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钛从提炼到应用生产加工过程

来源:钛板,钛棒,钛管,钛丝,钛设备,钛合金,钛材 发布时间:2015-12-11 12:07:51
耐腐蚀所以在化学工业上经常要用到它,钛的最大缺点是难于提炼。主要是因为钛在高温下化合能力极强,可以与氧、碳、氮以及其他许多元素化合。因此,不论在冶炼或者铸造的时候,人们都小心地防止这些元素“侵袭”钛。在冶炼钛的时候,空气与水当然是严格禁止接近的,甚至连冶金上常用的氧化铝坩埚也禁止使用,因为钛会从氧化铝里夺取氧。现在,人们利用镁与四氯化钛在惰性气体——氦气或氩气中相作用,来提炼钛。 冶炼钛时,要经过复杂的步骤。把钛铁矿变成四氯化钛,再放到密封的不锈钢罐中,充以氩气,使它们与金属镁反应,就得到“海绵钛”。这种多孔的“海绵钛”是不能直接使用的,还必须把它们在电炉中熔化成液体,才能铸成钛锭。但制造这种电炉又谈何轻易!除了电炉的空气必须抽干净外,更伤脑筋的是,简直找不到盛装液态钛的坩埚,因为一般耐火材料部含有氧化物,而其中的氧就会被液态钛夺走。后来,人们终于发明了一种“水冷铜坩埚”的电炉。这种电炉只有中心一部分区域很热,其余部分都是冷的,钛在电炉中熔化后,流到用水冷却的铜坩埚壁上,马上凝成钛锭。用这种方法已经能够生产几吨重的钛块,但它的成本就可想而知了。
 
1947年,人们才开始在工厂里冶炼钛。当年,产量只有2吨。1955年产量激增到2万吨。1972年,年产量达到了20万吨。钛的硬度与钢铁差不多,而它的重量几乎只有同体积的钢铁的一半,钛虽然稍稍比铝重一点,它的硬度却比铝大2倍。现在,在宇宙火箭和导弹中,就大量用代替钢铁。据统计,目前世界上每年用于宇宙航行的钛,已达一千吨以上极细的钛粉,还是火箭的好燃料,所以钛被誉为宇宙金属,空间金属。 
 
很多国家的铸钛工业是应航空、航天发展的去要建立起来的到目前为止,在发达国家里,铸台的航空、航天产品的生产,仍占50%以上。钛合金铸件在导弹上使用比较普遍,有尾翼、弹头壳体、火箭壳体及连接座等。航天飞行器和人造卫星使用的钛合金铸件主要是一些支座,板架与接头等结构件、人造卫星上照相机框架等。钛合金精铸件的使用获得了满意的经济效果,钛合金铸件的质量不断提高,加上及十年的使用经验,钛合金铸件在飞机结构件的使用安全可靠性,已为设计人员普遍接受。当超音速飞机飞行时,它的机翼的温度可以达到500℃。如用比较耐热的铝合金制造机翼,一到二三百度也会吃不消,必须有一种又轻、又韧、又耐高温的材料来代替铝合金乙钛恰好能够满足这些要求。钛还能经得住零下一百多度的考验,在这种低温下,钛仍然有很好的韧性而不发脆。随着钛机钛合金铸件再飞机上应用的推广,不少的受力结构件也开始选用了钛铸件,波音飞机上吊装发动机的安装吊架,现在采用了Ti-6Al-4V的精铸件,我国飞机用支撑发动机的接头,波音777飞机上长达2.13m的Ti-6242高温钛合金隔热屏,飞机刹车壳体钛合金铸件,直升机旋业托架,浆毂等。
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