一、钛合金技术发展示状

1、钛的冶炼提取技术

钠还原法和镁还原法是出产海绵钛的重要步骤，另表有美国的改进型克劳尔法、阿姆斯特朗法、SRI法等， 还有导电体染指还原法、Hunter法、Armstrong法等。

2、钛合金熔炼技术

发展了冷床炉熔炼技术，蕴含电子束冷床炉和等离子冷床炉技术。目前，冷床炉熔炼已达到贸易化水平，可熔炼沉达25吨的铸锭。能出产无偏析、无同化的优质钛脊合金铸锭，满足航空动弹部件对高机能钛材的需要；能出产扁锭、空心锭，简化板材和大管材的后续加工，并可大量回收残钛，但存在成本高、操作复杂等问题。电子束和等离子冷床熔炼工艺在美国、日本等工业蓬勃国度得到了急剧发展，电子束已成功利用于纯钛和TC4合金的熔炼，等离子束是熔炼复杂成分钛合金的最有效伎俩。

俄罗斯发展了一种类似于冷床炉的熔炼技术，即“凝壳一自耗电极熔炼”。此表，冷坩埚熔炼技术最近也有较大发展，与离心浇铸工艺结合用于钛铸件精密铸造，目前在造作第二代冷坩埚熔炼炉。第二代 冷坩埚炉可大大提高溶解能力，缩短熔炼功夫，实现齐全悬浮熔炼，解除金属凝壳。

我国已将钻研感应凝壳熔炼技术列入沉点钻研项目，在钛合金的熔炼技术方面也获得了很大的发展。2008年，我国共出产钛锭3.4万吨，钛加工材2.4万吨；净出口海绵钛4450吨；净出口钛加工材4083吨，成为海绵钛和钛加工材的净出口国。

3、精密铸造技术

失蜡法铸造现称熔模精密铸造，是一种少切削或无切削的铸造工艺，利用宽泛，合用于各种类型、各类合金的铸造，出产出的铸件尺寸精度、表表质量比其他铸造步骤要高，复杂、耐高温、不易加工的铸件均可用熔模精密铸造。

近年来，钛的铸造技术重要发展了冷坩埚+离子浇铸技术、真空吸铸技术和真空压铸技术。钛合金熔模精密铸造典型工艺有石墨熔模型壳，金属钨面层陶瓷型壳，氧化物陶瓷型壳。

对钛的冶炼提取技术、熔炼技术、精密铸造技术、等温铸造技术、热处置技术、焊接技术、冷成型及加工技术、表表处置技术、近净成形技术、超塑性成形技术、资料造备及加工过程的推算机仿照技术等的发展示状及趋向进行了综述。

钛合金资料出产成本高，机械加工、铸造、焊接等比力难题，选取精密铸造技术，能够提高钛合金资料的利用率，降低出产成本。通常金属铸件的力学机能低于锻件机能，但钛精密铸件的使用机能大体与钛锻件相近，精密铸造成为降低成本、优化机能的最佳选择。凝壳炉的利用和熔模精密铸造与金属造型、陶瓷造型工艺的发展为很多大型复杂的薄壁钛铸件缩短出产功夫、降低成本展示了肯定的空间。目前，高机能迪胙合金大型整体精铸件，大无数都是选取金属面层陶瓷型壳或氧化物面层陶瓷型壳浇注的。大型薄壁精密铸造技术使钛铸件机能靠近钛锻件，而成本较钛锻件降低约50%。

4、钛合金等温铸造技术

钛合金等温铸造技术是一项新工艺，结合热机械处置能获得综合力学机能最优化迪胙合金等温锻件，但在模具资料、模具造作和模具加热装置等方面的成本投入比通例铸造步骤高，大多用于造作飞机的零部件。

5、钛合金的热处置

对钛合金进行固溶淬火和时效强化处置，能获优异工艺机能和使用机能，达到提高产品质量、耽搁使用寿命、提高经济效益的主张。目前，列国纷纷追求新的热处置步骤，以满足钛合金工程提出的新要求。英国伯明翰大学研造开发了一种陶瓷相转变处置技术一CCT技术， 通过热处置， 在y―TiA 1合金表表形成氧化铝和二氧化钛的陶瓷相复合层。用该技术造作的y—TiA 1合金发起机阀， 可将剪切抗力提高100倍。利用该技术，能够在TiNi状态影象合金表表形成TiO， 陶瓷相复合层。

特种热处置工艺是国防工业系统关键造作技术之一。美国为加快其航天飞机的发展，由5家公司组成结合体共同开发针对5种新资料的成形及热处置工艺，即高温Ti-Al化合物，C/C及陶瓷基复合伙料，高蠕变强度资料及高导热资料。

6、钛合金焊接技术

大无数钛合金能够使用氧乙炔焊的步骤进行焊接，所有迪胙合金均可使用固态焊接法进行焊接(如TIG、MIG、等离子弧焊、激光焊、电子束焊和电阻焊等)。

从近几年国内表对钛脊合金焊接步骤的钻研和焊接成效来看， TIG焊和激光焊的焊接质量最好。激光焊接技术拥有功率密度高、扰装响区幼、焊件残存应力和变形幼、焊接速度高、可焊接难焊资料(陶 瓷、有机玻璃)蹬着点，有很好的利用远景。

钛脊合金焊接技术的发展方向是便于操作、焊接过程自动化、智能化，从而提高焊接出产率、焊接质量不变性以及节约能源，有利于环境；さ。

7、钛合金冷成型及加工技术

出产技术方面，克劳尔法仍是出产海绵钛的主导工艺，电子束冷床炉熔炼技术已在钛铸锭造备上达到了贸易化利用，大型锻件和精密铸造技术在不休发展，激光成型等近净成型技术在不休得到利用。一些通例加工技术如铸造、轧造等已齐全实现了推算机自动节造。人为神经网络模型在钛合金中的利用解决了一些现实问题。降低钛合金加工造作成本的另一个方向是开发可冷变形的β钛合金。

钛合金特种加工技术有激光加工技术、电子束加工技术、离子束及等离子体加工技术、电加工技术等。钛合金固态自由成型技术蕴含电子束溶解成型、激光溶解成型技术、等离子变弧成型(PTA) 、激光精密 金属沉积。

8、钛合金表表处置技术

从以热渗扩、电镀、真空镀膜等为代表的传统表表强化、耐磨处置技术，发展到现阶段以等离子渗、离子束、电子束、激光束的利用为标志的现代表表处置技术，如表表氮化(气体氮化、等离子氮化)、表表渗元素合金化、激光熔覆等。目前，钛脊合金表表强化技术正朝着多种表表技术综合利用以及多层复合膜层的钻研造备方向发展。

9、钛合金的最新加工技术。

1）近净成形技术

传统迪胙合金资料加工技术是以海绵钛作为原料，经过备料一造备电极逐一次真空自耗熔炼一二次熔炼一开坯铸造一二次铸造一轧造或挤压，最终得到棒材或板材制品。近净成形技术

进行钛脊合金资料加工则是以海绵钛+钛屑或钛脊合金粉末作为原资料，利用PAM单锭熔炼技术造备铸锭或粉末冶金的步骤造备坯料，而后通过轧造或挤压直接出制品。近净成形步骤蕴含激光成形、精密铸造、精密模锻、粉末冶金、喷射成形等多种步骤，可成形复杂状态的各类钛合金零部件，并达到近净尺寸成形的主张。

宝钢开发了钛合金锻件近净形技术一等温超塑变形工艺。该工艺通过将锻件毛坯搁置在加热到变形温度或靠近变形温度的模具中进行较慢速度变形而获得近净形尺寸锻件而得到越来越多地利用。

粉末注射成型(简称PIM) 是将现代塑料注射成型技术引人粉末冶金领域形成的一门新型粉末冶金近净成型技术，是国际粉末冶金领域中发展最迅速、最有前途的一种新型近净成型技术。

点，目前已在发展新型合金、实现复杂构件喷射成形拥有急剧凝固一次成形的优净成形等方面显示出巨大的潜在经济效益和社会效益。

2）超塑性成形技术

目前，钛合金超塑成形技术重要利用于航空航天领域，开发其他领域的利用将是超塑成形技术发展的必然趋向。最新的超塑成形加工步骤有超塑等温铸造、气压成形、超塑挤压真空成形、深冲、无模拉伸等。钛合金超塑性成形技术的利用有超塑性等温铸造、超塑性挤压、超塑性气胀、超塑性成形与扩散衔接结合技术(SPF/DB) 、钛合金超塑性成形模具资料选用钻研等。

产业界逐步把超塑成型技术作为解决复杂、大型或用通例成型步骤难以加工的资料成型的一个沉要蹊径。并把金属超塑性成型工艺称为21世纪的成型技术，出格是在航空航天领域在大力发展这种技术。

这种技术能显著地降低构件成本、减轻质量、节约原资料和解决加工难题的问题。超塑性成型是钛合金零部件的最好成形步骤，极度合用于造作导弹零部件，如钛合金导弹表壳、整流罩、容器、梁和框脊球等。目前开发出的超塑性钛合金有：Ti-6Al-4V、Ti-6Al-5V、Ti-6A1-4V-2Ni、Ti-10V-2Fe-3Al等，其中Ti-6Al-4V的使用已较为宽泛。

3）资料造备及加工过程的推算机仿照技术

世界列国先后发展了对钛脊合金资料熔炼、铸造以及加工造作过程、热处置等方面的推算机仿照技术的钻研和有关软件的设计开发。通过推算机仿照推算设计加工工艺，能够预防传统设计的很多弊端，节俭了人力、物力，同时极大地提高了新资料造备和加工工艺设计的正确性。

二、钛合金技术发展趋向

为了进一步实现钛的扩大化利用，钛的造备和加工亟待实现低成本化，蕴含海绵钛出产、资料设计及加工过程的低成本化；高效、短流程钛合金加工技术的开发和利用，如单次冷床炉熔炼直接轧造技术，钛带陆续加工技术等；发展近净成形技术，蕴含粉末冶金、精密铸造、精密模锻、喷射成形等；钛的推广利用，蕴含生物用钛、汽车用钛及构筑用钛等。

三、钛合金技术发展建议

开发新型钛合金资料，扩大钛合金利用领域，致力服务于我国水师设备建设和民用市场。钛在民用市场的两大利用领域，即汽车工业用钛合金和生物医用钛合金的进展措施加快，将会很快成为未来钛的两大利用领域。大力加强海绵钛新出产工艺和新型低成本钛合金的钻研与开发。在新工艺方面，冷床炉熔炼技术(电子束冷床炉和等离子冷床炉技术)、激光成型技术、注射成型技术、冷0埚精密铸造技术、真空吸铸技术、真空压铸技术、激光焊接技术、近净成型技术将得到更宽泛的利用和发展。低成本化，即发展不含或少含贵金属元素，可利用廉价母合金原料迪胙合金，能充分利用残料迪胙合金和易加工成型、易切削加工迪胙合金以及发展钛合金的连铸连轧技术。选取先进加工工艺来降低钛材出产成本，降低钛合金加工造作成本的另一个方向是开发可冷变形的β钛合金。大力发展钛合金特种加工技术蕴含激光加工技术、电子束加工技术、离子束及等离子体加工技术、电加工技术。