利泰金屬談TC4鈦合金環件的特性

鈦環件軋制工藝通常是以制坯設備、軋環機、熱處理等設備配置在一起組織生產，與傳統的環件自由鍛造工藝、環件模鍛工藝、環件火焰切割相比，具有較好的技術經濟效果，具體表現在以下幾個方面：

1、設備噸位小，投資少，加工范圍廣。環件軋制變形是通過局部變形的積累而實現環件成形的。與整體模鍛相比，環件軋制變形力大幅度減小，因而軋制設備噸位大幅度降低，設備投資大幅度減少。生產的各種尺寸和截面形狀的環件，小的質量不足1kg，大的可達到幾噸甚至幾十噸，直徑超過10m。在一臺軋機上往往不用換輥就可以生產不同規格的環件。

2、不需要專用模具，生產成本低。環件生產只需一套軋輥就能解決生產各種不同型號大小環件的問題。而采用模鍛生產，每一種型號的環件的生產都需要專造一套模具，每套模具造價都在幾十萬元，造成生產成本的提高。

3、環件尺寸精度高，加工余量少，材料利用率高。軋制成形的環件幾何精度與模鍛件相當，制坯沖孔連皮小，且無飛邊材料消耗。與環件自由鍛工藝和火焰切割相比，精度大為提高，加工余量大為減少，而且環件表面不存在自由鍛與馬架擴孔的多棱形和火焰切割的粗糙層。聯邦德國亨利希斯工廠生產直徑小于1000mm的環件時，外徑誤差可控制在±1mm。

4、環件內部質量好。軋制成形的鈦環件，內部組織致密，晶粒細小，纖維沿圓周方向排列，其拉伸強度和疲勞壽命明顯高于其他鍛造和機械加工生產的環件。

5、生產率高。環件使用軋制生產方法最大生產率已經達到1000件/h，大大高于環件的自由鍛造和火焰切割，也高于模鍛生產率。在美國，生產一個直徑為4500mm、高度為600mm、質量為6t的環件，只需要一次加熱，由一名工人操作，軋制10mi即可。而用鍛造法，則需要3次加熱，5個工人操作，經lh~2h完成。

6、節省材料。環件軋制的金屬利用率通常可達到90%左右，而鍛造法的金屬損失高達20%~40%。

以上幾方面的原因使得鈦環件軋制的成本低于其他生產方式。聯邦德國曾對各種方法生產的環件費用進行過比較。生產一個直徑為3500mm、高為110mm的45號鋼環件，用板材彎曲后焊接方法進行生產比軋制法生產成本高26%；用自由鍛造法生產比軋制法高77%；用火焰切割法生產比軋制法高160%。英國羅一羅公司制造噴氣發動機所用的環件，采用軋制法代替鍛造法生產，每臺發動機可降低成本10萬美元。由此可見，對于各類環件生產特別是航空、航天等領域的發動機所用的難變形材料的環件，軋制制造技術都具有良好的技術經濟性。