鈦的工業用途包括航空航天、石油化工、發電、制藥和醫療器械、海水淡化裝置及其他消費品等。 鈦加工材料中，由熱軋卷經冷軋制造的產品主要用 于發電站冷凝器、板式換熱器、化工、建筑等方面，產量約占加工材的80% 。

鈦材的品種主要有熱軋、冷軋板帶、焊管及棒線材。鈦材生產特點是采用鋼鐵加工設備進行，根據 鈦材固有的特性，在設備、工藝上不斷改進，以提高生產效率、加工材的尺寸精度及表面質量，滿足不同用途的使用要求。 近幾年來 ，熱軋帶卷的生產技術、冷軋板的退火工藝技術、厚度精度及形狀控制技術等都取得了長足的進步。

1、熱軋帶卷

鈦的熱軋帶卷是采用與厚板同樣的板坯作為原材料。熱軋時，通常采用兩棍軋機或四輥爐卷軋機， 為消除熱軋產生的表面氧化擴散層，熱軋帶卷加熱溫度的設定應在保證穩定軋制并可卷制成帶的情況下，盡可能低。一般鈦在爐卷軋機的軋制溫度為750~840℃ , 道次壓下 量為25% -50%, 控制終軋溫度在660~730℃, 卷曲溫度為 640~690℃ 。

熱軋卷由于不均勻的殘余應力以及熱滯后使板形不良，為此要進行退火，以消除應力。退火后的帶卷表面不僅有熱軋和退火的氧化皮，還殘存著熱軋時的表面缺陷及坯料加熱時氧擴散引起的表面硬化層，這些是造成冷軋板表面缺陷的根源，所以在除鱗工序中務必徹底去除。

熱軋時的表面缺陷或表面硬化層，當用酸洗不 能完全去除時，可采用機械打磨方式去除，一次打磨量約10μm, 根據表面缺陷情況進行2~3 次打磨。另外，當對帶卷的平整度有要求時，有時還在打磨前進行少匾壓下的冷軋。由于鈦的活性高，打磨時在砂帶上附著打磨屑，堵塞孔眼，使打磨效率下降或容易發生燒損，因此要選擇合適的打磨條件和砂帶，另外，打磨形成的粉末有著火的危險，可采用水或水溶性油等冷卻措施。

2、冷軋鈦板

冷軋鈦板是采用熱軋帶卷（厚度為3~6mm 、寬為600~1600mm, 單卷質量在lOt以下）為原材料，一般的生產流程是退火、除鱗、冷軋、清洗、真空退火、平整軋制、拉矯，精整（分條、板剪切等）。

去除熱軋時的氧擴散層，一般采用噴丸處理等機械方法和酸洗相結合，去除量約為幾十微米。若減少去除呈量，有時就會使氧擴散層去除不干凈，殘留的表面會使后續工序的成品率下降。因此，正確測定氧擴散層的厚度，準確檢查出熱軋表面氧化層是控制除鱗量的關鍵。

鈦的各向異性顯著，用普通兩輥及四輥軋機難 于進行鈦合金薄板、薄帶材及箔材的冷軋，因為單位壓力高，引起軋輥極大的彈性變形及壓扁，所以要采用較小直徑工作棍輥的軋機（森吉米爾型）或在垂直方向配以多個輥的多輥軋機（如UC軋機）進行軋制。森吉米爾軋機采用短立柱的整體牌坊和剛性結構，軋機模數高，工作輥直徑小，并具有塔形支撐輥系，第一中間輥端頭有錐度并可軸向移動，軋輥的輥形調整是通過偏心機構和支撐軸承來實現，軋制時帶材有較大的張力，同時給予大量工藝潤滑油，可極大地降低金屬作用于軋輥的壓力，減少軋輾彈性變形及軋輾彎曲，獲得良好的表面。

鈦材冷軋時，由于鈦是活性金屬，在軋輥咬入區內，若道次壓下量大或軋制速度快，表面光潔度就降低，難以達到電子材料對表面的要求，這就是軋輥和材料的熱粘現象，這時生成的微小磨損粉附若在軋輥或板材表面上 ，使表面粗糙 ，因此，與相同尺寸的不銹鋼相比，壓下量、軋制速度都要低些，道次數也要多些，軋制油黏度要高。此外，為了防止輾面粘 附，還有采用陶瓷軋輥。

冷軋引起的加工硬化，必須經退火處理以得到 所需的力學性能，純鈦的再結晶溫度因雜質成分及冷加工率的不同 而有若干差異 ，約為 450~550℃ , 一般在600~800℃的范圍退火，退火溫度高或退火時間長就會因晶粒長大而軟化，提高了成形加工性， 但也因此出現了表面粗糙等弊端。

冷軋帶卷可在連續退火機組上進行退火，或在真空爐中進行退火。目前，冷軋板的退火方式有兩種方式。1）真空退火。冷軋后 ，先經清洗除去軋制油等油脂類，一般用堿洗脫脂，洗凈的冷軋卷在400~5OO℃真空狀態下進行處理，升溫要分階段進行，以緩和帶卷內部和外部的溫差，在真空排氣若干時間后用氬氣置換，并用強制風扇攪拌，使之產生對流熱傳導而均溫，在600~750℃下保溫 ，使帶卷內溫度均勻 ，控制品粒度 。該方法退火后的產品表面比酸洗面平滑。1）真空氣氛連續退火。 在連續生產線上進行真空退火，對板材表面的平滑性、晶粒度的均勻性等都有利，但該退火方式設備費用、作業費用大。

退火工序決定了鈦的表面特性和材質特性。近年來．隨者建筑用鈦的迅速發展，對鈦材的表面顏色提出了越來越高的要求。因此，改進退火工藝方法是不可或缺的。

最終退火后的材料要根據需要進行冷軋或矯 形，再送至縱橫切機組進行切邊、分條、切板，為防止帶材表面通過剪切機時的劃傷，在機列與帶材的接觸部分均襯以橡膠。由于鈦的熱傳導系數小，反應活性大，鈦板剪切時對工具的磨損也大，易產生毛邊，因此必須設定特有的工藝條件。當需要均勻的力學性能或高強度時可進行平整冷軋。矯形采用光整冷軋、張力輥式矯直或輥式矯直。光整冷軋的平軋道次主要對波浪邊等局部延伸有效，張力矯直或輥式矯直主要對反彈有效。為了抑制鈦的反彈，鈦板的拉矯變形要比普通鋼和不銹鋼大 。

3、箔材

鈦薄帶及箔材的生產工藝過程由主要工序（熱軋、冷軋帶坯、多輥軋機軋制薄帶材）及輔助工序（酸洗、脫脂、熱處理、剪切）組成。經冷軋的帶坯是軋制薄帶和箔材的原始還坯料，帶坯在酸洗及退火后 進行數次冷軋 ，每道次 冷軋的總變形雖為20%~40%, 中間經過脫脂及真空退火，需要時可用圓盤剪切機切邊 。

近年來，通過在多輥軋機油壓下系統的活塞上 安裝位置檢出器，來提高壓下系統的靈敏度，從而控制鈦箔材的厚度精度。目前，軋制厚 度為0.04mm的鈦箔厚度精度可控制在±0.001 mm內。

對于箔材的形狀控制，一般多輾軋機采用自動形狀控制的中間輥橫移以及凸度調整機構等 。形狀控制還應進行板凸度的控制，以抑制卷帶時的折皺。另外，使中間棍端部的形狀適合軋制條件，達到最佳化。

薄帶材及箔材主要用二十輥軋機軋制，用礦物 油作為工藝潤滑劑 。在真空退火爐中退火 ，真空度為0.01Pa , 溫度為600~750°C 。

4、結語

近年來，鈦材的熱軋帶卷生產技術、冷軋板帶的軋制技術、薄帶材的厚度精度控制都取得了很大提高，產品質量也得到很大提升，后續的主要工作是如何生產大卷重的鈦材以及根據鈦的特性，在設備、工藝上不斷改進，提高生產效率、材料尺寸精度和表面質很，以滿足不同用途的使用要求。

相關鏈接