介绍钛合金锻造的生产要点有哪些？

为保证钛合金锻件的表面质量，毛坯表面缺陷必须清除，可以用车床剥皮或用无心磨磨去一层，剥皮厚度一般为2~5mm。毛坯切断可分为冷切和热切。直径>40mm的棒料冷切可以使用圆盘锯，小直径棒材可用砂轮机切割，毛坯要求高时可用车床下料。热切用剪床，毛坯加热到650一850℃。钛合金不能采用气割下料。

2．加热

钛合金在高温下对气体亲和力很大，能与炉内的氧、氮、氢等气体发生强烈作用。除了形成氧化皮外，还会发生氧和氮渗入，在表层形成α脆化层，厚度可达0.3一0.5mm。脆化层在α、β和α+β三种钛合金中都可能出现，α钛合金对形成α脆化层特别敏感，β钛合金加热到980℃以上时，也会形成α脆化层。氢能深入到合金内部，危害更大。钛合金在加热、酸洗以及在模锻过程中与油等接触时，都可能产生吸氢现象。当钛合金中氢含量超过一定数值(0.015%)后，冲击韧性急剧下降，对应力集中敏感，在较小的应力作用下便发生脆性断裂，即产生氢脆。在还原性炉气中加热时，钛合金吸氢强烈；而在氧化性气氛下加热时，吸氢量减少；在箱式电阻炉内加热时，吸氢则更少。所以，钛合金应采用电阻炉加热，当不得不采用火焰炉加热时，应使炉内呈微氧化性气氛，火焰不应喷射在金属表面上。

不论在何种炉子中加热，为了防止钛合金与耐火材料发生作用，炉底上均应垫以不锈钢板。

对于表面质量要求高的精密锻件，毛坯的加热，最好在保护气氛（氩气或氦气）中进行；在普通加热炉内加热时，加热前在毛坯表面要涂玻璃防护层，使合金免遭气体污染，同时玻璃涂层也是很好的模锻润滑剂。

钛合金的导热性比钢差得多，较低的导热性使钛合金加热时毛坯表面与中心的温度相差较大。温差大小取决于加热温度及钛合金的合金化程度。对于高合金化的钛合金，如果直接置于1009℃以上的炉温中加热，将导致大的温度应力，可能引起裂纹}另外，在高温下加热时间长，会引起晶粒长大和增加吸气量。所以，加热钛合金时温度—时间控制是很重要的4加热炉应装有热电偶准确测温。为了减少氧化，在高温停留的时间应取热透整个截面所需的最短时间。

一般来说，直径>100mm的钛合金毛坯，加热制度分成两个阶段：预热段，炉温保持800一850℃，控制较慢速度升温；在加热和均热阶段，保持较高炉温，快速升温随后均熟。在预热段的加热时间按2mm/min计算，移人高温炉后的加热时间，按3mm/min计算。直径<100mm的毛坯则可直接装入高温炉内加热；从人炉算起，毛坯的加热时间按2mm/min计算。

3．切边

批量大、尺寸小的锻件，如果冷切边容易产生切口不平，对高强度的钛合金还会沿剪切面出现裂纹，因此用切边模热切边，切边温度为600一800℃。如果切边后马上进行校正，则切边温度应该取较高值。批量小、尺寸大的锻件，通常在室温下用带锯或机械加工切除飞边。

4.钛合金锻件的淬火-时效处理

淬火是时效处理前的预备工序，目的是获得不稳定组织，这种不稳定组织在随后时效过程中发生分解或析出，形成沉淀硬化，提高合金的强度。

α+β型钛合金平衡条件下的组织为α+β，其中α和β两相所占的比例可以通过时效的加热温度和保温时间不同而调整变化，α+β合金在α十β区上部加热淬火时，可以得到马氏体相，面从α+β区下部淬火则得到不稳定β相，淬火形成的不稳定相，无论是马氏体还是β相，在时效过程中均发生分解或析出，最终产物皆为α+β相，只是转变机制和程度不同。为了使α十β钛合金在淬火、时效后具有好的综合性能（强度与塑性），合金在强化处理前，最好具有等轴的组织。

5．校正

钛合金的强度高、弹性模量小，冷校正困难，所以一般采用怒校正。校正工序通常是在模锻所用设备上，在700一900℃温度下完成。

6．清理

钛合金锻件清理的目的是清除氧化皮和α脆化层。可以采用喷砂方法清除氧化皮，酸洗；还能清除氧化皮下的α脆化层。最好是先用喷砂去掉氧化皮之后再进行酸洗。

酸洗时间主要由氧化皮和α脆化层厚度、酸洗槽操作条件、，工艺需要和锻件吸氢的趋势决定。酸洗时钛合金锻件可能会产生过度吸氢，必须细心控制。在酸洗中，α合金、α十β合金、β合金的吸氢趋势依次增大；随着金属蚀除速率的减小（由于溶液中钛含量增加）、随着清洗温度的升高（高于60℃），以及随着锻件表面积／体积相对比率的增大，吸氢趋势增大。因此，要求在酸洗时金属蚀除速率必须超过氢向金属内的扩散速度，如果酸洗后氢含量超标，则需要进行真空除氢退火，退火加热温度800一900℃，真空度10-4 mmHg。

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