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包覆叠轧工艺:钛合金薄板制造的关键技术

分类:行业新闻 发布时间:2026-04-25 09:16:54 浏览量:

包覆叠轧工艺:钛合金薄板制造的关键技术
钛合金凭借其优异的室温与高温机械性能、出色的抗疲劳和抗裂纹扩展能力,已成为航空航天国防工业不可或缺的重要材料。在飞船压力容器、火箭发动机壳体、飞机蒙皮、肋板及腹板等关键部件中,钛合金得到了广泛应用。随着全球航空宇航工业的快速发展,以及钛合金超塑成形-扩散连接新技术的推广,国际市场对钛合金薄板的需求持续增长。

传统单片轧制工艺的局限性

目前,国内钛合金薄板生产大多仍采用单片法轧制。然而,钛合金低温塑性差、冷变形加工硬化显著,单片法生产薄板面临极大困难。以TC4钛板为例,生产中因碱酸洗和打磨造成的无形损失高达30%左右,综合成品率仅约35%,且存在生产周期长、性能不稳定等问题。

在冷轧过程中,钛合金变形率通常不超过25%,需要多次冷轧、中间退火及碱酸洗处理,且轧制中易出现裂纹、裂边、掉渣、压坑等工艺缺陷。为使轧制顺利进行并减少金属温降,锻造模具必须预热,以避免金属无法填充型槽或产生裂纹。模具预热系统可采用燃气加热器(可拆式)或感应/电阻加热装置(固定于压力机上)。

包覆叠轧工艺的突破
针对传统工艺的不足,包覆叠轧工艺成为钛合金薄板生产的重要技术突破。该工艺通过将多层钛合金板叠合并包覆后进行轧制,显著改善了钛合金的加工性能。俄罗斯AVSMA-VSMPO公司、美国活性金属公司(RMI)及日本NKK公司均已采用包覆叠轧工艺生产钛合金薄板。
国内相关研究机构通过自主研发,形成了包括钛合金交叉轧制与β热处理工艺、叠轧与包覆覆轧工艺、钛及钛合金温轧技术,以及气氛保护可控冷却重力蠕变矫形技术在内的一系列全流程关键技术。TC4薄板生产新工艺试验表明,采用包覆叠轧工艺已成功生产出0.6mm厚的TC4薄板,并实现了批量投产。

工艺优势与展望
包覆叠轧工艺有效解决了钛合金薄板生产中的裂纹、边裂等缺陷问题,减少了中间退火和酸洗次数,大幅提高了成品率和生产效率。随着航空宇航工业对轻量化、高性能材料需求的不断提升,包覆叠轧工艺将在钛合金薄板制造领域发挥更加重要的作用,为国防工业和高端制造业提供坚实的技术支撑。

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