纯钛在热轧过程中很容易在表面生成一种脆而硬的氧化层,在对钛卷进行冷轧之前需要对热轧钛卷进行表面处理,去除其表面的氧化层,为后续的冷轧工序做准备。热轧钛卷表面的氧化层主要成分为TiO2,其次还有***钛氧化物TiO、Ti2O3和高价钛氧化物TiO3。在对热轧钛卷进行表面处理时一般采用酸洗工艺,利用以作为主要成分的混酸对热轧钛卷表面的氧化层进行腐蚀。传统的酸洗工艺在酸洗过程中需要添加较高浓度的酸液,酸洗时间也较长,酸洗后钛卷表面存在酸液残留易形成酸斑,同时不能进行连续化的工业生产;且传统的酸洗工艺在混酸中会加入HCL、H2SO4等无机酸,易对热轧钛卷本身在成腐蚀,极大降低酸洗后热轧钛卷的表面质量。钛卷是制作高精尖设备的材料,用户对其尺寸、厚度、重量、公差、成品宽度、边部状态、包装等要求均不尽相同,厚度越薄越能满足用户需求。
纯钛卷精轧头部翘曲属于典型的热力耦合问题,考虑到轧件的横向变形量较小,可视为平面应变问题,利用有限元软件MSC.Marc建立非对称有限元模型。试验结果如下:
(1)针对热连轧纯钛卷的精轧翘头问题,建立热力耦合非对称轧制模型,过程模拟表明纯钛轧制时变形区内的金属流动略呈“w”型,与普通碳钢轧制的变形区“C”金属流动不同。
(2)通过计算分析,得到轧件表面温差、摩擦系数的不同对精轧翘头的影响为明显,氧化层厚度和辊径差对精轧翘头的影响不显著。
(3)控制精轧翘头的具体措施为在精轧入口处增加水冷装置。通过控制水流量适当调整轧件下表面温度与上表面的温差,轧件下表面温度的下降增加了下表面摩擦系数,使带有辊压差的上下工作辊摩擦力之和更趋近于平衡,从而有效***纯钛卷精轧较为严重的翘头现象,使轧件出口头部呈微扣状态。铸造钛合金和铸件质量大部分变形钛合金均可用于铸造,***广泛使用的是Ti-6A1-4V合金。
(4)在对钛卷精轧翘头采取了有效治理措施后,工序成材率指标从91.85%大幅度提升到96.8%,经济效益显著。
(1)钛卷经过轧制后,表面残留有一层轧制油油膜,要想将钛卷清洗干净,必须将表面油膜快速击破。而现有脱脂清洗系统压力只有0.4MPa,清洗水通过喷嘴无法快速击破带材表面的轧制油油膜。
(2)温度是影响除油效果***重要的因素之一,大多数脱脂剂都是在中温以上操作的,在温度下,每下降10℃,除油时间会成倍增加,到了低温阶段,耗用的时间更多,甚至无法去除油污。而现在脱脂清洗系统的温度只有40℃,不能有效的发挥脱脂剂的效果。
钛金属基本情况
钛被认为是一种稀有金属,这是由于在自然界中其存在分散并难于提取。但其相对丰富,在所有元素中居第十位。钛的矿石主要有钛铁矿及金红石,广布于地壳及岩石圈之中。钛亦同时存在于几乎所有生物、岩石、水体及土壤中。从主要矿石中萃取出钛需要用到克罗尔法或亨特法。钛常见的化合物是二氧化钛,可用于制造白色颜料。其他化合物还包括(TiCl4)(作催化剂及用于制造烟幕或空中文字)及三氯化钛(TiCl3)。从大约60年的发展历史来看,速度和成就充分体现了钛工业积极经济发展的需求。钛及钛合金以其低密度、高强度、耐腐蚀性、耐低温性、抗阻性、无磁性、***性、抗拉强度性等优良性能,大量用于航空工业,有“空间金属”之称;另外,在造船工业、化学工业、制造机械部件、电讯器材、硬质合金等方面有着日益广泛的应用。
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