锻造过程中，模具温度和压力保持时间的控制至关重要。常规锻造时，模具温度通常设为锻件温度的10%~35%；而在热模锻造、等温锻造及超塑性锻造中，模具温度则有所不同，以确保锻件在最佳条件下进行变形。

同时，不同锻造方式对压力保持时间的要求也各异。从常规锻造的短暂时间到超塑性锻造的长达数小时，精确的压力保持时间控制是确保锻件质量和性能的关键。

三、钛合金铸造工艺的特性与挑战
钛合金铸造工艺面临诸多挑战，主要包括其变形抗力大、导热性差以及黏性大、流动性差等特性。这些特性增加了铸造的难度，但通过充分预热锻模、夹钳等工具，以及加强润滑等措施，可以有效应对这些挑战，从而确保锻件的质量和性能。

四、钛合金的典型锻造产品
钛合金锻造产品种类繁多，其中包括棒材、饼环材、锻件以及锻制的板坯和棒坯等。这些产品广泛应用于航空、航天、医疗等多个领域，展现了钛合金锻造技术的广泛应用前景。

具体而言，棒材方面，国内多家公司已掌握国际先进的钛合金棒材锻造技术，能生产多种规格和牌号的圆棒、方棒等产品；饼环材方面，则可根据不同生产标准生产出多种牌号的钛合金饼材，规格范围广泛；在锻件方面，钛加工企业通常提供锻坯供用户进一步加工，或直接提供等温模锻件；此外，锻制的板坯和棒坯还为板材热轧、管材挤压和棒材轧制提供了优质的坯料。

综上所述，钛及钛合金锻造技术因其独特的物理特性和广泛的应用前景而备受瞩目。通过深入了解钛合金锻造设备的独特要求、不同锻造方式下的变形特性以及铸造工艺的特性与挑战，我们可以更好地掌握钛合金锻造技术的精髓，为钛合金产品的生产和应用提供有力支持。