工业纯钛管生产工艺探讨
工业钛管焊接工法
工业钛管焊接工法工业钛管焊接工法引言：在工业领域中，钛管的使用越来越普遍。
钛具有优异的耐腐蚀性、高强度、低密度等特点，使其广泛应用于航空航天、化工、医疗等领域。
然而，由于其特殊性质，钛的焊接工艺相对较为复杂。
本文将介绍工业钛管焊接的一些常用工法，并探讨其特点和注意事项。
一、焊接工法及特点：1. 氩弧焊接法：氩弧焊接法是目前工业钛管焊接最常用的方法之一。
其特点是焊接过程稳定，气氛保护良好，焊接口质量较高。
在氩气保护下，采用直流或交流电弧进行焊接，通过熔化焊条和基材表面形成液态金属池，然后使其冷却凝固，形成焊接接头。
氩弧焊接法的优点是焊接接头质量高，焊缝表面光滑，适用于薄壁钛管的焊接。
2. 等离子焊接法：等离子焊接法是一种高功率能量集中区的焊接方法，适用于较厚且壁厚不均匀的钛管。
等离子焊接利用高能电弧产生的等离子体来提供熔化焊条和基材所需的热量，通过高功率电弧激发成气体离子，再让离子与零件表面的金属原子相撞击，使其发生热交换并熔化。
这种焊接方法可以在大功率下实现高速焊接，适用于大规模焊接作业。
3. 焊锡焊接法：焊锡焊接法适用于工业钛管与其他材料的连接。
该方法主要是先在钛管和另一种金属表面涂敷焊锡，然后通过加热使焊锡熔化并与两种金属融合。
焊锡焊接法具有焊接速度快、连接强度高、气氛保护良好等优点。
然而，由于钛的反应性较强，焊锡焊接时需要注意选择化学性能符合要求的焊锡。
二、焊接注意事项：1. 气氛保护：钛具有强烈的化学性质，在高温条件下非常容易氧化。
因此，在焊接过程中必须采取有效的气氛保护措施，以保持焊接区域的稳定与纯净。
常用的气氛保护方法包括氩气保护和真空保护。
选择气氛保护方法时需要考虑工艺要求和成本效益。
2. 清洁作业环境：焊接区域应保持干净、整洁，避免灰尘、油污等杂质的污染。
因为这些杂质会在焊接过程中生成气体，影响焊缝质量和气氛保护效果。
3. 控制焊接温度：对于工业钛管来说，焊接温度是十分关键的因素。
钛管制作工艺流程
钛管制作工艺流程钛管是一种常用于航空、航天、化工、医疗等领域的重要材料，具有高强度、耐腐蚀等优点，因此在制作过程中需要经过一系列的工艺流程。
下面将详细介绍钛管的制作工艺流程。
一、原材料准备钛管的制作首先需要准备好钛合金原材料。
钛合金是由钛和其他金属元素（如铝、铁、锌等）合金化得到的材料，具有优异的力学性能和耐腐蚀能力。
在原材料准备阶段，需要对钛合金进行选材、切割和清洁处理，确保原材料的质量和纯度。
二、管坯加工在管坯加工阶段，需要对原材料进行加工和成型，得到具有一定外径和壁厚的管坯。
这个过程通常包括锯切、钻孔、粗磨、拉制等步骤。
通过精确控制加工参数和工艺流程，可以获得符合要求的钛合金管坯。
三、管坯热处理在管坯热处理阶段，通过加热和冷却的方式改变钛合金的组织结构和性能。
热处理可以消除材料内部的应力和缺陷，提高材料的强度和韧性。
常见的热处理方法包括固溶处理、时效处理等。
四、管坯精加工在管坯精加工阶段，需要对管坯进行进一步的加工和成型，得到符合规格要求的钛管。
这个过程通常包括切割、冲压、冷拔、热轧、焊接等工艺。
通过精密加工和成型，可以获得高精度的钛管产品。
五、管坯表面处理在管坯表面处理阶段，需要对钛管的外表面进行清洁、抛光和去氧化处理。
这个过程可以提高钛管的表面质量和光洁度，减少表面缺陷和氧化层，提高钛管的耐腐蚀性能。
六、管坯检测在管坯检测阶段，需要对钛管进行质量检测和性能测试，以确保产品的合格率和可靠性。
常见的检测方法包括尺寸检测、化学成分分析、力学性能测试、金相显微镜观察等。
七、管坯表面涂层在管坯表面涂层阶段，需要对钛管的外表面进行涂层处理，以增加其耐腐蚀性和耐磨性。
常见的涂层材料有氧化铝、氮化硅、碳化硅等。
涂层可以通过物理气相沉积、化学气相沉积等方法进行。
八、管坯尺寸修正在管坯尺寸修正阶段，需要对钛管的外径和壁厚进行修正，以满足客户的需求。
常见的修正方法有机械加工、磨削、切割等。
通过精确的修正工艺，可以获得精密度高的钛管产品。
钛无缝管生产工艺
钛无缝管生产工艺钛无缝管是一种高强度、耐腐蚀的金属管道，广泛用于石油、化工、航空航天等领域。
它的生产工艺经过多年的发展和改进，现已达到高效、精密的水平。
钛无缝管的生产工艺可以分为以下几个步骤：原料准备、钛棒加热、钛棒锻造、管坯加热、穿孔、管坯轧制、退火、管坯拉拔、管坯退火、管坯冷拔、管坯酸洗、管坯切割、钛无缝管成品。
原料准备是钛无缝管生产的第一步。
原料采用高纯度的钛棒。
钛棒经过化学分析和物理性能测试，以确保其符合生产要求。
接下来，钛棒加热是为了提高其塑性，方便后续的加工。
通过加热，钛棒的晶粒得到细化，提高了钛棒的延展性和强度。
然后，钛棒经过锻造，使其成为管坯的形状。
锻造是通过对钛棒的压制和拉伸，使其形成圆形截面的管坯。
管坯加热是为了进一步改善钛棒的塑性，以便进行后续的加工。
加热过程中，管坯的晶粒再次得到细化，提高了其延展性和强度。
穿孔是将管坯的中心部分打孔。
通过穿孔，可以使管坯内部的气体和杂质得以排出，确保管道的质量。
接下来，管坯经过轧制，使其形成希望的外径和壁厚。
轧制过程中，管坯通过连续的轧制机组，逐渐变细，形成无缝管的形状。
退火是为了消除轧制过程中产生的应力，并使管坯的晶粒再次得到细化。
通过退火，管坯的力学性能得到进一步改善。
然后，管坯经过拉拔，使其形成更细的管径和更薄的壁厚。
拉拔过程中，管坯通过拉拔机组，逐渐变细，形成无缝管的形状。
管坯退火是为了进一步消除拉拔过程中产生的应力，并使管坯的晶粒再次得到细化。
管坯冷拔是为了进一步改善管坯的尺寸精度和表面质量。
通过冷拔，管坯的直径和壁厚得到进一步控制，达到所需的尺寸。
然后，管坯经过酸洗，去除表面的氧化皮和杂质。
酸洗可以使钛无缝管的表面更加光滑、洁净。
管坯经过切割，形成所需的长度。
切割过程中，管坯被切割成相应的长度，成为最终的钛无缝管成品。
通过以上的生产工艺，钛无缝管得以生产出来。
这种工艺具备高效、精密的特点，能够满足各种工业领域对钛无缝管的需求。
工业钛管焊接施工工艺secret
工业钛管焊接施工工艺secret一、前言钛与钛合金具有密度小、比强度高、良好的塑、韧性与耐腐蚀性能好的优点。
随着工业的进展，钛及钛合金管道已广泛应用于航空、航天工业、核工业、海洋工程、石油、化工、轻工、食品加工、冶金、电力、医药卫生等行业。
钛的活泼性大，不仅在溶化状态下，即使在400℃以上的固相态，也极易被水分、空气、油脂及氧化物等污染，汲取氧、氮、氢、碳等，使焊接接头塑性与韧性下降，并引起气孔、裂纹。
二、工艺特点本工艺系统总结了钛管焊接的特点，与不锈钢焊接相比操作上工艺有明显的区别。
我公司通过技术攻关, 成功掌握了钛材工艺管道焊接技术,经在工程中的实际运用，焊接质量完全达到了国家规范与行业规范的要求。
三、适用范围该工艺可适用手工氩弧焊焊接工业纯钛管道。
四、工艺原理钛管道焊接工艺是在大气中使用手工钨极惰性气体保护焊( GTAW ) 焊接方法。
焊前对钛管坡口及其两侧各25mm以内的内外表面清除油污后，应用奥氏体不锈钢丝刷、铰刀等机械方法清除其氧化膜、毛刺与表面缺陷。
清理工具应专用，并保持清洁；经机械清理后坡口的表面与填充焊丝，焊接前应使用不含硫的丙酮或者乙醇进行脱脂处理。
焊接过程中, 使用特殊的保护措施, 使钛管焊接区域温度可能超过400℃部位的局部或者全部处于氩气的有效保护之中, 达到钛管焊接的目的。
五、工艺流程及操作要点5.1 工艺流程施工准备→材料验收→划线检验→下料及坡口加工→坡口周边处理→焊件组对→焊接→焊缝外观检查→焊缝P T 、RT探伤→预制管段水压试验→排水、干燥→管口封闭运输→现场组装。
5.2 操作要点5.2.1施工准备A.焊接工艺评定及焊工考试施工前,应根据设计文件及《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236的要求进行焊接工艺评定试验，根据评定合格的工艺，编制焊接工艺指导书，指导焊工培训、考试，取得考试合格证的焊工, 方可参加焊接施工。
B.场地准备预制场所内应安排在室内，保持环境干燥、清洁、无灰尘、无黑色金属的打磨、切割与焊接施工,同时具有焊接材料的贮存、清洗设施与良好的施焊条件；现场焊接时，应有防风与防雨雪的措施，并应保持相对湿度在 90%下列。
钛管制作工艺流程
钛管制作工艺流程钛管是一种常用的金属管材，广泛应用于航空航天、化工、海洋工程等领域。
下面将介绍钛管制作的工艺流程。
一、原材料准备钛管制作的第一步是准备原材料。
钛是一种轻质、高强度的金属，其在自然界中以氧化物的形式存在。
首先需要将钛矿石经过炼矿、冶炼等工艺处理，提取出纯净的金属钛。
然后对金属钛进行加热处理，将其熔化成液体。
二、钛管制备1. 钛液制备：将熔化的金属钛倒入钛液制备设备中，控制温度和压力，使钛液呈现出适合制作钛管的状态。
2. 钛管成型：将钛液经过专用工艺设备，如挤压机、铸造机等进行成型。
钛液经过模具或挤出口，形成钛管的初步形状。
这一步骤可以根据需要进行多次重复，以获得更精确的尺寸和形状。
3. 钛管热处理：将初步成型的钛管进行热处理，通过加热和冷却的过程，使钛管内部的晶粒重新排列，消除应力和缺陷，提高钛管的力学性能和耐腐蚀性。
三、钛管表面处理1. 钛管清洗：将热处理后的钛管进行清洗，去除表面的氧化物、灰尘等杂质。
清洗的方法可以采用酸洗、喷砂等方式。
2. 钛管抛光：对清洗后的钛管进行抛光处理，使其表面光滑度达到要求。
抛光可以采用机械抛光、化学抛光等方式。
3. 钛管氧化处理：将抛光后的钛管进行氧化处理，形成一层氧化膜。
氧化膜可以提高钛管的耐腐蚀性能和附着力，同时也可以起到美观的作用。
四、钛管加工1. 钛管切割：根据需要，将钛管切割成所需的长度和形状。
切割可以采用机械切割、激光切割等方式。
2. 钛管焊接：将切割后的钛管进行焊接，可以采用TIG焊、电弧焊等方式。
焊接后的钛管需要进行焊缝处理，以保证焊接部位的力学性能和耐腐蚀性。
3. 钛管表面处理：根据需要，对钛管进行表面处理，如喷涂、镀层等，以提高其耐腐蚀性能和装饰性。
五、质检与包装1. 钛管质检：对制作完成的钛管进行质量检验，包括外观检查、尺寸测量、力学性能测试等。
确保钛管符合相关标准和要求。
2. 钛管包装：将质检合格的钛管进行包装，以防止在运输和储存过程中受到损坏。
工业钛管焊接施工工法(2)
工业钛管焊接施工工法工业钛管焊接施工工法一、前言随着工业领域的发展，钛管在化工、航空航天等领域中得到了广泛应用。
而钛管的焊接施工工法对于保证钛管连接的牢固性和稳定性至关重要。
本文将详细介绍工业钛管焊接施工工法，包括其特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例。
二、工法特点1. 高强度：工业钛管的焊接工法能够保证焊缝和母材的强度接近，确保连接的牢固性。
2. 耐腐蚀：钛管焊接施工工法采用专用的焊接材料和工艺，能够在腐蚀性环境中保持材料的耐腐蚀性能。
3. 具有良好的可操作性：钛管焊接施工工法操作简单，易于实施，工人能够迅速掌握。
4.施工效率高：钛管焊接施工工法可以提高施工效率，缩短工期，降低项目成本。
三、适应范围工业钛管焊接施工工法适用于化工、航空航天、海洋工程、核工程等领域中对高强度和耐腐蚀性能要求较高的管道连接。
四、工艺原理钛管焊接施工工法的原理是根据焊接材料与母材的熔点温度以及通过焊接工艺中的加热和冷却过程来实现焊缝的形成。
采用合适的焊接材料和工艺，能够确保焊接接头具有良好的强度和耐腐蚀性。
五、施工工艺1. 准备工作：包括材料准备、焊接设备检查、施工区域准备等。
2. 管道预热：根据钛管的规格和焊接材料的要求，进行适当的预热。
3. 焊接参数设定：根据钛管的材质和规格，设置合适的焊接参数。
4. 焊接操作：根据焊接程序进行焊接操作，保证焊接接头的质量。
5. 焊后处理：包括焊缝清理、焊后加热处理等。
6. 检验验收：对焊接接头进行非破坏性检验和力学性能测试，确保施工质量。
六、劳动组织钛管焊接施工工法需要合理组织施工人员，根据施工计划和要求分工合作，以确保施工进度和质量。
七、机具设备钛管焊接施工工法需要的机具设备包括焊接设备（例如氩弧焊机、等离子焊机）、焊接材料（例如钛焊丝）、焊接工具（例如焊接钳、切割机）等。
八、质量控制钛管焊接施工工法的质量控制包括对焊接设备的检查和保养、焊接材料的质量检验、焊接工艺的参数控制、焊接接头的检验和验收等。
钛管制造工艺
钛管制造工艺简介钛管是一种以钛合金为原料制成的管材，具有高强度、耐腐蚀、耐高温等特点，广泛应用于航空航天、化工、医疗器械等领域。
钛管的制造工艺对其质量和性能具有重要影响。
本文将介绍钛管的制造工艺流程、常用的加工方法以及质量控制等内容。
制造工艺流程钛管的制造工艺流程一般包括原料选材、熔炼、铸造、热处理、挤压、冷拉、热轧、焊接、表面处理等环节。
原料选材钛管的原料主要是钛合金，常用的钛合金有TA1、TA2、TA9、TA10等。
选材时需要考虑管材的用途、工作环境等因素，选择适合的钛合金。
熔炼熔炼是将选定的钛合金原料加热至熔点，使其熔化成液态钛合金。
熔炼过程需要控制熔炉的温度、气氛等参数，以确保熔炼后的钛合金成分均匀。
铸造熔炼后的液态钛合金通过铸造工艺，借助铸型将其浇铸成钛管的初始形状。
铸造工艺可以分为砂型铸造、金属型铸造和陶瓷型铸造等多种方法。
热处理热处理是指对铸造得到的钛管进行退火或固溶处理，以改善其组织和性能。
热处理过程包括加热、保温和冷却等阶段，需要控制温度和时间等参数。
挤压挤压是将热处理后的钛管放入挤压机中，通过挤压头将其挤压成所需的形状和尺寸。
挤压工艺可以提高钛管的密度和强度。
冷拉冷拉是指将挤压得到的钛管通过冷拉机进行拉伸，使其直径和壁厚进一步减小。
冷拉可以提高钛管的尺寸精度和表面质量。
热轧热轧是将冷拉得到的钛管加热至一定温度，通过轧制机进行轧制，进一步改善其尺寸和表面质量。
焊接钛管的焊接方法主要有TIG焊、EBW焊、Laser Welding等。
焊接是将多个钛管或其他零部件进行连接的关键工艺。
表面处理钛管的表面处理是为了提高其耐腐蚀性能和美观度。
常用的表面处理方法有阳极氧化、电镀、喷涂等。
常用加工方法除了上述制造工艺流程外，钛管还可以通过其他加工方法进行成型和加工。
切割切割是将钛管按照一定的长度进行切割，常用的切割方法有锯切、割切等。
钻孔钻孔是在钛管上钻孔，用于安装螺纹、连接件等。
钻孔可以使用钻床、钻头等设备进行。
钛管制作工艺流程
钛管制作工艺流程钛管是一种常见的金属管材，具有轻质、高强度、耐腐蚀等优点，在航空航天、化工、海洋工程等领域得到广泛应用。
钛管的制作工艺流程包括原料准备、管坯制备、钛管成型、热处理和表面处理等环节。
钛管的原料是钛合金，一般由钛矿石经过提炼和精炼得到。
钛矿石中含有一定的杂质和氧化物，需要经过氯化法或炼钛法进行提炼，得到纯度较高的钛合金。
然后，将得到的钛合金进行加工，制备成钛管的管坯。
首先，将钛合金熔化，并通过特殊的装置将熔融金属注入到钛管的模具中，待冷却凝固后，得到钛管的管坯。
这个过程需要控制合金的成分和温度，确保钛管的质量。
接下来，钛管的成形是通过冷热轧制的方式进行的。
首先，将钛管的管坯进行预热处理，以提高金属的塑性和可变形性。
然后，将预热后的管坯送入轧机中进行轧制，通过多次的轧制和拉伸，使钛管逐渐变细、变长，并形成所需的外形和尺寸。
同时，轧制过程中还需要进行冷却和润滑，以保证钛管的表面质量和机械性能。
钛管的成形后，还需要进行热处理来提高钛管的强度和耐腐蚀性能。
热处理一般包括固溶处理和时效处理两个步骤。
固溶处理是将钛管加热至一定温度，使合金中的固溶体达到均匀溶解状态，然后迅速冷却，使固溶体保持在高温下的均匀溶解状态。
时效处理是将固溶体经过一定时间的加热保持，使合金中的固溶体析出出来，形成细小的析出相，从而提高钛管的强度和硬度。
钛管还需要进行表面处理，以提高其耐腐蚀性和装饰性。
常见的表面处理方法包括酸洗、喷砂、阳极氧化等。
酸洗是将钛管浸泡在酸性溶液中，去除表面的氧化层和杂质，使钛管表面变得光洁。
喷砂是利用高压气流将细小的砂粒喷射到钛管表面，去除表面的氧化物和污垢，增加钛管的粗糙度。
阳极氧化是将钛管作为阳极，通过电解的方式，在钛管表面形成一层氧化膜，提高钛管的耐腐蚀性和装饰性。
钛管的制作工艺流程包括原料准备、管坯制备、钛管成型、热处理和表面处理等环节。
每个环节都需要严格控制操作参数，确保钛管的质量和性能。
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3. 1 产品大纲 坯料规格 : 76mm ×7mm 成品规格 : 45mm ×1. 25mm(6M 定尺) 尺寸偏差 :ΔD ±0. 3mmΔS ±0. 18mm (协议要
求) 产品标准 : GB/ T3625 - 1995
3. 2 工艺流程的拟定 据资料介绍 ,生产工业纯钛管工艺流程如下
然而 ,生产实践告诉我们 ,尽管工业纯钛管的 市场前景看好 ,但由于工业纯钛管生产有一定难 度 ,特别是酸洗 、热处理及轧制工艺是否制订合 理 ,将对钛管质量和生产效率有直接影响 ,为此 , 如何有效制订各种生产工艺是一个值得探讨的课 题。
结构材料中是很高的 ,它的强度与钢材相当 ,但其 重量仅为钢材的 57 %。另外 , 钛管的耐热性很 强 ,在 500 ℃的大气中仍能保持良好的强度和稳 定性 。钛管还具有良好的耐低温性能 ,即使在 250 ℃的超低温下 ,它仍具有较高的冲击强度 ,可 耐高压抗震动 。
2Ti + 6HF = 2TiF3 + 3H2
当在氢氟酸溶液中存在铁 、铜等金属离子时 , 则可加速钛的溶解 。
表 面 粗 糙 的 钛 管 最 容 易 与 冷 、热 稀 硝 酸 ( HNO3) 发生反应 :
3Ti + 4HNO3 + 4H2O = 3H4TiO4 + 4NO
3Ti + 4HNO3 + H2O = 3H2TiO3 + 4NO
众所周知 ,所谓酸洗即为金属在酸 、碱 、盐以 及它们的溶液中处理而去除表面氧化层的过程 。 清除氧化层有多种方法 ,传统的方法是采用无机 强酸 ,如硫酸 ( H2SO4) 、盐酸 ( HCI) 、硝酸 ( HNO3) 和 氢氟酸 ( HF) 等 。这类方法是利用氧化层与酸的 化学反应而清除氧化层的 。对于不同材料可根据 其性能特点采用相应其中一种 。
热处理是不同于轧制的一种加工方法 ,它不 改变工业纯钛管的尺寸和形状 ,也不破坏钛管 ,而 从本质上改变或改善钛管性能 。即利用工业纯钛 管在固态范围内加热 、保温和冷却 ,以改变其组 织 ,从而获得所要求性能的一种工艺操作 。
工业纯钛管在轧制过程中与其它钢管一样有 一个基本特点 ,即经轧制后的管子将产生不能自 行恢复的形状和尺寸的变化 ———塑性变形 。
2003 年第 2 期 王剑志 陈建尧 徐鹤贤 :工业纯钛管生产工艺探讨
·3 ·
所示 : 表面处理 - 下料 - 轧制 - 去油 - 烘干 - 定尺
剪切 - 退火 - 矫直 - 酸洗 - 轧制 - 成品去油 - 烘 干 - 退火 - 矫直 - 成品定切 - 酸洗 - 检验 - 包装
工业纯钛管的另一显著特点是耐腐蚀性强 , 这是由于它对氧的亲合力特别大 ,能在其表面上 生成一层致密的氧化膜 ,可保护钛不受介质腐蚀 。 因此 ,钛在酸性 、碱性 、中性盐水溶液中和氧化性 介质中具有很好的稳定性 ,比现有的不锈钢和其 它有色金属的耐腐蚀性都好 。
工业纯钛管的应用范围十分广泛 ,目前工业 纯钛管不仅在航天 、航空工业中有十分重要的应 用 ,而且已经在化工 、石油 、轻工 、发电等许多工业 部门中广泛应用 。
3. 4 轧制工艺的拟定 生产实践证明 ,对于同一种钢管采用各种不
同的轧制工艺将会得到各种不同的结果 。因此 , 合理制定轧制工艺是保证工业纯钛管高产 、优质 的主要条件 ,它是工业纯钛管生产中一个基本的 综合性的技术课题 。
以往对未能生产过的产品 ,其工艺制定主要 依靠兄弟单位经验和查阅资料来确定 。从生产实 践的成败中摸索而得到的经验 ,无疑是非常宝贵 和比较可靠的 。但其适用范围有局部性 ,诸如轧 机设备 、另件强度 、弹性变形 、磨损 、塑性变形 、机 械参数的估算等 。为此 ,对于钛管轧制工艺的拟 定 ,在综合工业纯钛管的性能 、特点 、管坯状况 、成 品交货要求标准以及轧机设备能力 、生产条件等 情况下确定的 。
联系人 :徐鹤贤 高级工程师 四川江油 (621701) 四川川投长城特殊钢股份有限公司质量保证部 电话 : (0816) 3648795
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(注 :以上工序根据产品规格和性能要求可进行增添 或减少 。)
对于在轧制之前采用镀铜工艺作润滑的钛管 坯来说 ,则在此工艺流程表面处理前增加一道去 铜工艺 。 3. 3 酸洗工艺的拟定
在工业纯钛管生产过程 ,酸洗是一道十分重 要的工序 ,切不可忽视 。因为钛管在热加工或热 处理过程中 ,在没有保护气氛的情况下会与炉气 中的氧等气体发生化学作用而生成氧化层 。钛管 表面生成的氧化层无论对于酸洗以后的各工序 , 还是对最终产品质量都是十分有害的 。如钛管带 着氧化层进行轧制 ,将会使管材产生缺陷 ,同时也 会因氧化层的存在 ,使氧化层压入到管材表面上 , 从而产生不能令人满意的表面 。直接影响到钛管 产品质量 、材料消耗 ,生产率及经济效益的好坏 。
对于 76mm ×7mm 工业纯钛管轧成 45mm ×1. 2mm 成品 ,其轧制工艺确定如下 :
76mm ×7mm → 51mm ×3mm → 48mm × 2mm → 45mm ×1. 2mm
需要说明的是 ,在轧制 51mm ×3mm 规格工 业纯钛管时 ,荒管内 、外壁应采用涂 MOS2 润滑剂 进行润滑 ,严禁采用氯化石腊作润滑剂 ,以防止轧 制过程中管子产生高温与氯离子引起反应 ,造成 管子基体腐蚀 。 3. 4 热处理工艺的拟定
·2 · 2003. No. 2. 特钢技术 2003 年第 2 期
工业纯钛管生产工艺探讨
王剑志 陈建尧 徐鹤贤
四川川投长城特殊钢 (集团) 有限责任公司
摘 要 本文对工业纯钛管特点 、用途进行了描述 ,特别对工业纯钛管生产所涉及的酸洗 、热处理 、轧制等相关工艺 进行了探讨 ,研究了酸洗 、热处理 、轧制等工艺对工业纯钛管性能的影响 ,陈述了酸洗 、热处理 、轧制工艺等参数的制订 。 指出了生产工业纯钛管的内容和方法 。
由于纯工业钛管具有重量轻 、强度大 、耐热性 强 、耐腐蚀等许多优良特性 , 被誉为“未来的金 属”,是很有发展前途的一种新型结构材料 。Βιβλιοθήκη 2 工业纯钛管的特点和应用
3 工业纯钛管生产工艺探讨
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 %。
尽管高纯钛强度低 ,但纯工业钛中含有少量 杂质和添加合金元素可显著强化其机械性能 ,使 其强度可与高强度相比拟 。这就是说工业纯钛管 中 ,只要含有少量间隙杂质及其它金属杂质 ,就可 使其既具有高强度 ,又有适当的塑性 。
表 1 氧化层厚度与退火温度的关系
退火温度 / ℃
氧化层颜色
氧化层厚度 / mm
< 200
银白色
极薄
～300
淡黄色
极薄
～400
金黄色
极薄
～500
鉴于各种酸对钛管的腐蚀特性 ,为了有效去 除钛管表面的氧化层 ,有关资料介绍钛管酸洗采 用硝酸加氢氟酸 ,其配方及工艺如下 :
溶液浓度配比为 : (35 %～40 %) HNO3 + (5 %～7 %) HF + 余 H2O 溶液温度为 :30 ℃～50 ℃ 试验证明上述配方和工艺存在一定的不足 : 一是钛管进入酸液反应过于剧烈 ,使酸液温度快 速上升 ,甚至可达到使酸液沸腾 ,这种情况极易引 起钛管基体氧化燃烧 ,从而造成钛管基体损耗加 大 ;二是在如此剧烈反应过程中所溅出的酸液 ,对 于操作人员具有相当大的危害性 ;三是职工的操 作环境差 ,污染太大 。鉴于上述原因 ,对钛管的酸 洗配方和工艺进行了如下调整 : 溶液主要成份 :硝酸 ( HNO3) + 氢氟酸 ( HF) 溶液浓度配比为 : (25 %～28 %) HNO3 + (3 %～5 %) HF + 余 H2O 溶液温度为 : ≤30 ℃ 酸洗时间 :10 分钟～20 分钟 实践证明 ,调整后的酸洗情况较好 ,钛管进入 酸液反应较平稳 ,钛管基体的酸洗损失率可减少 30 %～50 %。 需要注意的是 ,酸洗后的钛管必须冲洗和烘 干 。因钛管在酸溶液中酸洗后 ,虽然达到了去除 氧化层的目的 ,但钛管表面受到酸的侵蚀或多或 少存在一部分残酸 ,这部份残酸如不去除掉 ,将会 由于残酸的化学作用 ,使一部分氢气扩散到钛管 基体中 ,使钛管塑性降低 。同时 ,钛管表面存在残 酸会使轧制时的轧辊过早磨损和使钛管产生废 品 。因此 ,钛管酸洗后表面不允许有残酸存在 。 烘干的目的是为了及时驱出金属晶格中的氢 原子 ,以避免钛管在轧制时形成氢脆现象 ,同时改 善润滑性能 。
工业纯钛管的氧化层中 ,主要是二氧化钛 (TiO2 ) , 其 次 还 有 许 多 低 价 钛 氧 化 物 , 如 TiO 、 Ti2O3 、TiO5 。此外 ,还有钛的高价氧化物 ,如 TiO3 等 。研究证明 ,在常温下 ,钛管在 < 5 %的稀硫酸 酸洗液中酸洗时在钛管表面上生成保护性氧化 层 ,保护钛不被稀硫酸继续侵蚀 ,但在 > 5 %的硫 酸中酸洗与钛有明显的反应 。在常温下 ,约 40 % 的硫酸对钛的腐蚀的腐蚀速度最快 。浓度 < 5 % 的盐酸在室温下不与钛反应 ,当温度升高时 ,即使 稀盐酸也会腐蚀钛 ,但 > 10 %的盐酸在 70 ℃时与 和 1 %的盐酸在 100 ℃时对钛发生明显的腐蚀 。 然而当盐酸溶液中存在氧化层或金属离子 (如铜 等) 时 ,则可降低盐酸对钛的腐蚀作用 。氢氟酸 (HF) 是钛的最强溶剂 。即使浓度为 1 %的氢氟 酸 ,也能与钛发生激烈反应 :
关键词 工业纯钛管 生产 工艺
1 概述
随着现代科学技术的迅猛发展和国民经济建 设的需要 ,各工业部门对各种钛管的需求量日益 增大 ,对钛管的规格 、技术要求也愈来愈高 。特别 是随着市场经济发展的需要 ,各行各业要求提供 更多各种规格的钛管 。虽然钛管的用途各有所 异 ,但对钛管的总体要求是一致的 ,即加工条件和 最终用途均要求钛管具备适于本用途所需的尺寸 规格 、精度和相应性能及表面光洁度等各项质量 指标 。钛管质量能否满足各用户单位对钛管提出 的各种要求 ,将直接关系到用户或加工工业的经 济利益和本单位的经济效益及信誉 。