工业纯钛管生产工艺探讨

工业纯钛管生产工艺探讨

特钢技术　　　　　　　　　　　　　　2003年第2期 2 2003.No.2.　　　　　　　　　　　　　　

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。

关键词　工业纯钛管　生产　工艺

1　概述

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,强,在500℃,即使在-,,可,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。

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。3　工业纯钛管生产工艺探讨3.1　产品大纲

　　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,更多各种规格的钛管异,规格、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。

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。

2　工业纯钛管的特点和应用

　　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。

工业纯钛管的比强度(强度与重量比)在金属

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/T3625-19953.2　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

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

工业纯钛管生产工艺探讨

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

(注:以上工序根据产品规格和性能要求可进行增添)或减少。

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+4NO3Ti+4HNO3+H2O=3H2TiO3+4NO

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。产品质量、材料消耗,众所周知,。,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。

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

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:,使酸液温度快,这种情况极易引,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%。