鈦合金的生產方法 -- 高精度熱擠壓成型技術

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大規格、厚壁或高要求鈦管、鈦棒、鈦型材（以下簡稱鈦擠壓材）而言是最有發展前途的生產方法。

20世紀50年代，伴隨著鈦開始工業化生產，熱擠壓成形技術在鈦材生產中得以快速應用和發展。經過幾十年的發展，俄羅斯、美國、英國等國家用擠壓法除了可以生產鈦及鈦合金管、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，表面質量達到可不進行機械加工的程度。

各國鈦材的生產與應用

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。其生產的鈦合金牌號達十幾種，規格達兩千多種。例如：生產的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合生產企業（VSMPO）擠壓管、棒和型材除國內使用外，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比較遲緩，只有美國Titanium Sports Technology公司采用擠壓和拉伸法，生產出正方形、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。經過近40年發展，寶鈦公司可擠壓鈦及鈦合金的各種規格的管、棒材及簡單斷面的型材及復合材，牌號達幾十種。這些產品已廣泛應用于航空、航天、衛星以及能源、化工等國民經濟的各個部門。

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。近幾年，隨著化工等民用領域對高質量鈦管需求劇增，西部鈦業、浙江五環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，為我國生產大規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。