目前，世界上提煉海綿鈦均采用Kroll法，尚無(wú)可行的低成本生產(chǎn)方法取代該方法，因此，在海綿鈦生產(chǎn)技術(shù)未取得重大突破之前，僅通過(guò)使用價(jià)格低廉的合金化元素的方法難以使鈦合金成本大幅降低。然而，鈦合金生產(chǎn)過(guò)程中，由于切頭、切邊、表面車削清理等加工需要，會(huì)產(chǎn)生大量的返回料。由于鈦合金返回料的成本只有一些篩選、破碎、清理帶來(lái)的附加成本，不到海綿鈦成本的三分之一。若能在合金制備過(guò)程中大量利用返回料，則可以顯著降低成本。常規(guī)生產(chǎn)流程制備的鈦合金板材的成本構(gòu)成中，海綿鈦成本占總成本約40%，合金化元素的成本僅占總成本6.7%；熔煉和變形加工成本分別各占總成本約20%和約26%。因此，降低原料成本且縮短加工流程是降低鈦合金成本的有效途徑。此外，目前常用的鈦合金熔煉工藝是真空自耗電弧熔煉(VAR)，采用該工藝需要預(yù)先壓制電極。為保證電極的強(qiáng)度，返回料僅能少量地添加到電極中，回收利用率受到限制，降低成本作用有限。電子束冷床熔煉(EBCHM)技術(shù)的日趨成熟為鈦合金的低成本化制備提供了重要的技術(shù)途徑。EBCHM有如下優(yōu)點(diǎn)：1.較好地消除高、低密度夾雜，可獲得組織均勻的鑄錠；2.可100%利用返回料，而生產(chǎn)Ti-6Al-4V合金的VAR只能利用30%以下的返回料；3.可1次熔煉成錠；4.可生產(chǎn)扁錠，減少后續(xù)加工量。本研究采用EBCHM代替?zhèn)鹘y(tǒng)的VAR，通過(guò)大量添加返回料，單次熔煉生產(chǎn)TC4鈦合金扁錠；扁錠表面處理、包覆后直接開(kāi)坯軋制，制備8 mm厚TC4鈦合金板材；同時(shí)將VAR和EBCHM鑄錠制備板材的制造成本進(jìn)行了對(duì)比。

 

鈦板材的熱軋可選用帶卷取機(jī)的可逆式四輥熱軋機(jī)、四輥可逆式爐卷軋機(jī)和多機(jī)架四輥熱連軋機(jī)等。與熱連軋機(jī)組對(duì)比，帶卷取機(jī)的可逆式四輥熱軋機(jī)設(shè)備出資少，占地面積小，能夠軋制質(zhì)量杰出、厚度3～6mm的熱軋板卷，是適于小批量多種類鈦合金板帶的出產(chǎn)設(shè)備。一般選用熱軋法出產(chǎn)厚度大于3mm的各種鈦合金板材。板厚小于2mm的鈦合金板一般選用冷軋法出產(chǎn)。同熱軋對(duì)比，冷軋板具有外表質(zhì)量好、尺度精度高、尺度公役小等長(zhǎng)處。冷軋鈦板可用帶式法出產(chǎn)，但是鈦合金的冷軋板大多選用塊式法出產(chǎn)。冷軋一般在四輥可逆式冷軋機(jī)上進(jìn)行，也可選用多機(jī)架串列式冷軋機(jī)組。厚度小于0.5mm的板帶材在20輥軋機(jī)上軋制。為進(jìn)步商品質(zhì)量，這些軋機(jī)應(yīng)運(yùn)用計(jì)算機(jī)操控。為了取得不一樣厚度鈦合金板帶材，冷軋、中心退火和精整工序可重復(fù)屢次進(jìn)行。當(dāng)出產(chǎn)高合金化鈦合金板帶時(shí)，為了進(jìn)步資料的塑性和下降軋制時(shí)的變形抗力，也能夠在600～850℃規(guī)模內(nèi)進(jìn)行溫軋。

 

鈦的優(yōu)秀耐蝕性及杰出的比強(qiáng)度，使鈦板比別的傳統(tǒng)金屬材料制造的產(chǎn)品更薄，換熱效果非常好，TC4鈦合金是現(xiàn)在運(yùn)用最廣泛的鈦合金之一，它的強(qiáng)度高，耐蝕性好。世界上生產(chǎn)的鈦合金中，50%以上是TC4鈦合金，TC4鈦材主要以板材為主，主要以溫軋辦法制作TC4鈦合金軋制產(chǎn)品，該溫軋技能需求對(duì)傳統(tǒng)軋輥進(jìn)行改進(jìn)，即在軋管機(jī)上設(shè)備感應(yīng)加熱設(shè)備，這種加工設(shè)備構(gòu)造雜亂、技能繁瑣、出產(chǎn)成本高。構(gòu)成現(xiàn)在這種現(xiàn)狀的主要原因是TC4鈦合金的強(qiáng)度高，冷軋成形難度大。將鈦及鈦合金經(jīng)熔煉、鑄錠、平輥軋制、熱處理和精整等工序加工成截面為矩形的單張或成卷的加工材的過(guò)程。國(guó)際上鈦合金板的工業(yè)化生產(chǎn)自20世紀(jì)50年代初開(kāi)始，現(xiàn)已能出產(chǎn)卷重達(dá)4～5t的帶材和寬度達(dá)4.2m的厚板。我國(guó)于50年代后期開(kāi)始鈦板帶出產(chǎn)，60年代中期建成了較大型的鈦加工廠，構(gòu)成了生產(chǎn)系統(tǒng)，商品現(xiàn)已系列化，能生產(chǎn)厚度為0.3～30mm的板材以及厚度為0.01～2.0mm的帶材。