鈦材生產工藝

目前，金屬鈦生產的工業方法是可勞爾法，產品為海綿鈦。制取鈦材傳統的工藝是將海綿鈦經熔鑄成錠，再加工而成鈦材。按此，從采礦到制成鈦材的工藝過程的主要步驟為：

鈦礦->采礦->選礦->太精礦->富集->富鈦料->氯化->粗TiCl4->精制->純TiCl4->鎂還原->海綿鈦->熔鑄->鈦錠->加工->鈦材或鈦部件上述步驟中如果采礦得到的是金紅石，則不必經過富集，可以直接進行氯化制取粗TiCI4。另外，熔鑄作業應屬冶金工藝，但有時也歸入加工工藝。

上述工藝過程中的加工過程是指塑性加工和鑄造而言。塑性加工方法又包括鍛造、擠壓、軋制、拉伸等。它可將鈦錠加工成各種尺寸的餅材、環材、板材、管材、棒材、型材等制品，也可用鑄造方法制成各種形狀的零件、部件。

鈦和鈦合金塑性加工具有變形抗力大；常溫塑性差、屈服極限和強度極限比值高、回彈大、對缺口敏感、變形過程易與模具粘結、加熱時又易吸咐有害氣體等特點，塑性加工較鋼、銅困難。

故鈦和鈦合金的加工工藝必須考慮它們的這些特點。

鈦采用塑性加工，加土尺寸不受限制，又能夠大批量生產，但成材率低，加工過程中產生大量廢屑殘料。

針對鈦塑性加工的上述缺點，近年來發展了鈦的粉末冶金工藝。鈦的粉末冶金流程與普通粉末冶金相同，只是燒結必須要在真空下進行。它適用乎生產大批量、小尺寸的零件，特別適用于生產復雜的零部件。這種方法幾乎無須再經過加工處理，成材率高，既可充分利用鈦廢料作原料，又可以降低生產成本，但不能生產大尺寸的鈦件。鈦的粉末冶金工藝流程為:鈦粉(或鈦合金粉)->篩分->混合->壓制成形->燒結->輔助加工->鈦制品。

鈦材生產的原則流程

鈦材除了純鈦外，目前世界上已經生產出近30種牌號的鈦合金。使用最廣泛的鈦合金是Ti-6Al-4V，Ti-5Al—2.5Sn等

附：鈦的發展史

1791年英國牧師W．格雷戈爾(Gregor)在黑磁鐵礦中發現了一種新的金屬元素。1795年德國化學家M．H．克拉普魯斯(Klaproth)在研究金紅石時也發現了該元素，并以希臘神Titans命名之。1910年美國科學家M．A．亨特(Hunter)首次用鈉還原TiCI：制取了純鈦。1940年盧森堡科學家W．J．克勞爾(kroll)用鎂還原TiCl：制得了純鈦。從此，鎂還原法(又稱為克勞爾法)和鈉還原法(又稱為亨特法)成為生產海綿鈦的工業方法。美國在1948年用鎂還原法制出2t海綿鈦，從此達到了工業生產規模。隨后，英國、日本、前蘇聯和中國也相繼進入工業化生產，其中主要的產鈦大國為前蘇聯、日本和美國。

鈦是一種新金屬，由于它具有一系列優異特性，被廣泛用于航空、航天、化工、石油、冶金、輕工、電力、海水淡化、艦艇和日常生活器具等工業生產中，它被譽為現代金屬。金屬鈦生產從1948年至今才有半個世紀的歷史，它是伴隨著航空和航天工業而發展起來的新興工業。它的發展經受了數次大起大落，這是因為鈦與飛機制造業有關的緣故。但總的說來，鈦發展的速度是很快的，它超過了任何一種其他有色金屬的發展速度。這從全世界海綿鈦工業發展情況可以看出：海綿鈦生產規模60年代為60kt/a，70年代為1lOkt/a，80年代為130kt/a，到1992年已達140kt/a。實際產量1990年達到歷史最高水平，為105kt/a。

進入90年代后，由于軍用鈦量減少和俄羅斯等一些國家拋售庫存海綿鈦，使前幾年市場疲軟。1995年鈦的市場開始回升，主要由于B777等民用飛機和高爾夫球桿等民用鈦量大幅度增加，1996年鈦的需求量達到一個新的高點。專家預測今后幾年內鈦的需求量將繼續較大幅度增長。目前妨礙鈦應用的主要原因是價格貴。可以預料，隨著科學技術的進步和鈦生產工藝的不斷完善、擴大企業的生產能力和提高管理水平、進一步降低鈦制品的成本，必然會開拓出更廣泛的鈦市場。