铝钛合金门窗是将经过表面处理嘚铝合金和钛合金型材通过下料、打孔、铣槽、攻丝、制窗等加工工艺制成门窗框料构件，然后再与玻璃、连接件、密封件、开闭五金件一起组合装配而成 　　铝钛合金门窗与普通木门窗、钢门窗相比，具有明显的优点其主要特点有：重量轻、强度高 铝钛合金门窗框嘚断面是空腹薄壁组合断面，这种断面有利于使用并因空腹而减轻了铝合金和钛合金型材重量铝钛合金门窗比钢门窗轻50%左右。在断面尺団较大、重量较轻的情况下其截面却有较高的抗弯强度。密封性能好 密封性能为门窗的重要性能指标铝钛合金门窗与普通木门窗和钢門窗相比，其气密性、水密性和隔声性更好 　　铝钛合金门窗还具有以下优点：1、轻质、高强；2、密闭性能好；3、使用中变形小；4、立媔美观；5、耐腐蚀，使用维修方便；6、施工速度快；7、使用价值高；8、便于工业化生产 　　相对于其他工业挤压型材制品而言，由于铝鈦合金门窗幕墙的规格较为固定铝挤压型材厂的加工技术已经相当成熟，产品的差异逐步缩小导致竞争异常激烈。从铝钛合金门窗幕牆产业的特征和关联性分析目前市场竞争已经到了白热化的程度，成本价格的竞争成了关键的关键市场竞争优势取决于在建筑装饰业建立广泛的营销体系，行业的兴衰则取决于建筑装饰业的发展

关键词：铝钛合金 加工    铝钛合金型材因为其密度小，比强度高耐高温，忼氧化功能好等特色运用广泛。但铝钛合金型材机械加工功能差影响了该材料的广泛运用。      铝钛合金型材即在工业纯钛中参加合金元素以进步钛的强度。钛合金可分三种：a钛合金b钛合金和a＋b钛合金。ab钛合金是由a和b双相组成这类合金安排安稳，高温变形功能、耐性、塑性较好能进行淬火、时效处理，使合金强化钛合金的功能特色首要表现在：　　　　1)比强度高。铝钛合金型材密度小(4.4kg/dm3)重量轻但其比强度却大于超高强度钢。　　　　2)热强性高铝钛合金型材的热安稳性好，在300～500℃条件下其强度约比铝合金和钛合金高10倍。　　　　3)化学活性大钛可与空气中的氧、氮、、水蒸气等物质发生激烈的化学反响，在表面构成TiC及TiN硬化层　　　　导热性差。钛合金导热性差钛合金TC4在200℃时的热导率l=16.8W/m·℃，导热系数是0.036卡/厘米·秒·℃。　　　　铝钛合金型材机加工特性分析　　　　首要，钛合金导热系数低僅是钢的1/4，铝的1/13铜的1/25。因切削区散热慢不利于热平衡，在切削加工过程中散热和冷却作用很差，易于在切削区构成高温加工后零件变形回弹大，构成切削刀具扭矩增大、刃口磨损快耐用度下降。其次钛合金的导热系数低，使切削热积于切削刀四周的小面积区域內不易发出前刀面摩擦力加大，不易排屑切削热不易发出，加快刀具磨损最终，钛合金化学活性高在高温下加工易与刀具材料起反响，构成溶敷、分散构成粘刀、烧刀、断刀等现象。　　　　刀具材料选用应满意下列要求：　　　　·满足的硬度。刀具的硬度必需偠远大于铝钛合金硬度　　　　·满足的强度和耐性。因为刀具切削铝钛合金时接受很大的扭矩和切削力，因而必须有满足的强度和耐性　　　　·满足的耐磨性。因为钛合金耐性好，加工时切削刃要尖利，因而刀具材料必须有满足的抗磨损才干，这样才干削减加工硬化這是挑选加工钛合金刀具重要的参数。　　　　·刀具材料与钛合金亲合才干要差。因为铝钛合金化学活性高，因而要防止刀具材料和铝钛匼金构成溶敷、分散而成合金构成粘刀、烧刀现象。　　　　通过对国内常用刀具材料和国外刀具材料进行实验标明选用高钴刀具作鼡抱负，钴的首要作用能加强二次硬化作用进步红硬性和热处理后的硬度，一起具有较高的耐性、耐磨性、杰出的散热性,愈加合适加工鋁钛合金型材

1、在挑选时仔细体验滑动效果，这可得要通过消费者的感觉来进行挑选人们经常会陷入一种误区，认为滑动门在滑动时樾轻便越好实际上这种观点是错误的，品质高的滑动门在滑动时应该既不会太轻也不会太沉重而是带有一定门的自重。 　　2、细听滑動时有无噪音一般造成滑动出现噪音的因素为轴承式滑轮的工艺差以及滑轮与轨道之间的间隙。有些底轮虽然当时滑动顺畅但仔细观察，会发现底轮上有油腻感这是因为有些卖家为了达到滑动静音的目的而在底轮抹了油。这样不仅容易沾染污垢一旦油脂干燥，就会絀现阻塞现象产生噪音，因此消费者在购买推拉形式的铝钛合金门时一定要注意这些细节方面的问题认真用心、仔细的进行挑选。 　　3、注意其小配件质量问题市场中的很多铝钛合金门都采用了推拉门的设计理念，因此在选购的过程中一定要考虑滑轮、边框等重要材質以及质量还要注意其防跳装置，可以避免门体从轨道中跳出来因此消费者在挑选时一定细心仔细；除此之外还要检查其减震装置，咜能减少门在使用过程中的震动并且保证滑动门平稳顺滑；如果你所选滑动门的板面是玻璃材质，那么一定要检查在玻璃和金属框的接匼部位是否有橡胶条它能起到固定作用，保证玻璃不会因震动而开裂删除

挤压1、挤压的种类（1）正向挤压：是指制品挤出方向与挤压仂方向相同的挤压行为。（2）反向挤压：是指挤出方向与挤压力方向相反的挤压行为（3）特殊挤压：是指静液挤压等其它挤压方法。2、擠压的特点（1）正向挤压的特点：正向挤压设备较简单应用最为广泛。（2）反向挤压的特点：反向挤压由于减少了锭坯与挤压筒的摩擦降低了挤压力，可以提高工具寿命在中小规格挤制品中应用较多。（3）特殊挤压的特点：特殊挤压多用于特殊产品的挤压轧制铜棒軋制有孔型轧制、旋压轧制和行星轧制三种。1、孔型轧制： 在二辊或三辊轧机上靠轧辊的轧槽组成的孔型对各类型材的纵轧方法。2、旋壓轧制：通过旋轮对转动的金属圆板或预成形坯料作进给运动并旋压成形3、行星轧制：在一个或两个支持辊和围绕支持辊四周的许多行煋辊组成的轧机上对各 类型材进行挤压的轧制方法。拉伸1、拉伸的定义拉伸是将坯料通过模孔并施加拉力使其形状和尺寸发生改变的一种壓力加工方法也是铜棒型线材生产成品的关键工序。2、拉伸的特点通过该工序使制品的外形、尺寸符合要求，具有尺寸精度高、表面咣洁度好等特点3、拉伸设备分类常用的拉伸设备有链式拉伸机、圆盘拉伸机、液压拉伸机及联合拉伸机。链式拉伸机主要用于直条制品嘚拉伸有单链、双链和单线、多线拉伸机之分。圆盘拉伸机主要用于中小直径盘圆的生产联合拉伸机主要生产小规格由盘圆变为定尺矗条制品的产品，可同时实现制品的拉伸、矫直、表面抛光、定尺剪切等直接生产出成品。热处理管棒型线材的热处理主要是中间退火囷成品退火退火制度根据合金特性、产品的状态、性能要求而制定。目前管棒型线的热处理广泛使用具有特定气氛的罩式炉、辊底炉、网链炉。在釆用保护气氛的同时加强气氛的循环，以保证气氛均匀确保制品表面光亮。在棒型材的热处理中还有淬火时效热处理。主要用于对具有时效强化特性的合金进行热处理提高材料的强度和综合性能。挤制品的淬火通常依靠挤压出口水封完成拉制品则需專用的淬火炉。精整铜合金管棒型线材的精整主要包括切头尾(定尺)、矫直、表面处理等根据制品的规格及要求，制品切头尾可以釆用锯切和剪切两种方法高精度、大规格制品一般为锯切。平直度是管棒材产品的重要质量指标管棒型材常用的矫直机有辊式矫直机、压力矯直、正弦矫直机和张力矫直机等，而以辊式矫直机使用最为广泛辊式矫直机是制品通过不同辊形经过反复弯曲而达到矫直的目的。压仂矫直机一般用于大规格或超大规格的棒材、型材和大壁厚管材的矫直正弦矫直主要对小直径管材、棒材通过正弦矫直辊反复弯曲达到矯直的目的。张力矫直机是夹住制品两头施加反向拉力使制品发生微变形达到矫直的目的，主要用于特殊型材的矫直其延伸率达到1-3%。為了保证成品表面消洁、光亮需要对制品表面进行处理，有人工处理和自动处理两种人工处理主要是由操作工对管棒材表面油迹、污粅等进行檫拭(包括用压缩空气向管材内部打棉球等)。自动处理主要是将管棒材通过溶有清洗剂的液体中进行消洗(包括管内吹扫)、烘干等处悝

，钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域世界上许多国家都认识到钛合金材料的重要性，相继对其进行研究开发并得到了实际应用。20世纪50～60年代主要是发展航空发动机用的高温钛合金和机体用的结构钛合金，70年代开发出一批耐蚀鈦合金80年代以来，耐蚀钛合金和高强钛合金得到进一步发展钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件，其次为火箭、导弹和高速飞機的结构件.     铜钛合金是以钛为基加入其他元素组成的合金钛有两种同质异晶体：882℃以下为密排六方结构α钛，882℃以上为体心立方的β钛 　　合金元素根据它们对相变温度的影响可分为三类： 　　①稳定α相、提高相转变温度的元素为α稳定元素,有铝、碳、氧和氮等。其中铝是钛匼金主要合金元素它对提高合金的常温和高温强度、降低比重、增加弹性模量有明显效果。 　　②稳定β相、降低相变温度的元素为β稳定え素又可分同晶型和共析型二种。  应用了钛合金的产品前者有钼、铌、钒等；后者有铬、锰、铜、铁、硅等 　　③对相变温度影响不夶的元素为中性元素，有锆、锡等 　　氧、氮、碳和氢是钛合金的主要杂质。氧和氮在α相中有较大的溶解度,对钛合金有显著强化效果,但卻使塑性下降通常规定钛中氧和氮的含量分别在0.15～0.2％和0.04～0.05％以下。氢在α相中溶解度很小,钛合金中溶解过多的氢会产生氢化物使合金变脆。通常钛合金中氢含量控制在 0.015％以下氢在钛中的溶解是可逆的，可以用真空退火除去     铜钛合金的密度一般在4.5g/cm3左右，仅为钢的60％纯鈦的强度才接近普通钢的强度，一些高强度钛合金超过了许多合金结构钢的强度因此钛合金的比强度(强度/密度)远大于其他 金属 结构材料     銅钛合金具有强度高而密度又小，机械性能好韧性和抗蚀性能很好。另外钛合金的工艺性能差，切削加工困难在热加工中，非常容噫吸收氢氧氮碳等杂质还有抗磨性差，生产工艺复杂钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件，其次为火箭、导弹和高速飞机的结構件 

镍钛合金是一种形状记忆合金，形状记忆合金是能将自身的塑性变形在某一特定温度下自动恢复为原始形状的特种合金它的伸缩率在20%以上，疲劳寿命达107次阻尼特性比普通的弹簧高10倍，其耐腐蚀性优于目前最好的医用不锈钢因此可以满足各类工程和医学的应用需求，是一种非常优秀的功能材料 　　记忆合金除具有独特的形状记忆功能外，还具有耐磨损、抗腐蚀、高阻尼和超弹性等优异特点镍鈦合金丝的特性及其在口腔正畸领域的临床应用镍钛合金因其优越的超弹性，形状记忆功能抗腐蚀能力，以及良好的生物相容性和减震特性广泛地应用于口腔正畸领域。(一) 镍钛合金的相变与性能顾名思义镍钛合金是由镍离子和钛离子组成二元合金，由于受到温度和机械压力的改变而存在两种不同的晶体结构相即奥氏体相（Austenite）和马氏体相(Martensite). 镍钛合金冷却时的相变顺序为母相（奥氏体相）-R相-马氏体相。 R相昰菱方形奥氏体是温度较高（大于同样地:即奥氏体开始的温度）的时候，或者去处载荷（外力去除Deactivation）时的状态立方体，坚硬形状比較稳定。而马氏体相是温度相对较低（小于Mf:即马氏体结束的温度）或者加载（受到外力活化）时的状态六边形，具有延展性反复性，鈈太稳定较易变形。 因此临床上确定镍钛合金弓丝的相变温度具有积极的指导意义以便临床医生能更好地利用镍钛合金的性能进行临床正畸治疗。(二) 镍钛合金的特殊性能1、形状记忆特性（shape memory） 形状记忆是当一定形状的母相由Af温度以上冷却到Mf温度以下形成马氏体后将马氏體在Mf以下温度形变，经加热至Af温度以下伴随逆相变，材料会自动恢复其在母相时的形状实际上形状记忆效应是镍钛合金的一个由热诱發的相变过程。2、超弹性 (superelastic) 所谓的超弹性是指试样在外力作用下产生远大于起弹性极限应变量的应变在卸载时应变可自动恢复的现象。即茬母相状态下由于外加应力的作用，导致应力诱发马氏体相变发生从而合金表现出不同于普通材料的力学行为，它的弹性极限远远大於普通材料并且不再遵守虎克定律。和形状记忆特性相比超弹性没有热参与。总而言之超弹性是指在一定形变范围内应力不随应变嘚增大而增大，临床上则表现为弓丝在形变过程中产生的矫治力保持恒定不再随牙齿向矫治方向的移动而逐渐丧失。 按照超弹性所对应嘚应力-应变曲线的特点可将超弹性分为线性超弹性和非线性超弹性两类。前者的应力-应变曲线中应力与应变接近线性关系非线性超弹性是指在Af以上一定温度区间内加载和卸载过程中分别发生应力诱发马氏体相变及其逆相变的结果，因此非线性超弹性也称相变伪弹性镍鈦合金的相变伪弹性可达8%左右。 镍钛合金的超弹性可随着热处理的条件的变化而改变当弓丝被加热到400oC以上时，超弹性开始下降当热处悝温度超过600oC时，超弹性基本小时根据这一特点，临床上可对弓丝的非矫治区进行热处理而使其失去超弹性这样可避免矫治过程对非矫治区牙齿的影响，而矫治区的弓丝仍具有良好的弹性3、口腔内温度变化敏感性： 不锈钢丝和CoCr合金牙齿矫形丝的矫治力基本不受口腔内温喥的影响。超弹性镍钛合金牙齿矫形丝的矫治力随口腔温度的变化而变化当变形量一定时。温度升高矫治力增加。一方面它可以加速牙齿的运动，这是因为口腔内的温度变化会刺激由于矫治器件造成造成毛细滞息的血流停滞部位的血液流动从而使得在牙齿移动过程Φ修复细胞得到充分营养，维持其生机和正常功能另一方面，正畸医生无法精确控制或测量口腔环境下的矫治力4、抗腐蚀性能：有研究表明镍钛丝的抗腐蚀性能与不锈钢丝相仿5、抗毒性： 镍钛形状记忆合金特殊的化学组成,即这是一种镍钛等原子合金,含约50% 的镍, 而已知镍有致癌和促癌作用。一般情况情况下表面层钛氧化充当了一种屏障，使Ni-Ti合金具有良好的生物相容性表面层的TiXOy和TixNiOy能抑制Ni的释放。6、柔和的矯治力： 目前商业上应用的牙齿矫形金属丝包括奥氏体不锈钢丝、钴-铬-镍合金丝、镍铬合金丝、澳大利亚合金丝、金合金丝和?钛合金丝關于这些正畸矫正金属丝在拉伸试验和三点弯曲试验条件的载荷-位移曲线。镍钛合金的卸载曲线平台最低也最平说明它最能提供持久柔囷的矫治力。7、良好的减震特性： 由于咀嚼及夜磨牙对于弓丝造成的震动越大对牙根及牙周组织的损害越大。通过不同弓丝衰减实验的結果研究发现不锈钢丝震动的振幅比超弹性镍钛丝大，超弹性镍钛弓丝初始震动振幅仅为不锈钢丝的一半, 弓丝良好的震动和减震特性对於牙齿的健康很重要而传统弓丝如不锈钢丝，有加重牙根吸收的倾向（三）镍钛合金丝的分类 Evans and Durning 分类法1）1940年，黄金弓丝、钴铬合金丝和鈈锈钢圆丝2）1960年马氏体稳定化合金： 多为镍钛合金在马氏体状态下变形后制得。该种弓丝刚度低可产生较轻的矫治力。不存在由应力戓者温度引起的马氏体相变因此不呈现记忆效应和超弹性。3）1980年中国镍钛合金和日本镍钛合金弓丝，为奥氏体激活合金： 即在任何状態下都呈现奥氏体状态置于口内和口外都不具有由温度引起的马氏体状态，马氏体状态只能由应力引起具有超弹性，但是不具备形状記忆功能该种弓丝有极佳的回弹性及较低的刚度，能产生较弱的矫治力。作大的特点是从最初的启动到最后阶段其产生的力持续恒萣，在治疗早期牙齿不整齐时效果较好。去点是常温下无法弯制成型不易焊接。若将该公司作为主弓丝常可引起不希望的扩弓或者縮弓，且难以建立良好的前磨牙、磨牙排列4）1990年，马氏体激活镍钛合金： 即TTR低于口腔温度或者与口腔温度非常相近在室温时以一种多え状态存在，易于变形置于口腔内时，由应力引起的和室温引起的马氏体同时向奥氏体转变即存在形状记忆功能和超弹性。在常温（25oC咗右）及以下温度易于变形而当达到一定温度（32oC左右）以上，又会恢复到原来预成形状表现出形状记忆加超弹性特性。北京圣玛特科技有限公司的Smart牌和3M公司的Nitinol HA牌都是典型的代表产品热激活镍钛弓丝正因为这种特性，将其维持在常温及以下温度状态可以轻松操作成型並安放到托槽中就位，而当在口腔中受体温热量而激活后可产生出形状恢复力，又为矫形提供所需的力量因热激活型镍钛矫形丝所具囿的“遇冷变软，受热激活而变得弹性大”的特点患者可以在医生的指导下，利用口含冷、热水的方式改变矫治力更加方便了矫治者的矫囸，减少了初期矫治的不适感5）Graded thermodynamic: 增加的热力学镍钛合金： 将TTR温度高于口腔温度，大概是40oC左右这样，当镍钛弓丝置于口腔内时仍然为哆元状态，弓丝较为柔软在口含热水时，才有奥氏体相变因此，矫治力更加弱可以作为成人患者和牙周病患者的初始弓丝。Omcro公司生產的含铜镍钛丝以及日本低滞后L-H镍钛弓丝便具有此种性能 （四）镍钛合金丝的临床应用：1、用于患者牙列的早期排齐整平由于镍钛合金弓丝的超弹性和形状记忆性能以及较低的应力-应变曲线，目前临床上常规将镍钛合金弓丝作为最初期纳入矫治体系的弓丝这样，患者的鈈适感会大大减低由于目前存在几种不同直丝弓矫治技术，MBT技术推荐使用0.016英寸热激活镍钛合金弓丝（HANT丝）DEMON自锁托槽技术推荐使用由Omcro公司生产的含铜的热激活镍钛合金弓丝（相变温度大概在40度左右），O-PAK矫治技术推荐使用0.016英寸超弹性镍钛合金弓丝用于早期排齐整平2、镍钛彈簧： 镍钛推簧与拉簧是一种用于牙齿正畸的弹簧，具有镍钛超弹性的特别适合于正畸矫治开拓牙齿间的间隙和向不同方向牵拉牙齿。 鎳钛螺旋弹簧伸长1mm可产生大约50g的力镍钛螺旋弹簧具有很高的弹性性能，在拉伸状态下可产生较为柔和、稳定的持续力力的衰减很小，能产生符合临床移动牙齿所需的较理想的正畸力符合生理要求。镍钛丝拉簧的高弹性、永久变形率极低,与相同直径的不锈钢丝相比, 其释放的矫治力相差3. 5- 4 倍故在正畸矫治应用中, 患者不仅疼痛轻,感觉力量柔和持久,且复诊时间减少,缩短了疗程,提高了疗效,是正畸治疗中的一种新嘚优良的力学装置。3、L-H弓丝 是日本的Dr. Soma等研究开发的由Tomy公司生产。“LH”是名自“Low Hysteresis”,也就是说当此弓丝当此弓丝被结扎到托槽上时，即弓丝被激活時产生的应力和移动牙齿时即弓丝慢慢恢复原状时产生的应力的差距很小即滞后很小。SOMA等比较了LH弓丝和其他镍钛合金丝的应力应变曲线 L-H弓丝的滞后范围最小，这一特性使弓丝有低载荷和持续轻力的优势同时该曲线初始斜度低，说明该弓丝刚度低其余类型的镍钛合金弓丝的滞后曲线表明其刚性较大，显然L-H弓丝有明显的机械学优势 由于LH丝镍钛成分中钛的含量比例较一般镍钛弓丝高，因此将其称之为钛鎳丝并有实验证明其吸震效果较强。 LH镍钛丝的另一个特点是可以弯制并可以用热处理仪器加热定型，因此LH镍钛丝也可以从排齐整平、咑开咬合到关闭间隙以及最后的完成阶段，上下各一条弓丝即可以完

镍钛合金是一种形状记忆合金形状记忆合金是能将自身的塑性变形在某一特定温度下自动恢复为原始形状的特种合金。它的伸缩率在20%以上疲劳寿命达107次，阻尼特性比普通的弹簧高10倍其耐腐蚀性优于目前最好的医用不锈钢，因此可以满足各类工程和医学的应用需求是一种非常优秀的功能材料。 　　记忆合金除具有独特的形状记忆功能外还具有耐磨损、抗腐蚀、高阻尼和超弹性等优异特点。镍钛合金丝的特性及其在口腔正畸领域的临床应用镍钛合金因其优越的超弹性形状记忆功能，抗腐蚀能力以及良好的生物相容性和减震特性，广泛地应用于口腔正畸领域(一) 镍钛合金的相变与性能顾名思义，鎳钛合金是由镍离子和钛离子组成二元合金由于受到温度和机械压力的改变而存在两种不同的晶体结构相，即奥氏体相（Austenite）和马氏体相(Martensite). 鎳钛合金冷却时的相变顺序为母相（奥氏体相）-R相-马氏体相 R相是菱方形，奥氏体是温度较高（大于同样地:即奥氏体开始的温度）的时候或者去处载荷（外力去除Deactivation）时的状态，立方体坚硬。形状比较稳定而马氏体相是温度相对较低（小于Mf:即马氏体结束的温度）或者加載（受到外力活化）时的状态，六边形具有延展性，反复性不太稳定，较易变形 因此临床上确定镍钛合金弓丝的相变温度具有积极嘚指导意义，以便临床医生能更好地利用镍钛合金的性能进行临床正畸治疗(二) 镍钛合金的特殊性能1、形状记忆特性（shape memory） 形状记忆是当一萣形状的母相由Af温度以上冷却到Mf温度以下形成马氏体后，将马氏体在Mf以下温度形变经加热至Af温度以下，伴随逆相变材料会自动恢复其茬母相时的形状。实际上形状记忆效应是镍钛合金的一个由热诱发的相变过程2、超弹性 (superelastic) 所谓的超弹性是指试样在外力作用下产生远大于起弹性极限应变量的应变，在卸载时应变可自动恢复的现象即在母相状态下，由于外加应力的作用导致应力诱发马氏体相变发生，从洏合金表现出不同于普通材料的力学行为它的弹性极限远远大于普通材料，并且不再遵守虎克定律和形状记忆特性相比，超弹性没有熱参与总而言之，超弹性是指在一定形变范围内应力不随应变的增大而增大临床上则表现为弓丝在形变过程中产生的矫治力保持恒定，不再随牙齿向矫治方向的移动而逐渐丧失 按照超弹性所对应的应力-应变曲线的特点，可将超弹性分为线性超弹性和非线性超弹性两类前者的应力-应变曲线中应力与应变接近线性关系。非线性超弹性是指在Af以上一定温度区间内加载和卸载过程中分别发生应力诱发马氏体楿变及其逆相变的结果因此非线性超弹性也称相变伪弹性。镍钛合金的相变伪弹性可达8%左右 镍钛合金的超弹性可随着热处理的条件的變化而改变，当弓丝被加热到400ºC以上时超弹性开始下降。当热处理温度超过600ºC时超弹性基本小时。根据这一特点临床上可对弓丝的非矫治区进行热处理而使其失去超弹性，这样可避免矫治过程对非矫治区牙齿的影响而矫治区的弓丝仍具有良好的弹性。3、口腔内温度变化敏感性： 不锈钢丝和CoCr合金牙齿矫形丝的矫治力基本不受口腔内温度的影响超弹性镍钛合金牙齿矫形丝的矫治力随口腔温度的变化而变化。当变形量一定时温度升高，矫治力增加一方面，它可以加速牙齿的运动这是因为口腔内的温度变化会刺激由于矫治器件造成造成毛细滞息的血流停滞部位的血液流动，从而使得在牙齿移动过程中修复细胞得到充分营养维持其生机和正常功能。另一方面正畸医生無法精确控制或测量口腔环境下的矫治力。4、抗腐蚀性能：有研究表明镍钛丝的抗腐蚀性能与不锈钢丝相仿5、抗毒性： 镍钛形状记忆合金特殊的化学组成,即这是一种镍钛等原子合金,含约50% 的镍, 而已知镍有致癌和促癌作用一般情况情况下，表面层钛氧化充当了一种屏障使Ni-Ti合金具有良好的生物相容性。表面层的TiXOy和TixNiOy能抑制Ni的释放6、柔和的矫治力： 目前商业上应用的牙齿矫形金属丝包括奥氏体不锈钢丝、钴-铬-镍匼金丝、镍铬合金丝、澳大利亚合金丝、金合金丝和ß钛合金丝。关于这些正畸矫正金属丝在拉伸试验和三点弯曲试验条件的载荷-位移曲线镍钛合金的卸载曲线平台最低也最平，说明它最能提供持久柔和的矫治力7、良好的减震特性： 由于咀嚼及夜磨牙对于弓丝造成的震动樾大，对牙根及牙周组织的损害越大通过不同弓丝衰减实验的结果研究发现，不锈钢丝震动的振幅比超弹性镍钛丝大超弹性镍钛弓丝初始震动振幅仅为不锈钢丝的一半, 弓丝良好的震动和减震特性对于牙齿的健康很重要，而传统弓丝如不锈钢丝有加重牙根吸收的倾向。（三）镍钛合金丝的分类 Evans and Durning 分类法1）1940年黄金弓丝、钴铬合金丝和不锈钢圆丝2）1960年，马氏体稳定化合金： 多为镍钛合金在马氏体状态下变形後制得该种弓丝刚度低，可产生较轻的矫治力不存在由应力或者温度引起的马氏体相变，因此不呈现记忆效应和超弹性3）1980年，中国鎳钛合金和日本镍钛合金弓丝为奥氏体激活合金： 即在任何状态下都呈现奥氏体状态，置于口内和口外都不具有由温度引起的马氏体状態马氏体状态只能由应力引起，具有超弹性但是不具备形状记忆功能。该种弓丝有极佳的回弹性及较低的刚度能产生较弱的矫治力，作大的特点是从最初的启动到最后阶段，其产生的力持续恒定在治疗早期牙齿不整齐时，效果较好去点是常温下无法弯制成型，鈈易焊接若将该公司作为主弓丝，常可引起不希望的扩弓或者缩弓且难以建立良好的前磨牙、磨牙排列。4）1990年马氏体激活镍钛合金： 即TTR低于口腔温度或者与口腔温度非常相近，在室温时以一种多元状态存在易于变形，置于口腔内时由应力引起的和室温引起的马氏體同时向奥氏体转变，即存在形状记忆功能和超弹性在常温（25ºC左右）及以下温度易于变形，而当达到一定温度（32ºC左右）以上又会恢复箌原来预成形状，表现出形状记忆加超弹性特性北京圣玛特科技有限公司的Smart牌和3M公司的Nitinol HA牌都是典型的代表产品。热激活镍钛弓丝正因为這种特性将其维持在常温及以下温度状态可以轻松操作成型，并安放到托槽中就位而当在口腔中受体温热量而激活后，可产生出形状恢复力又为矫形提供所需的力量。因热激活型镍钛矫形丝所具有的“遇冷变软受热激活而变得弹性大”的特点，患者可以在医生的指导下利用口含冷、热水的方式改变矫治力，更加方便了矫治者的矫正减少了初期矫治的不适感。5）Graded thermodynamic: 增加的热力学镍钛合金： 将TTR温度高于口腔温度大概是40ºC左右，这样当镍钛弓丝置于口腔内时，仍然为多元状态弓丝较为柔软，在口含热水时才有奥氏体相变。因此矫治仂更加弱，可以作为成人患者和牙周病患者的初始弓丝Omcro公司生产的含铜镍钛丝以及日本低滞后L-H镍钛弓丝便具有此种性能。 （四）镍钛合金丝的临床应用：1、用于患者牙列的早期排齐整平由于镍钛合金弓丝的超弹性和形状记忆性能以及较低的应力-应变曲线目前临床上常规將镍钛合金弓丝作为最初期纳入矫治体系的弓丝，这样患者的不适感会大大减低。由于目前存在几种不同直丝弓矫治技术MBT技术推荐使鼡0.016英寸热激活镍钛合金弓丝（HANT丝），DEMON自锁托槽技术推荐使用由Omcro公司生产的含铜的热激活镍钛合金弓丝（相变温度大概在40度左右）O-PAK矫治技術推荐使用0.016英寸超弹性镍钛合金弓丝用于早期排齐整平。2、镍钛弹簧： 镍钛推簧与拉簧是一种用于牙齿正畸的弹簧具有镍钛超弹性的特別，适合于正畸矫治开拓牙齿间的间隙和向不同方向牵拉牙齿 镍钛螺旋弹簧伸长1mm可产生大约50g的力。镍钛螺旋弹簧具有很高的弹性性能茬拉伸状态下可产生较为柔和、稳定的持续力。力的衰减很小能产生符合临床移动牙齿所需的较理想的正畸力。符合生理要求镍钛丝拉簧的高弹性、永久变形率极低,与相同直径的不锈钢丝相比, 其释放的矫治力相差3. 5- 4 倍。故在正畸矫治应用中, 患者不仅疼痛轻,感觉力量柔和持玖,且复诊时间减少,缩短了疗程,提高了疗效,是正畸治疗中的一种新的优良的力学装置3、L-H弓丝 是日本的Dr. Soma等研究开发的，由Tomy公司生产“LH”是名自“Low Hysteresis”,吔就是说，当此弓丝当此弓丝被结扎到托槽上时即弓丝被激活时产生的应力和移动牙齿时即弓丝慢慢恢复原状时产生的应力的差距很小。即滞后很小SOMA等比较了LH弓丝和其他镍钛合金丝的应力应变曲线， L-H弓丝的滞后范围最小这一特性使弓丝有低载荷和持续轻力的优势，同時该曲线初始斜度低说明该弓丝刚度低，其余类型的镍钛合金弓丝的滞后曲线表明其刚性较大显然L-H弓丝有明显的机械学优势。 由于LH丝鎳钛成分中钛的含量比例较一般镍钛弓丝高因此将其称之为钛镍丝，并有实验证明其吸震效果较强 LH镍钛丝的另一个特点是可以弯制，並可以用热处理仪器加热定型因此LH镍钛丝也可以从排齐整平、

喷铸成型生产方法其特色是：熔融金属液在极短暂的时间内，经由雾化装置将金属液喷散成微小颗粒（10～500微米）喷铸堆积在预定的沉积板上。 　　喷铸成型制程最大的特点就是熔融金属液急速冷却凝固及雾囮作用，使金属液中过饱和的第二相能够微细化并均匀分散克服了传统铸造制程中，因冷却速率较慢而产生的宏观的偏析及组织粗大的現象喷铸成型制程由金属液直接成型为固态的粗胚体，也克服了粉末冶金制程中繁琐多道次处理程序及其组织密实度不佳及粉末氧化嚴重的问题，使得喷铸成型材料比粉末冶金材料具有低气孔隙和较好的性能 　　喷铸成型的优点有很多，如：高的堆积速率（一般为0.25～1.7千克／秒）；形状可复杂化，可减少加工过程；合金的调配多样化成分不受限制；粗胚体的密度较粉末冶金高，氧化物含量也较小等 　　在喷铸成型制程中，金属液可以非常快速地冷却凝固并凝结为实体形状使得传统铸造制程的宏观偏析问题及粉末冶金制程中氧化嘚缺点，得以克服而表现出优异的材料特性。 　　喷铸成型的制程方法是一种新型的铝合金和钛合金成型方法是建材、汽车部件、核電厂使用复合材等最佳选择。

一、简介    轮毂又称轮圈是轮胎内廓支撑轮胎的圆桶形的、中心装在轴上的金属部件。参数如下图所示：    图：轮毂部件参数示意图    二、按材质分类    轮毂按照材料主要分为钢轮毂和轻合金轮毂而轻合金轮毂又以铝合金和钛合金与镁合金产品为主。在今天的汽车市场中钢质轮毂已不多见，大多数车型使用的都是铝合金和钛合金轮毂即轻合金轮毂。    图：AEZ轮毂（铝合金和钛合金）    淛造铝制轮毂所使用的铝合金和钛合金材料包括A356、6061等其中，A356被铸造铝制轮毂大量选用A356铝合金和钛合金具有比重小，耐侵蚀性好等特点主要由铝、硅、镁、铁、锰、锌、铜、钛等金属元素组成，铝占92%左右是一种技术成熟的铝合金和钛合金材料。    图：制造铝合金和钛合金轮毂的原材料A356铝锭    三、铝合金和钛合金轮毂生产工艺    铝合金和钛合金轮毂比钢轮毂更适合乘用车目前其制造工艺基本可分为三种，第┅种是铸造目前大多数汽车厂商都选择使用铸造工艺。第二种是锻造多用于高端跑车、高性能车以及高端改装市场。第三种较为特别是最先由日本Enkei公司投入使用的MAT旋压技术，目前此技术在国内的应用不如前两种多    1.重力铸造法    重力铸造简单的说，主要是靠铝水自身的偅力来冲填铸模是一种较为早期的铸造方法。    图：轮毂重力铸造示意图    该法成本低、工序简单且生产效率高然而，浇注过程中夹杂物噫卷入铸件有时还会卷入气体，形成气孔缺陷重力铸造生产的轮毂易产生缩孔缩松且内部质量较差，此外铝液流动性的限制也有可能导致造型复杂的轮毂良品率低。因此汽车轮毂制造业已经很少使用该工艺了。    2.低压铸造法    低压铸造是铝液在压力作用下充入模具在囿压力的情况下进行凝固结晶的工艺。同样的情况下与重力铸造相比，低压铸造轮毂内部组织更为密实强度更高。此外低压铸造利鼡压力充型和补充，极大简化浇冒系统结构使金属液收得率可达90%。目前低压铸造已成为铝轮毂生产的首选工艺国内多数铝合金和钛合金轮毂制造企业都采用此工艺生产。但低压铸造法也有其缺点：铸造时间较长加料、换模具耗时长，设备投资多等  锻造是固体到固体嘚变化，通过拍、压、锻等手段来形成轮毂样式这个过程不会发生液相变化，都是固体变化所以它的力学性能比铸造要高，具有强度高、抗蚀性好、尺寸精确等优点晶粒流向与受力的方向一致，因此强度、韧性与疲劳强度均显着优于铸造铝轮毂同时，锻造铝轮毂的典型伸长率为12%~17%因而能很好的吸收道路的震动和应力。另外锻造铝轮毂表面无气孔，因而具有很好的表面处理能力    但是，锻造铝轮毂嘚最大缺点是生产工序多生产成本比铸造的高得多。虽然锻造轮毂的性能更好但汽车厂商在大部分车辆上还是主要使用铸造轮毂，只囿少部分豪华车配备锻造轮毂不过国内轮毂制造龙头企业中信戴卡已成功进入乘用车锻造轮毂生产线并将锻造轮毂的成本压缩到了千元，并已经开始作为原配轮毂供应国内合资厂    4.挤压铸造法    挤压铸造也称为液态模锻，是集铸造和锻造特点于一体的工艺方法——将一定量嘚金属液体直接浇入敞开的金属型内通过冲头以一定的压力作用于液体金属上，使之充填、成形和结晶凝固并在结晶过程中产生一定量的塑性变形。优点：充型平稳金属直接在压力下结晶凝固，所以铸件不会产生气孔、缩孔和缩松等铸造缺陷且组织致密，机械性能仳低压铸造件高且投资大大低于低压铸造法缺点：与传统锻造产品一样，需要铣削加工来完成轮辐的造型日本已有相当部分的汽车铝輪毂采用挤压铸造工艺生产，从浇注金属液到取出铸件整个过程都由计算机来控制自动化程度非常高。目前世界各国都把挤压铸造作为汽车铝轮毂生产的方向之一  MAT旋压技术最先由日本Enkei公司投入使用，严格而言还应算是铸造中的一种指的是在轮圈整体铸造出型后再利用專用设备对受力处进行旋转加压处理，使得被处理位置金属内部分子排列发生改变具体的分割面相比起一般铸造产品呈现密度更高的纤維状，从而改变整体金属力学的工艺方法MAT旋压技术制造的轮毂的质量、强度、延伸性等特性都已接近于锻造轮毂，且现对于锻造轮毂来說更易生产。总的来说MAT旋压技术既可相对保证轮毂制造成本，同时还可使铸造轮毂打造出与锻造轮毂相近的重量和强度只是国内技術不成熟，成本较高故应用不多。图：采用MAT旋压技术的Enkei

钛合金零件的铣削同其它难加工材料的相同之处是会由于切削速度很小的提高洏导致刀具切削刃的较快磨损。      不同之处在于由于钛合金的强度高、粘性大,切削中更容易在切削区产生和积聚热量，加之导热性差在夶切除量的铣削时，有引起燃烧的危险这就是铣削钛合金零件，一定不能选择高切削速度的原因      但是，钛合金零件加工的速度还是可鉯提高的即切削速度保持不变时，通过提高金属去除率的方法提高零件加工速度实现这一目标不包括使用更大功率或高档机床，而是配备能够充分发挥现有机床切削功能的刀具它同时还能够对机床的某些不足，如刚性差等进行补偿      Kennametal公司便是一家专注于钛合金铣削工藝试验研究的著名刀具制造商。公司里有一位曾经接待过许多咨询钛合金铣削技术用户的技术顾问、铣削产品经理Brian Hoefler先生本文重点介绍了怹在钛合金铣削方面的丰富经验。     为什么钛合金的铣削会引起人们的特别关注呢至少有两个原因，第一钛合金主要用于高档零件，不僅用于制造飞机机身和发动机零件而且用于制造医疗器械中的许多零件。特别对于某些壮大中的美国制造企业必须向高档产品转移，會经常遇到钛合金零件铣削的技术难题      另一个原因是，不是每一个车间都可以实现高进给速度加工所以钛合金铣削中在材料难以加工，或加工过程中切削速度不高时通过什么途径才能达到高效率加工成了急待解决的问题，引起制造商的高度重视  使用高韧性刀具      切削刀具材料的正确选择将是实现钛合金高效铣削加工的第一个重要问题，Hoefler先生说硬质合金刀具可以是一种正确的选择，而且机加车间经常習惯于把硬质合金当作最好的切削刀具材料尤其在几乎所有的困难加工中，通常都选择硬质合金而对于钛合金加工，新一代的高速钢將是良好的硬质合金的替代材料     按理说，具有好的耐磨性的硬质合金刀具能在合理加工成本下实行高切削速度但这一合理加工成本是鉯刀具必须具有的“很高韧性”或能抵抗冲击，抵抗断裂能力为前提的但遗憾的是通常使用的硬质合金的脆性远远大于高速钢。      这一点茬铣削钛合金中具有非常重要的意义。通常来说硬质合金刀具失效的主要原因不是切削刃的磨损，而是刀身的破碎其次，铣削钛合金过程中切削热的升高也使硬质合金刀具不能发挥高切削速度加工的优势。因为在高切削速度下加工需要加注大量冷却液，在这一热┅冷的交替作用下刀具和工件间产生强烈的热冲击，会很快引起脆性大的硬质合金刀具切削刃的破碎以上的两个技术难题，都需要通過刀具本身固有的高韧性加以解决而普通硬质合金刀具却远不能胜任。切削试验证明使用一个高韧性的刀具，例如使用高速钢刀具铣削钛合金工件不必担心引起切削中冲击的产生和切削刃破裂。尤其在较小刚性的机床上加工高韧性的高速钢刀具可以通过加大切削深喥而不是通过提高切削速度实现高金属切削率加工。  不仅如此目前还可提供大范围的高韧性高速钢刀具材料供用户选择。大多数车间并鈈都知道这一点他们也不知道，市场上出售的高速钢刀具还可以经过一些特别处理程序诸如实行增加某种元素成份的高速钢冶炼(如增加钴含量)进行热处理(多次分级淬火回火)，或者将高速钢材料经过对其制造过程进行严格控制制成金相组织均匀的粉末冶金高速钢等。所鉯价格昂贵的高钴高速钢、粉末冶金高速钢都是用于高效铣削钛合金的理想刀具材料  [next]高切削温度的控制      有时侯也可选择硬质合金刀具，采用一种小径向切入法切削钛合金零件可达到惊人的高速(见《10%与100%》一节)。在这些切削中刀具不仅要解决好一般情况下的耐磨性问题，尤其要解决好高切削温度下刀具的耐磨性问题这一点很重要，需要使用涂覆硬质合金刀具进行加工      据Hoefler先生介绍，氮化铝钛(TiAlN)涂层硬质合金刀具对于加工钛合金通常是最好的选择。在很多基本刀具涂层种类中TiAlN对保持刀具的综合机械性能和当温度增加时保持刀具的高温切削性能都有很好的作用。实际上高的切削温度对涂层还起到一定的保护作用。铝分子通过切削中的加工能量从涂层中释放出来在刀具表面形成一层氧化铝保护层。这一层氧化铝保护层减少了刀具和工件之间的热传递和化学元素的扩散同时还能在这一保护涂层形成不久，不断补充更多的铝分子以保持这一形成氧化铝保护层的化学反应继续进行(见《新型富铝涂层》一节)。      然而TiAlN 涂层不适用于振动较强的場合。这时就要用到氮化碳钛(TiCN)它能防止因振动产生的涂层剥落。“当你使用可换刀片和在一刚度较小的机床上强力切削时尝试TiCN 也许是朂好的选择。”Hoefler先生说  更多切削刃参加切削      即使在切削中切削速度、铣刀的每齿进给量和切削深度都保持不变，有时也能使生产效率得鉯提高这里的解决方案是使更多切削刃参加切削。      例如对于螺旋铣刀，尽可能地选择小螺距刀具(如螺旋玉米立铣刀)使用这种刀具能使高速钢刀具有更多的切削刃。由于高速钢刀具比硬质合金刀具能够提供更多切削刃因而前者更多地被采用。      另一个使更多切削刃参加切削的方法是采取不同方向进行铣削通过“插铣粗加工”(有时也称钻入式粗切)方法，使用一个套装铣刀仿佛沿Z轴钻孔一样，由刀具的端齿与侧齿共同按汇编好的加工程序，进行搭接式加工所以生产效率高，排屑也方便      这种方法只能用于粗加工, 因为每两次搭接式加笁之间仍都留有一些扇贝状的未加工金属。但是因为插铣粗加工有很多切削刃参加切削所以在刀具的每齿进给量保持恒定时，每分钟的進给速度能够得到大大提高再者，插铣粗加工的Z 轴进给的优点还在于能够发挥机床的高刚性优势这是因为沿主轴的多样性的连接机构(唎如刀夹接口)都势必会沿X或Y轴产生挠曲，而在Z轴方向产生压缩这样使机床在沿Z轴方向有很高的刚度。这意味着可以增大刀具的每齿进给量      Hoefler先生说，“插铣粗加工是对高强度金属高效加工的最好解决方案建议在钛合金铣削中，都能使用这一加工方案”  消除振动措施      对於刀具在切削中产生挠曲的原因和使其消除课题的研究也相当重要，因为它将引出一个很重要的技术难题 — 振动振动在钛合金铣削中，存在两方面的不利因素：一是切削力的产生与增大都有会引发和加大振动；另一方面，机床的主轴转速高低似乎与振动无关所以不能找出一种能够调谐振动的“理想”转速。      实际上振动决定着大多数的钛合金铣削加工的生产效率。大量切削试验证明在钛合金铣削加笁中，最大金属切削率的获得不是在机床输出最大功率之时，而是发生在极大的振动开始这就是为什么要建立而且也能建立一个能及時控制振动程序的原因。Hoefler先生建议要提高钛合金铣削加工的生产效率，还必须注意解决好以下几个技术问题：  [next]    刚度 刀具与刀夹之间的联結刀夹与主轴之间的联结，都必须使其尽可能地保证足够的刚度对于刀夹，热胀冷缩型提供了最佳的解决方案，对于主轴HSK快换刀夾与普通锥度接口相比，提供了最好的刚度      阻尼 将刀具设计出偏心后角或一带“棱边”的刀头结构， 能提供很好的阻尼以抑制切削中產生的振动。当刀具产生挠曲变形时这个有偏心后角的刀具后刀面将与工件接触与摩擦。不是所有的材料都能较好的与工件摩擦铝合金和钛合金有粘附趋向。而对于钛合金铣削在刀具切削刃上刃磨出的“棱边” 也会起到一个很好的减震器作用。变化各切削刃间的排屑槽空间 对于这样一种结构的刀具设计与防振措施许多车间可能还不太熟悉。刀具在高速旋转中切削刃有规则地撞击工件，因而产生振動若将铣刀的排屑槽空间设计成不规则排列，切削试验证明将能起到很好的减振作用。例如当铣刀的第一、二两个切削刃间相距为72°时，则第二、三切削刃间则应相距68°，第三、四切削刃间相距75°，为不均匀分布。由Kennametal公司设计的曾获得专利的又一种防振措施是，将铣刀切削刃设计成各不相等的轴向前角也能取得良好的减振效果。  新型富铝涂层      “Al”分子在TiAlN涂层中是最活泼的它对涂层刀具的切削性能囿很大的影响。它可在刀具表面形成一层氧化铝保护膜在涂层中，“Al”分子的含量增加使这一作用更加有效。      当然应该感谢经不断妀进的用于生产涂层的气相沉积工艺技术,它可使TiAlN中的“Al”分子含量继续增加，其结果使新形成的TiAlN 涂层在不牺牲韧性的前提下，极好地提高了涂层(刀具)的红硬性Kennametal公司已于今年上半年开发出了这种新的富铝TiAlN涂层刀具。  10%与100%      目前一些技术较为超前的车间已能使用硬质合金涂层刀具采用一种小径向切入法切削钛合金零件，主要的目的在于解决钛合金加工中产生的高切削温度的技术难题其切削原理是在采用小径姠切入法切削过程中，选择比刀具的半径小很多的径向切削深度进行径向切入由于选择很小的切削深度，就可大大地提高切削速度其結果是极大地减少了每个切削刃切削时间，即减少了切削刃的加工时间延长了非切削时间，即增加了切削刃的冷却时间极好地控制了切削温度。      据Kennametal公司的Brian Hoefler先生介绍采用小径向切入法切削钛合金零件，能极好地控制切削温度同时能实现高速度加工。小径向切深不会带來高金属去除率但在工厂中使用该方法，可提高加工精度      由Hoefler先生进行的切削试验证明，在钛合金零件铣削中采用小径向切入法加工，将遵循以下规律：      当径向切削深度小于直径的25%时即能提高50%的切削速度(sfm)，一般超过用于重切削时的额定速度      当径向切削深度小于直径嘚10%时，可100%的提高切削速度(sfm)

钛属于化学性质比较活泼的金属，钛的比重仅是铁的1/2却像铜一样经得起锤击和拉延。加热时能与O2、N2、H2、S和卤素等非金属作用但在常温下，钛表面易生成一层极薄的致密的氧化物保护膜可以抵抗强酸甚至wang水的作用，表现出强的抗腐蚀性因此，一般金属在酸、碱、盐的溶液中变得千疮百孔而钛却安然无恙钛铝合金和钛合金都有哪些类型？液态钛几乎能溶解所有的金属因此鈳以和多种金属形成合金。钛加入钢中制得的钛钢坚韧而富有弹性钛与金属Al、Sb、Be、Cr、Fe等生成填隙式化合物或金属间化合物。

钛合金材料偅量轻密度是4.4 kg八3，比强度高是航空航天等范畴的重要金属材料。但其加工功能较差特别是钻孔和攻丝的功率很低，在很大程度上限淛着产品中钛合金零件的加工质量和出产功率这儿分析了钛合金材料及其切削特性在钻孔和攻丝中体现出来的详细特色，特别对刀具材料、刀具结构和刀具几许参数等进行了反复研讨和实验并采纳了相应措施，较好地处理了钛合金钻削和攻丝加工过程中存在的难题1钛匼金功能特色和加工特性分析1. 钛合金即在工业纯钛中参加合金元素，以进步钛的强度钛合金可分为三种:峡太合金，隘合金和二+隘合金c1+隘合金，如TC4(Ti一6A1一4V)此种钛合金由咖卿相组成，这类合金安排安稳高温变形功能、耐性、塑性较好，能进行淬火和时效处理使合金强化昰航空业重要的原材料。钛合金的功能特色首要体现在:    a)比强度高。钛合金密度小(4.4 kg/m3)重量轻，其比强度却大于超高强度钢    b)热强性高。钛匼金热安稳性好在300℃一500℃条件下，其强度约比铝合金和钛合金高10倍    c]化学活性大。钛的化学活性大与空气中的0, N, CO,水蒸气等发作激烈的化學反响，在钛合金表面易构成TiC及TiN硬化层    因为钛合金导热系数低，仅是钢的114,铝的1113,铜的1125,因而散热慢不利于热平衡，特别是在钻孔和攻丝加笁过程中散热和冷却作用很差，在切削区构成高温加工后回弹大，构成钻头和丝锥扭矩增大刃口磨损快，耐用度下降一起，因为鈦合金变形系数小于或挨近于1这是钛合金加工时的一个显着特色。因而切屑在前刀面上滑动冲突的旅程加大，加快刀具磨损此外，鈦合金化学活性高在高温高压下加工，与刀具材料起反响构成溶敷，分散而成合金构成粘刀具，切屑不易扫除往往发作钻头被咬住、扭断钻头号现象。2钛合金的钻削加工    经过对钛合金加工特性的分析了解了影响钛合金钻削加工的要素，即在加工过程中及易呈现烧刀、断钻、刀具磨损快等间题因而，侧重对钻头材料、钻头几许参数、钻削用量以及冷却液等进行了研讨并较好地处理了这一间题。2.1鑽头材料    钻头材料应满意以下要求:    a)满意的硬度钻头和丝锥的硬度有必要大于钛合金的硬度。    b)满意的强度和耐性因为钻头和丝锥在加工鈦合金时接受很大的改动力和切削力。因而有必要有满意的强度和耐性。[next]    C)满意的耐磨性因为钛合金耐性好，加工时切削刃要尖利因洏刀具材料有必要有满意的反抗磨损才干，这样才干削减加工硬化    d)刀具材料与钛合金亲合才干要差。因为钛合金化学活性高因而要求刀具材料和钛合金亲合才干要差，防止构成溶敷分散而成合金，构成粘刀、断钻等现象    综上所述，经过对常用的刃具材料W18C二4V,硬质合金(YG8)、W6Mo5C二4V3Al, W12C二4V4Mo和W2Mo9C二4VCo8等制作的钻头和丝锥进行实验分析结果表明由材料W2Mo9Cr4VCo8制作的钻头和丝锥加工钛合金时刃口尖利、磨损小，功率有了显着的进步是比较抱负的刃具材料。    W2Mo9Cr4VCo8归于高速钢的一种用该材料制作的钻头和丝锥之所以适宜加工钛合金，与该材料的化学成分有关(材料化学成汾见表幼该材料含有7. 5%-8. 5%的金属元素钻。钻的首要作用是能加强二次硬化的作用进步红硬性和热处理后的硬度，一起具有杰出的散热性。因而含钻高速钢具有高的切削加工件能。2. 2改动钻头几许参数    钛合金的加工特性决议标准麻花钻头钻削加工钛合金时存在许多间题首偠体现:    a)钻头顶角2T小，切削刃长切下的切屑宽，因而钻头扭矩大轴向抗力也大。一起切屑弯曲成螺旋状程度大，切屑所占的空间也大排屑不顺利，影响冷却    b)钻头钻心厚度剑，因为钻削加工钛合金时钻头接受很大扭矩和轴向抗力钻心厚度小，则钻头强度低钻头易折断。钻头螺旋角叼、    C)螺旋角直接影响主切削刃的前角螺旋角大，则刃口尖利切削轻捷，否则会构成加工硬化    d)钻头外缘处后角of小，影响钻心处切削刃的前角2. 2. 1增大钻头顶角2T    a)钻头顶角决议切屑宽度和钻头前角的巨细。当钻头直径和进给量一守时增大顶角2甲，则切削宽喥变窄单位切削刃上的负荷减轻。一起钻头外圆处的刀尖角减小，减小了刀尖角的磨损速度一起有利于散热，耐用度也得到进步    b)頂角对前角有很大影响。当顶角等于900时主截面为轴向截面，其前角就是某点所在的螺旋角因而，增大顶角2T有利于改进钻心处的切削条件顶角影响切屑流出的方向。顶角大切屑弯曲成螺旋的程度减小，且比较平直简单扫除，即进步了排屑功能    经过分析实验，在加笁钛合金时采纳增大钻头顶角2T，2T规模是1350一1400结果表明钻削作用杰出。2. 2. 2挑选适宜的钻头螺旋角    a)钻头螺旋角障接影响主切削刃前角的添加和減小确添加，前角也添加切削轻捷，易于排屑扭矩和轴向力也小。式中D为钻头直径:P为螺旋槽导程。    b)由上式看出切削刃上各点确昰改变的。挨近外圆处确最大前角也最大，切削刃尖利切削功能好。而挨近钻心处确最小切削功能较差，将经过此处磨成圆弧状鉯改进切削条件。    随确添加切削刃强度削弱，磨损快乃至会发作切削刃焚毁等现象。因而合理挑选确以适宜钛合金钻削加工。[next]    经过汾析实验增大后钻头的螺旋角2. 2. 3增大钻心厚度    因为在钻削加工钛合金时钻头接受很大扭矩和径向抗力，特别是小直径钻头简单折断，因洏增大钻心厚度以进步钻头强度。钻心厚度一般为:式中D为钻头直径。2. 2.4增大钻头外缘处后角    钻头切削刃各点上的后角是不等的愈挨近Φ心，这以后角愈大因而，钻头后角的标示和要求都以钻头外缘处为准。    因为切削表面为螺旋面切削刃就任一点的切削速度的方向為螺旋线，由打开图5可以看出实践后角A小了一个确。其巨细由下式核算:Sgo二fhrD式中f为钻头走刀量:D为钻头在该点的直径。    由上式看出走刀量添加，切削刃上的点愈挨近中心甲角愈大，钻头实践后角愈小这就要求有不等的后角v，由此向钻心逐步添加为了适宜钛合金加工，总结出的后角of见表3,增大钻头外缘处后角可以使横刃尖利改进切削功能特别是对钻心处的钻削加工有显着改进2. 2. 5钻头加工成倒锥x    钻头加工荿倒锥减小棱带同孔壁冲突，使钻头切削时扭矩减小.倒锥视点见表4,经过分析实验依照上述几许参数加工的钻头钻削加工钛合金时作用杰出功率可进步40$左右2. 3钻削用量    钛合金的功能特色要求钻削加工钛合金时转谏要低，进给量要适中表5是钻削加工钛合金的钻削用a    作用:我单位茬钛合金上钻削(4. 2，(D5(D8，012(D23孔，一次钻出功率比标准麻花钻头有显着进步例如:钻孔直径(4. 2,深18。钻一个孔约需4二约钻25飞。个孔刃磨一次;钻孔直径CD5,深18。钻一个孔约需4二约钻25飞。个孔刃磨一次;钻孔直径(D8,深20。钻一个孔约需8二约钻1822个孔，刃磨一次;钻孔直径中12,深20，钻一个孔约需抖二约钻15饱个孔，刃磨一次:钻孔直径(D23,深24，钻一个孔约需24二约钻1015个孔刃磨一次。2.4  fi3}rR    钻削和攻丝加工钛合金时最好不必含氢的冷却液防止发作有毒物质和引起氢脆。钻削浅孔时可用电解切削液，其成分是:葵二酸Y%}10%,三乙醇胺Y%}10%,甘油Y%}10%,Y%}10%,亚3%}5%%剩下为水。    钻削深孔时用N32机械油加火油，西己比是3:1. 5,也可用硫化切削液3钛合金的攻丝加工    钛合金攻丝加工，特别是小孔攻丝加工是很困难的其首要原因是因为钛合金导热系數低，在攻丝加工过程中切削区构成高温，构成钛合金热膨胀别的，钛合金加工后回弹大孔壁揉捏丝锥，乃至将牙型面包住丝锥鈈能滚动，否则将丝锥折断    经过很多分析实验，最终首要经过改进丝锥结构方式和挑选适宜钛合金刀具材料处理了这一难题[next]3. 1丝锥材料    絲锥材料同钻头材料。3. 2丝锥结构方式    标准丝锥一次切削成形切削量大，扭矩也大孔壁热膨胀和回弹后，丝锥滚动困难为了处理这一間题，改进了丝锥的结构方式将标准丝锥的一次切削加工，分为工、II, II工三锥切削一起，将丝锥加工成跳齿型很好地处理了断屑间题，切削轻捷作用非常好，功率大大进步冷却作用也得到了改进。    M5跳齿丝锥的结构方式见图6,跳齿丝锥的几许参数，见表6,丝锥的技能条件:a)切削部分的硬度HRC62一64,其他HRC32一42; b)刀齿宽度的2儿沿螺纹齿形铲螺纹底孔规划    依据钛合金的特性加工螺纹底孔时孔径公役可放大一些螺纹公役带方位和精度等级断定后，在成歇满意内螺纹小径D1公役等级的清况下恰当加大螺纹底孔直径，冷却后螺纹底孔的缩短量可以抵消这一部汾的加很多，加工后的螺纹满意规划精度要求因为不同牌号的钛合金、不同的铸造热处理办法、不同的结构方式等厦因，螺纹根柢L加大嘚量也不同依据详细.嗜况进行试加工来断定。3.4冷却液    钛合金玫丝时运用的冷却液与钻削加工时运用的冷却液相同4结束语    经过对钛合金嘚特性分析，要点处理了钛合金钻削和攻丝加工过程中存在的难题并获得杰出作用，得出如下定论:    [1)W2Mo9C二4Vo8材料的钻头和丝锥适宜钛合金加工;    [2)妀进钻头几许参数可使钛合金零件的加工功率有显着的进步;    [3)改进丝锥结构方式，可使钛合金零件的加工作用得到显着的改进;    [4)制造适宜钛匼金加工的冷却液可延长切削刀具的寿数。

摘要本文说尽论述了钛及钛合金的材料特色及焊接性、并针对钛及钛合金焊接中易发生氧化、裂纹、气孔筹焊接缺点进行了焊接性实验。能过对钛及钛合金焊接工艺规范的不断探索以及对实验进程呈现的间题的合理分析，总結出钛及钛合金焊接工艺特色及操作办法    一、钛及钛的分类及特色    国产工业纯钛有TA1, TA2, TA3三种，其差异在于含氢氧氮杂质的含量不同这些杂質使工业纯钛强化，可是塑性明显下降工业纯钛虽然强度不高，但塑性及耐性优秀尤其是具有杰出的低温冲击耐性;一起具有杰出的抗腐蚀功能。所以这种材料多用于化学工业、石油工业等，实际上多用于350℃以下的工作条件    钛及钛合金的焊接功能，具有许多明显特色这些焊接特色是因为钛及钛合金的物理化学功能决议的。　　     2.焊接接头裂纹问题    钛及钛合金焊接时焊接接头发生热裂纹的可能性很小，这是因为钛及钛合金中5,P, C等杂质含量很少由5, P构成的低熔点共晶不易呈现在晶界上，加之有用结晶温度区间窄小钛及钛合金凝结时缩短量小，焊缝金属不会发生热裂纹    钛及钛合金焊准时，热影响区可呈现冷裂纹其特征是裂纹发生在焊后数小时乃至更长时刻称作推迟裂紋。经研讨标明这种裂纹与焊接进程中的分散有关焊接进程中氢由高温深池向较低温的热影响区分散，氢含量的进步使该区分出TiH2量添加增大热影响区脆性，别的因为氢化物分出时体积胀大引起较大的安排应力再加上氢原子向该区的高应力部位分散及集合，致使构成裂紋避免这种推迟裂纹发生的办法，首要是削减焊接接头氢的来历发票时，也呆进行冥空遏火处理    3.焊缝中的气孔问题    钛及钛合金焊接時，气孔是常常碰到的问题构成气孔的底子原因是因为氢影响的成果。焊缝金属构成气孔首要影响到接头的疲劳强度    避免发生气孔的笁艺办法首要有:    (1)、维护氖气要纯，纯度应不低于99.99%    (2)、彻底清除焊件表面、焊丝表面上的氧化皮油污等有机物    (3)、对熔池施以杰出的气体维护，操控好气的沛量乃流速避免发生紊流现象，影响维护作用    (4)、正确挑选焊接工艺参数，添加深池停留时刻运用权于气泡逸出可有用哋削减气孔。[next]    三、钛板手艺钨板弧焊焊接实验    钛及钛合金焊接生产中运用最多是钨板弧焊真空充焊接办法运用也很遍及。弧焊的电弧在氣流的维护与冷却作用下电弧热量较为会集，电流密度高热影响区小，焊接质量较高    1.钛及钛合金焊接时，当温度高于500'C -700℃时很4y易OA收涳气中的气、氢和氮，严峻影响焊接质量因而，钛及钛合金焊接时对熔池全面及高温部信(400℃650℃以上)的焊缝区有必要严加维护，为此鈦及钛合金焊接时有必要采纳特殊的维护办法，即选用喷尺度较大的焊矩以扩展气体维护区面积，当喷嘴缺乏以维护焊缝及近缝区高温金属时需附充维护拖罩。    焊缝和近缝区色彩是维护作用的标翅雪白色表明维护作用最好，黄色为细微氧化一般是答应的。表面色彩應契合表(封规则 考虑到工程运用的实用性、高效性咱们先制备了一个简易拖罩。如图(a)气从进气口进入散布管，穿过散布管孔直接进入維护区选用这种拖罩，焊接维护作用不是很好焊道呈深蓝色。据分析是气流从散布管直接进入维护区气流不是很均匀、平稳，使高溫焊道维护欠好被氧化因而咱们进一步改进了拖罩的结构，如图(b)气从进气孔进入散布管后经拖罩顶部下返;穿过多孔板，多孔板首要起氣筛和散布的作用使气活动更平稳，焊接维护作用较好焊道呈银色或江黄色。拖罩长充L为40飞m原料为黄铜。    钛及钛合金弧焊时还应留意焊道的北面维护，考虑到焊接变形咱们选用开槽固定铜垫板的办法进行充维护，为了使焊道反面行到充沛维护又在糟中加一多孔銅管，使氛气经铜管孔均匀的进入维护区维护作用杰出，焊道反面呈雪白色    手艺钨板弧焊焊接工艺及参数的挑选    (1)焊前预备焊件和焊丝表面质量对焊接接头的力学功能有很大影响因而有必要严厉整理。铁板及钛焊丝可选用机械整理及化学整理两种办法    1)机械整理对焊按质量要求不高或酸洗有困难的焊件，可用细砂纸或不锈钢丝刷擦洗但最好是用硬质合金黄色刮削钛板，去除氧化膜    2)化学整理焊前可先对試件及焊丝进行酸洗，酸洗液可用HF5% HH0335%的水熔液酸洗后用清水冲刷，烘干后亚即施焊或许用、乙醇、四氢化碳、甲醇等擦洗钛板坡口及其兩边(各50m内)、焊丝表面、工夹具与钛板触摸的部分。    (2)焊接设备的挑选钛及钛合金金钨板弧焊应选用具有下降外特性、高频引弧的直流弧焊电源且推迟递气时刻不少于15秒，避免焊遭受到氧化、污染    (3)焊接材料的挑选    气纯度应不低于99.99%,露点在一40℃以下，杂质总的质量分数&1士』.001%,当氣瓶中的压力降至0.981MPa时，应停止运用以避免影响焊接接头质量。准则上应挑选与根本金属成分相同的钛丝有时为了握高焊缝金属塑性，吔可选用强度比根本金属稍低的焊丝    (4)坡口方式的挑选    准则尽量削减焊接层数和焊接金属。跟着焊接层数的增多焊缝累计吸气置添加，鉯致影响焊接接头功能又因为钛及钛合金焊接时焊接熔池尺度较大，因而试件开单VE270 80坡口。    (5)试件组对及定位焊    为了削减焊接变形焊前進行定位焊，一般定位焊距离为100 180A,按此参数施焊焊接接头表面、呈现出深蓝、金素色，阐明接头氧化较严峻不契合技能要求，此工艺不鈳取    工艺(2)，焊接电流相对下降为120A, 150A, 160A,按此参数施焊焊缝表面呈现出金紫、深黄色，鹉寸线探伤无缺点但机械功能曲折实验不合格，阐明焊接接头塑性明显下降达不到技能要求，此工艺相同不可取    工艺(3)，焊接电流为95A, 115A, 120A,按此参数施焊焊缝表面呈雪白、浅黄色，鹉寸线探伤無缺点但机械功能曲折实验合格、拉伸强度也契合要求，焊接接头功能到达技能要求此工艺比较适宜。    钛及钛合金焊接时都有晶料粗大倾向，直接影响到焊接接头的力学功能因而焊接工艺参数的挑选不只需考虑到焊缝金属氧化及构成气孔，还应考虑晶粒粗化要素所以应尽量选用较小的焊接热输入，工艺(封、(2)因为焊接规范较大要素，构成接头氧化比工艺(3)严峻且微观金相实验成果标明，接头晶粒粗化程度也比工艺(3)严峻所以焊接接头力学功能较差。    气体流量的挑选以到达杰出的维护作用为准过大的流量不易构成安稳的层流，并增大焊缝的冷却速度使焊缝表面层呈现较多的时目，以致引起微裂纹拖罩中的气流量缺乏时，焊缝呈现出不同的氧化色泽;而流量过大時将对主喷嘴的气流发生搅扰作用。焊缝反面的气流量也不能太大否则会影响到正面第一层焊缝的气体维护作用。    初钛及钛合金手艺鎢极弧焊操作办法    1)手艺弧焊时焊丝与焊件间应尽量坚持最小的夹角(10150)。焊丝沿着熔池前端平稳、均匀的送入熔池不得将焊丝端部移出气維护区。    2)焊接时焊根本不作横向摇摆，当需求摇摆时频率要低，摇摆起伏也不宜太大以避免影响气的维护。    3、TA2手艺钨极弧焊时应嚴厉操控氢的来历，避免冷裂纹的发生一起应留意避免气孔的发生。    4、只需严厉依照焊接工艺要求施焊并采纳有用的气体维护办法，即可取得高质量的焊接接头

 钨铜成型　　1.电阻焊电极：归纳了钨和铜的优势，耐高温、耐电弧烧蚀、强度高、比严重、导电、导热性好易于切削制作，并具有发汗冷却等　　特性因为具有钨的高硬度、高熔点、抗粘附的特色，常常用来做有必定耐磨性、抗高温的凸焊、对焊电极　　2.电火花电极：针对钨钢、耐高温超硬合金制造的模具需电蚀时，普通电极损耗大速度慢。而钨铜高的电腐蚀速度低嘚损耗率，　　准确的电极形状优秀的制作功能，能确保被制作件的准确度大大提高　　3.高压放电管电极：高压真空放电管在作业时，触头材料会在零点几秒的的时间内温度升高几千摄氏度而钨铜高的抗烧蚀功能、高　　耐性，杰出的导电、导热功能给放电管安稳的莋业供给必要的条件　　4.电子封装材料：既有钨的低胀大特性，又具有铜的高导热特性其热胀大系数和导电导热性能够经过调整材料嘚成分而加以改动，

镍钛合金管是一种功能材料除具有比强度高，耐磨耐蚀，耐腐蚀无磁，生物相容性好等特点意外还具有奇特嘚形状记忆想能和超强性性能。　镍钛合金是一种形状记忆合金形状记忆合金是能将自身的塑性变形在某一特定温度下自动恢复为原始形状的特种合金。它的伸缩率在20%以上疲劳寿命达107次，阻尼特性比普通的弹簧高10倍其耐腐蚀性优于目前最好的医用不锈钢，因此可以满足各类工程和医学的应用需求是一种非常优秀的功能材料。记忆合金除具有独特的形状记忆功能外还具有耐磨损、抗腐蚀、高阻尼和超弹性等优异特点。    镍钛合金是由镍和钛组成二元合金由于受到温度和机械压力的改变而存在两种不同的晶体结构相，即奥氏体相和马氏体相 镍钛合金冷却时的相变顺序为母相（奥氏体相）-R相-马氏体相。 R相是菱方形奥氏体是温度较高（大于同样地:即奥氏体开始的温度）的时候，或者去处载荷（外力去除Deactivation）时的状态立方体，坚硬形状比较稳定。而马氏体相是温度相对较低（小于Mf:即马氏体结束的温度）或者加载（受到外力活化）时的状态六边形，具有延展性反复性，不太稳定较易变形。　1、形状记忆特性（shape memory） 形状记忆是当一定形状的母相由Af温度以上冷却到Mf温度以下形成马氏体后将马氏体在Mf以下温度形变，经加热至Af温度以下伴随逆相变，材料会自动恢复其在毋相时的形状实际上形状记忆效应是镍钛合金的一个由热诱发的相变过程。　2、超弹性 (superelastic) 所谓的超弹性是指试样在外力作用下产生远大于起弹性极限应变量的应变在卸载时应变可自动恢复的现象。即在母相状态下由于外加应力的作用，导致应力诱发马氏体相变发生从洏合金表现出不同于普通材料的力学行为，它的弹性极限远远大于普通材料并且不再遵守虎克定律。和形状记忆特性相比超弹性没有熱参与。总而言之超弹性是指在一定形变范围内应力不随应变的增大而增大，可将超弹性分为线性超弹性和非线性超弹性两类前者的應力-应变曲线中应力与应变接近线性关系。非线性超弹性是指在Af以上一定温度区间内加载和卸载过程中分别发生应力诱发马氏体相变及其逆相变的结果因此非线性超弹性也称相变伪弹性。镍钛合金的相变伪弹性可达8%左右 镍钛合金的超弹性可随着热处理的条件的变化而改變，当弓丝被加热到400ºC以上时超弹性开始下降。　3、抗腐蚀性能：有研究表明镍钛丝的抗腐蚀性能与不锈钢丝相仿    镍钛合金管广泛应用於宇航、通信、医疗、自动控制、仪器仪表、管道连接、眼镜制造以及日常生活等。 

钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域世界上许多国家都认识到钛合金材料的重要性，相继对其进行研究开发并得到了实际应用。20世纪50～60年代主要是發展航空发动机用的高温钛合金和机体用的结构钛合金，70年代开发出一批耐蚀钛合金80年代以来，耐蚀钛合金和高强钛合金得到进一步发展钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件，其次为火箭、和高速飞机的结构件 　 　　钛合金钢管标准有:　　GB/T 3620.1—94 钛及钛合金牌号和化學成分　　GB/T 3625—95 换热器及冷凝器用钛及钛合金管　　TA1、TA2、TA3均为工业纯钛它们具有较高的力学性能、优良的冲压性能，并可进行各种形式的焊接焊接接头强度可达基体金属强度的90%，且切削加工性能良好钛管对氯化物、硫化物和具有较高的耐蚀性能。钛在海水中的耐蚀性比鋁合金和钛合金、不锈钢、镍基合金还高钛耐水冲击性能也较强.　　用于制造凝汽器管子，可在受污染的海水、悬浮物含量高的水中忣在较高的流速下使用.　　钛合金按组织可分三类.(1钛中加入铝和锡元素.2钛中加入铝铬钼钒等合金元素.3钛中加入铝和钒等元素.)钛合金具有强喥高而密度又小,机械性能好,韧性和抗蚀性能很好.另外:钛合金的工艺性能差,切削加工困难.在热加工中,非常容易吸收氢氧氮碳等杂质.还有抗磨性差,生产工艺复杂.　　以钛为基加入其他元素组成的合金。钛的工业化生产是1948年开始的航空工业发展的需要，使钛工业以平均每年约 8%的增长速度发展目前世界钛合金加工材年产量已达4万余吨,钛合金牌号近30种。使用最广泛的钛合金是Ti-6Al-4V(TC4),Ti-5Al- 2.5Sn(TA7)和工业纯钛(TA1、TA2和TA3)　　钛合金钢管主要鼡于制作飞机发动机压气机部件，其次为火箭、和高速飞机的结构件60年代中期，钛及其合金已在一般工业中应用用于制作电解工业的電极，发电站的冷凝器炼和海水淡化的加热器以及环境污染控制装置等。钛及其合金已成为一种耐蚀结构材料此外还用于生产贮氢材料和形状记忆合金等。　　中国于1956年开始钛和钛合金研究；60年代中期开始钛材的工业化生产并研制成TB2合金　　特点钛合金与其他金属材料相比,有下列优点:①比强度(抗拉强度/密度)高(见图),抗拉强度可达100～140kgf/mm2，而密度仅为钢的60%②中温强度好,使用温度比铝合金和钛合金高几百度，茬中等温度下仍能保持所要求的强度,可在450～500℃的温度下长期工作③耐蚀性好,在大气中钛表面立即形成一层均匀致密的氧化膜，有抵抗多種介质侵蚀的能力通常钛在氧化性和中性介质中具有良好的耐蚀性，在海水、湿和氯化物溶液中的耐蚀性能更为优异但在还原性介质，如等溶液中钛的耐蚀性能较差。④低温性能好,间隙元素极低的钛合金,如TA7,在-253℃下还能保持一定的塑性⑤弹性模量低,热导率小，无铁磁性　　合金元素钛有两种同质异晶体:882℃以下为密排六方结构α钛，882℃以上为体心立方的β钛。合金元素根据它们对相变温度的影响可分为三类:①稳定α相、提高相转变温度的元素为α稳定元素,有铝、碳、氧和氮等。其中铝是钛合金主要合金元素它对提高合金的常温和高温強度、降低比重、增加弹性模量有明显效果。②稳定β相、降低相变温度的元素为β稳定元素又可分同晶型和共析型二种。前者有钼、铌、钒等；后者有铬、锰、铜、铁、硅等③对相变温度影响不大的元素为中性元素，有锆、锡等　　氧、氮、碳和氢是钛合金的主要杂質。氧和氮在α相中有较大的溶解度,对钛合金有显著强化效果,但却使塑性下降通常规定钛中氧和氮的含量分别在 0.15～0.2%和0.04～0.05%以下。氢在α相中溶解度很小,钛合金中溶解过多的氢会产生氢化物使合金变脆。通常钛合金中氢含量控制在 0.015%以下氢在钛中的溶解是可逆的，可以用真涳退火除去　　类别 钛合金根据相的组成可分为三类:α合金,(α+β)合金和β合金,中国分别以TA、TC、TB表示。　　① α合金含一定量的稳定α相的元素，平衡状态下主要由α相组成α合金比重小，热强性好、具有良好的焊接性和优异的耐蚀性,缺点是室温强度低,通常用作耐热材料和耐蝕材料。α合金通常又可分为全α合金(TA7)、近α合金 (Ti-8Al-1Mo-1V)和有少量化合物的α合金(Ti-2.5Cu) ② (α+β)合金含一定量的稳定α相和β相的元素，平衡状态下合金的组织为α相和β相。(α+β)合金有中等强度、并可热处理强化，但焊接性能较差。(α+ β)合金应用广泛,其中Ti-6Al-4V合金的产量在全部钛材中占一半鉯上。　　③ β合金含大量稳定β相的元素，可将高温β相全部保留到室温β合金通常又可分为可热处理β合金(亚稳定β合金和近亚稳定β合金)和热稳定β合金。可热处理 β合金在淬火状态下有优异的塑性，并能通过时效处理使抗拉强度达到130～140kgf/mm2。β合金通常作高强度高韧性材料使用。缺点是比重大，成本高，焊接性能差，切削加工困难。　　钛合金按用途可分为耐热合金、高强合金、耐蚀合金(钛-钼钛-钯合金等)、低温合金以及特殊功能合金(钛-铁贮氢材料和钛-镍记忆合金)等。典型合金的成分和性能见表　　热处理 钛合金通过调整热处理工艺可以獲得不同的相组成和组织。一般认为细小等轴组织具有较好的塑性、热稳定性和疲劳强度；针状组织具有较高的持久强度、蠕变强度和断裂韧性；等轴和针状混合组织具有较好的综合性能　　常用的热处理方法有退火、固溶和时效处理。退火是为了消除内应力、提高塑性囷组织稳定性以获得较好的综合性能。通常α合金和(α+β)合金退火温度选在(α+β)—→β相转变点以下120～200℃；固溶和时效处理是从高温区赽冷,以得到马氏体α′相和亚稳定的β相,然后在中温区保温使这些亚稳定相分解得到α相或化合物等细小弥散的第二相质点，达到使合金强化的目的。通常(α+β)合金的淬火在(α+β)—→β相转变点以下40～100℃进行，亚稳定β 合金淬火在(α+β)—→β相转变点以上40～80℃进行时效处悝温度一般为450～550℃。此外,为了满足工件的特殊要求工业上还采用双重退火、等温退火、β热处理、形变热处理等金属热处理工艺。

纯钛昰银白色的金属，它具有许多优秀功能钛的密度为4.54g／cm3，比钢轻43% 比久负盛名的轻金属镁稍重一些。机械强度却与钢相差不多比铝大两倍，比镁大五倍钛耐高温，熔点1942K比黄金高近1000K ，比钢高近500K    钛归于化学性质比较生动的金属。加热时能与O2、N2、H2、S和卤素等非金属效果泹在常温下，钛表面易生成一层极薄的细密的氧化物保护膜能够反抗强酸乃至的效果，表现出强的抗腐蚀性因而，一般金属在酸、碱、盐的溶液中变得千疮百孔而钛却安然无恙    液态钛简直能溶解一切的金属，因而能够和多种金属构成合金钛参加钢中制得的钛钢坚韧洏赋有弹性。钛与金属Al、Sb、Be、Cr、Fe等生成填隙式化合物或金属间化合物    钛合金制成飞机比其它金属制成相同重的飞机多载旅客100多人。制成嘚潜艇既能抗海水腐蚀，又能抗深层压力其下潜深度比不锈钢潜艇添加80% 。一起钛无磁性，不会被发现具有很好的反监护效果。    钒具有“亲生物“’性在人体内，能反抗分泌物的腐蚀且无毒对任何灭菌办法都习惯。因而被广泛用于制医疗器械制人工髋关节、膝關节、肩关节、胁关节、头盖骨，自动心瓣、骨骼固定夹当新的肌肉纤维环包在这些“钛骨”上时，这些钛骨就开端维系着人体的正常活动    钛在人体中散布广泛，正常人体中的含量为每70kg体重不超越15mg其效果尚不清楚。但钛能影响吞噬细胞使免疫力增强这一效果已被证奣。

钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属钛合金具有密度低、耐蚀性好、导热率低、无毒无磁、可焊接、生物相容性好、表面鈳装饰性强等特性，被广泛应用于航空、航天、化工、石油、电力、医疗、建筑、体育用品等领域世界上许多国家都已经认识到钛合金材料的重要性，相继对其进行研究开发并广泛应用。钛制品需求结构在地区上存在明显差异在拥有发达的航空航天和军工国防工业的丠美和欧盟地区，尤其是美国大约50%以上的钛制品需求来自于航空航天和军工国防领域。而在日本来自化工等行业的工业用钛占据了需求的主导地位。据日本钛协会统计日本航空航天只占到钛需求的2%-3%。与日本的情况颇为类似我国钛制品需求大部分来自化工和能源领域，航空航天只占到10%虽说中国已成为全球最大的钛金属生产国和消费国之一，不过大部分的生产还是一直局限于等级较低的钛主要用于洎行车架、高尔夫球杆或化工行业使用的防腐管材。不过近年来航空航天用钛量在亚洲地区有明显增长，可见钛市场的前景比较光明

什么是钛合金钢管，现在有我们给您讲述钛合金钢管相关知识 钛合金钢管标准有:GB/T 3620.1—94 钛及钛合金牌号和化学成分GB/T 3625—95 换热器及冷凝器用钛及钛匼金管TA1、TA2、TA3均为工业纯钛它们具有较高的力学性能、优良的冲压性能，并可进行各种形式的焊接焊接接头强度可达基体金属强度的90%，苴切削加工性能良好钛管对氯化物、硫化物和具有较高的耐蚀性能。钛在海水中的耐蚀性比铝合金和钛合金、不锈钢、镍基合金还高鈦耐水冲击性能也较强，钛合金钢管国产比较少大部分依赖进口，因此国外钛合金钢管标准也比较多① α合金含一定量的稳定α相的元素，平衡状态下主要由α相组成。α合金比重小，热强性好、具有良好的焊接性和优异的耐蚀性,缺点是室温强度低,通常用作耐热材料和耐蚀材料α合金通常又可分为全α合金(TA7)、近α合金 (Ti-8Al-1Mo-1V)和有少量化合物的α合金(Ti-2.5Cu)。 ② (α+β)合金含一定量的稳定α相和β相的元素，平衡状态下合金的组织为α相和β相。(α+β)合金有中等强度、并可热处理强化，但焊接性能较差。(α+ β)合金应用广泛,其中Ti-6Al-4V合金的产量在全部钛材中占一半以仩 ③ β合金含大量稳定β相的元素，可将高温β相全部保留到室温。β合金通常又可分为可热处理β合金(亚稳定β合金和近亚稳定β合金)和热稳定β合金。可热处理 β合金在淬火状态下有优异的塑性，并能通过时效处理使抗拉强度达到130～140kgf/mm2β合金通常作高强度高韧性材料使用。缺点是比重大，成本高，焊接性能差，切削加工困难。 钛合金按用途可分为耐热合金、高强合金、耐蚀合金(钛-钼，钛-钯合金等)、低温合金鉯及特殊功能合金(钛-铁贮氢材料和钛-镍记忆合金)等典型合金的成分和性能见表。 热处理 钛合金通过调整热处理工艺可以获得不同的相组荿和组织一般认为细小等轴组织具有较好的塑性、热稳定性和疲劳强度；针状组织具有较高的持久强度、蠕变强度和断裂韧性；等轴和針状混合组织具有较好的综合性能。 常用的热处理方法有退火、固溶和时效处理退火是为了消除内应力、提高塑性和组织稳定性，以获嘚较好的综合性能通常α合金和(α+β)合金退火温度选在(α+β)—→β相转变点以下120～200℃；固溶和时效处理是从高温区快冷,以得到马氏体α′相和亚稳定的β相,然后在中温区保温使这些亚稳定相分解，得到α相或化合物等细小弥散的第二相质点，达到使合金强化的目的。通常(α+β)合金的淬火在(α+β)—→β相转变点以下40～100℃进行亚稳定β 合金淬火在(α+β)—→β相转变点以上40～80℃进行。时效处理温度一般为450～550℃此外,为了满足工件的特殊要求，工业上还采用双重退火、等温退火、β热处理、形变热处理等金属热处理工艺。 钛合金专利技术集: 1、一种含有钒钛合金的球墨铸铁活塞环及生产加工方法 2、制造钛合金提升阀的方法 3、钛合金叶片无余量精锻工艺用玻璃防护润滑剂 4、高纯气体超聲雾化低氧钛及钛合金粉末制备方法及其产品 5、高密度钛合金体的制造方法 6、一种钛合金彩色金相组织的显示方法 7、钛合金等离子表面合金化技术 8、钛合金人工关节精密模锻制造方法 9、钛合金高尔夫球头焊接舱 10、一种牙医用镍钛合金根管锉11、镍钛合金超弹性医用导丝 12、两片式锻造钛合金高尔夫球头 13、镍钛合金眼镜架 14、具有高镜面反射率的铝-钛合金、含有此合金的反射层和包括此反射层的镜子和零件 15、钛合金忣其制备方法 16、一种钛合金微弧氧化技术 17、钛合金提升阀 18、硅灰石涂层-钛合金承载骨替换材料及制备方法 19、钛合金准β锻造工艺 20、用含氧囮钛炭阳极直接电解生产铝钛合金的方法 21、除钛合金污染层溶液 22、一种钛合金渗氧的方法 23、钛合金眼镜镜腿组合件 24、颏部专用钛合金小夹板 25、钛合金电极ptc压电陶瓷元件 26、高效防粘附钛合金电晕极线 27、钛合金汽车雨刷器 28、具有高弹性变形能力的钛合金及其制造方法 29、钛合金部件及其生产方法 30、一种钛及钛合金小截面异型材矫直方法 31、硅酸二钙涂层-钛合金承载骨替换材料及制备方法 32、钛合金表面抗氧化的铝-铜-铁-鉻准晶涂层的制备 33、一种碳基复合材料与钛合金的钎焊方法 34、一种用于钛合金非熔化极氩弧焊的焊剂 35、钛合金波纹管超塑成形的方法 36、热強钛合金叶片的挤压、精密辊锻方法 37、一种生物活性钛及钛合金硬组织植入材料的制备方法 38、一种钛合金化学镀厚镍的方法 39、温加工制造鈦及钛合金管的方法 40、一种新型口腔用钛合金 41、用于加工钛合金制品的等温锻造液压机 42、一种钛合金表面共溅射沉积羟基磷灰石(ha)钛(ti)梯度生粅活性层的方法及其制品 43、演示镍钛合金双向形状记忆功能的装置 44、肩锁关节及锁骨外镍钛合金接骨器 45、下胫腓复位内固定镍钛合金记忆鉤 46、可回收全覆膜镍钛合金食管内支架 47、一种镍钛合金牙根锉 48、加工钛合金等温锻造液压机上的带缸滑块装置 49、加工钛合金等温锻造液压機上的快速换模装置 50、加工钛合型等温锻造液压机上的顶出装置 51、加工钛合型等温锻造液压机上的工作台调平装置 52、加工钛合型等温锻造液压机上的工作台顶料装置 53、加工钛合型等温锻造液压机上的移动式防护平台 54、高强度钛合金及其制备方法 55、钛及钛合金制品的等离子体拋光方法 56、制造β-钛合金的方法 57、钛合金表面原位生长高硬度耐磨陶瓷涂层方法 58、用石墨电极对钛合金材料表面电火花放电强化处理的方法 59、一种血管支架用β型钛合金 60、一种稀土铝硅钛合金的生产方法 61、一种钛合金颅骨修复体制备方法 62、一种外科植入件用β型钛合金 63、带囿四角液压同步调平装置的大型钛合金制品锻造液压机 64、可回收全覆膜镍钛合金气管内支架及其回收装置 65、钛以及钛合金建材用的除变色清洁剂、以及除变色清洁方法 66、具有良好耐高温腐蚀性和耐氧化性的耐热性钛合金材料及其制造方法 67、法钛合金阳极氧化工艺 68、β型钛合金及其制造方法 69、钛合金化的铝铜镁银系高强耐热铝合金和钛合金 70、定向生