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江蘇邱成機電有限公司

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江蘇邱成機電有限公司是一家集研發、工程、銷售、技術服務于一體的現代化企業，是國內自動化領域具競爭力的設備供應商。公司主要經營歐美和日韓 等發達國家的機電一體化設備、高精度分析檢測儀器、環境與新能源工業設備及電動工具等工控自動化產品。 

在熱處理中間及熱處理之后大多要求進行表面處理，以便去除金屬表面氧化皮及各種污染物，減少金屬裸餺表面的活性，以及在鈦及其合金表鹵涂敷保護層及各種功能涂層之前和涂敷過程中也要進行表面處理，涂敷這種涂層的是改善金屬表面的性能，例如，防止腐蝕、氧化及磨損等。

鈦及其合金的酸洗條件決定于氧化層及現存反應層的種類（特征），而這種層的種類又受到高溫加熱過程及加工過程溫度增高（例如鍛造、鑄造、焊接等）的影響。在較低的加工溫度或者大約在600X：以下的髙溫加熱溫度條件下僅僅生成薄的氧化層，高溫條件下對著某種氧化層附近形成一種富氧擴散區,也必須通過酸洗脫除這個富氧擴散層。可以采用各種不同的脫除氧化皮方法：脫除厚氧化層及硬表面層的機械方法，在熔融鹽浴中脫除氧化皮以及在酸溶液中進行酸洗脫除氧化皮的方法。

在很多種情況下可以采用若干方法相結合的方法，例如，先機械方式脫除氧化皮及接著進行酸洗相結合，或者先鹽浴及接著進行酸洗相結合的脫除氧化皮方法^遇到在較高的溫度下形成的氧化層及擴散層的情況下要采用特殊的方法但是在高溫加熱到600X：的情況下形成的氧化層大多通過一般的酸洗就可將其溶解掉。

存在的問題編輯 語音

鈦合金具有質量輕、比強度高、耐腐蝕性好等優點，故被廣泛應用在汽車工業中，應用鈦合金最多的是汽車發動機系統。利用鈦合金制造發動機零件有很多好處。

鈦合金的密度低，可以降低運動零件的慣性質量，同時鈦氣門彈簧可以增加自由振動，減弱車身的振顫，提高發動機的轉速及輸出功率。

減小運動零件的慣性質量，從而使摩擦力減小，提高發動機的燃油效率。選擇鈦合金可以減輕相關零件的負載應力，縮小零件的尺寸，從而使發動機及整車的質量減輕。零部件慣性質量的降低，使得振動和噪聲減弱，改善發動機的性能。 鈦合金在其他部件上的應用可提高人員的舒適度和汽車的美觀等。在汽車工業上的應用，鈦合金在節能降耗方面起到了不可估量的作用。

鈦合金零部件盡管具有如此*的性能，但距鈦及其合金普遍應用在汽車工業中還有很大的距離，原因包括價格昂貴、成形性不好及焊接性能差等問題。

阻礙鈦合金普遍應用于汽車工業的最主要原因還是成本過高。

無論是金屬最初的冶煉還是后續的加工，鈦合金的價格都遠遠高于其他金屬。汽車工業能夠接受的鈦制零件成本，用連桿鈦材8～13美元/kg，氣閥用鈦

材13～20美元/kg，彈簧、發動機排氣系統及緊固件用鈦材希望在8美元/kg以下。是鋁板材的6～15倍，鋼板材的45～83倍。

缺點編輯 語音

鈦及鈦合金主要限制是在高溫與其它材料的化學反應性差。此性質迫使鈦合金與一般傳統的精煉、熔融和鑄造技術不同，甚至經常造成模具的損壞；結果，使的鈦合金的價格變的十分昂貴。因此它們剛開始大多用在飛機結構、航空器，以及用在石油和化學工業等高科技工業。不過由于太空科技的發達、人民生活質量的提升，所以鈦合金也漸漸地用來制成民生用品，造福人民的生活，只是這些產品價格仍然偏高，多屬于高價位的產品，這是鈦合金無法發揚光大的的致命傷。

新進展編輯 語音

各國都在開發低成本和高性能的新型鈦合金，努力使鈦合金進入具有巨大市場潛力的民用工業領域。國內外鈦合金材料的研究新進展主要體現在以下幾方面。

高溫鈦合金

一個研制成功的高溫鈦合金是Ti-6Al-4V，使用溫度為300-350℃。隨后相繼研制出使用溫度達400℃的IMI550、BT3-1等合金，以及使用溫度為450~500℃的IMI679、IMI685、Ti-6246、Ti-6242等合金。已成功地應用和民用飛機發動機中的新型高溫鈦合金有.英國的IMI829、IMI834合金；美國的Ti-1100合金；俄羅斯的BT18Y、BT36合金等。表7為部分國家新型高溫鈦合金的使用溫度[26]。

近幾年國外把采用快速凝固/粉末冶金技術、纖維或顆粒增強復合材料研制鈦合金作為高溫鈦合金的發展方向，使鈦合金的使用溫度可提高到650℃以上[1,27,29,31]。美國麥道公司采用快速凝固/粉末冶金技術成功地研制出一種高純度、高致密性鈦合金，在760℃下其強度相當于室溫下使用的鈦合金強度[26]。

鈦鋁化合物

與一般鈦合金相比，鈦鋁化合物為基鈉Ti3Al（α2）和TiAl（γ）金屬間化合物的點是高溫性能好（使用溫度分別為816和982℃）、抗氧化能力強、抗蠕變性能好和重量輕（密度僅為鎳基高溫合金的1/2），這些優點使其成為未來航空發動機及飛機結構件*競爭力的材料[26]。

已有兩個Ti3Al為基的鈦合金Ti-21Nb-14Al和Ti-24Al-14Nb-#v-0.5Mo在美國開始批量生產。其他發展的Ti3Al為基的鈦合金有Ti-24Al-11Nb、Ti25Al-17Nb-1Mo和Ti-25Al-10Nb-3V-1Mo等[29]。TiAl(γ)為基的鈦合金受關注的成分范圍為Ti-(46-52)Al-(1-10)M（at.%），此處M為v、Cr、Mn、Nb、Mn、Mo和W中的至少一種元素。TiAl3為基的鈦合金開始引起注意，如Ti-65Al-10Ni合金[1]。

高強高韌β型

β型鈦合金是20世紀50年代中期由美國Crucible公司研制出的B120VCA合金（Ti-13v-11Cr-3Al）。β型鈦合金具有良好的冷熱加工性能，易鍛造，可軋制、焊接，可通過固溶-時效處理獲得較高的機械性能、良好的環境抗力及強度與斷裂韌性的很好配合。新型高強高韌β型鈦合金*代表性的有以下幾種[26,30]：

Ti1023（Ti-10v-2Fe-#al），該合金與飛機結構件中常用的30CrMnSiA高強度結構鋼性能相當，具有優異的鍛造性能；

Ti153（Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn），該合金冷

加工性能比工業純鈦還好，時效后的室溫抗拉強度可達1000MPa以上；

β21S（Ti-15Mo-3Al-2.7Nb-0.2Si），該合金是由美國鈦金屬公司Timet分部研制的一種新型抗氧化、超高強鈦合金，具有良好的抗氧化性能，冷熱加工性能優良，可制成厚度為0.064mm的箔材；

日本鋼管公司（NKK）研制成功的SP-700（Ti-4.5Al-3V-2Mo-2Fe）鈦合金，該合金強度高，超塑性延伸率高達2000%，且超塑成形溫度比Ti-6Al-4V低140℃，可取代Ti-6Al-4V合金用超塑成型-擴散連接（SPF/DB）技術制造各種航空航天構件；

俄羅斯研制出的BT-22（TI-5v-5Mo-1Cr-5Al），其抗拉強度可達1105MPA以上。

阻燃鈦合金

常規鈦合金在特定的條件下有燃烷的傾向，這在很大程度上限制了其應用。針對這種情況，各國都展開了對阻燃鈦合金的研究并取得一定突破。美國研制出的Alloy c（也稱為Ti-1720），名義成分為50Ti-35v-15Cr（質量分數），是一種對持續燃燒不敏感的阻燃鈦合金，己用于F119發動機。BTT-1和BTT-3為俄羅斯研制的阻燃鈦合金，均為Ti-Cu-Al系合金，具有相當好的熱變形工藝性能，可用其制成復雜的零件[26]。

醫用鈦合金

鈦無毒、質輕、強度高且具有優良的生物相容性，是非常理想的醫用金屬材料，可用作植入人體的植入物等。在醫學領域中廣泛使用的仍是Ti-6Al-4v ELI合金。但后者會析出極微量的釩和鋁離子，降低了其細胞適應性且有可能對人體造成危害，這一問題早已引起醫學界的廣泛關注。美國早在20世紀80年代中期便開始研制無鋁、無釩、具有生物相容性的鈦合金，將其用于矯形術。日本、英國等也在該方面做了大量的研究工作，并取得一些新的進展。例如，日本已開發出一系列具有優良生物相容性的α+β鈦合金，包括

鋅合金也稱為鋅基合金，一般分為二元合金、三元合金和多元合金。二元鋅基合金一般指鋅鋁合金；三元鋅基合金一般指鋅鋁銅合金；多元合金一般指鋅鋁銅及其他微量金屬。

鋅基合金、鋅合金、鋅鋁合金都是一個寬泛的概念，不是指該合金可以滿足某種特定功能的概念。如鋅鋁合金按照鋁的含量分為低鋁鋅基合金、中鋁鋅基合金和高鋁鋅基合金。它們雖說都是鋅鋁合金，但它們的性能卻有著很大不同。

低鋁鋅基合金一般為二元合金，主要用于防腐功能，基本上用噴鍍鋅鋁合金替代了鍍鋅工藝（新技術）。中鋁鋅基合金一般為三元合金，主要用于緊固功能，常常用于制造鉚釘等緊固件，其原因是除了其具有一定的強度和延伸率，最主要是其具有很好的施工方便性。高鋁鋅基合金一般為三元或多元合金，該合金具有這樣的特性，即采用不同的熔煉參數和鑄造工藝，制造出的材料在性能上存在著很大的差異；有的延伸率好適合于制造緊固件，有的強度高適合于制造高強度殼體，只有一少部分減摩系數小適合于制造滑動軸承；因此高鋁鋅基合金在國外被稱作“魔術合金"。一般來說，鋅基軸承合金都是高鋁鋅基合金，但高鋁鋅基合金并不都是滑動軸承合金。

新型滑動軸承合金的分類中的“鋅基合金"和上述寬泛概念的鋅基合金有著本質上的差異，嚴格說就不是一類材料。

滑動軸承合金要求要有一定的強度、延伸率和硬度，最重要的要有非常良好的減摩性能。

良好的減摩性不是把幾種有關的金屬成份混合在一起熔煉就可以自然產生出來的，它是需要完整的工藝來保證其性能的；比如金剛石和石墨，它們具有相同的化學成份，如果采用不同的工藝，那么就可以生產出金剛石或石墨；金剛石的分子結構是三角形結構，它的特性是堅硬無比，可以用來制作刀具；石墨的分子結構是平行結構，它的特性是非常柔軟，可以用來制作潤滑劑；金剛石和石墨成分相同，其性能卻是天壤之別。

多元合金的工藝比三元合金要復雜許多；三元合

金是可以通過一次熔煉產生，也采用二次熔煉工藝。由于二次熔煉的成本比一次熔煉的高，許多企業愿意采用一次熔煉工藝生產三元合金。多元合金是在三元合金的基礎上多加了一種或幾種合金成份，熔煉技術自然就要復雜許多，一般的熔煉技術水平想隨意多加一種或幾種元素，其實都是很有難度加入進去的。

隨著世界納米技術的誕生，從納米技術衍生出的微納米應用技術給基礎材料工業帶來了全新的發展思路，*改變了人們的思維。

微納米應用技術應用在了軸承合金領域，誕生了先進的“聯合熔鑄工藝"技術，因此實現了在多元的軸承合金基礎上制造與世界同步的鋅基微晶合金。

微晶合金是一種合金晶粒細化至微米級的鋅基合金材料，具有這種超微晶粒的鋅基合金可以實現某一特殊方面表現出極其優異的綜合機械性能、*的尺寸穩定性和耐磨性

。估計在不久的將來，此類具有高強度、低彈性模量以及優異成形性和抗腐蝕性能的廬鈦合金很有可能取代醫學領域中廣泛使用的Ti-6Al-4V ELI合金[28,32]

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