钛及钛合(he)金(jin)材(cai)料(liao)作(zuo)为金属材料中的佼佼(jiao)者，具有一系列其(qi)他金属材(cai)料不(bu)可比拟的优(you)异性能(neng)，因而(er)近(jin)几年(nian)来发展(zhan)很快，并被迅速(su)广泛地应用于航(hang)天军(jun)工等高(gao)科(ke)技(ji)领(ling)域(yu)。美(mei)国(guo)、俄罗(luo)斯(si)、日(ri)本、中(zhong)国(guo)等世界各(ge)国(guo)都极为重视钛(tai)合(he)金的研(yan)发工作，不(bu)断开发(fa)新(xin)型(xing)钛(tai)合(he)金材(cai)料(liao)，扩大(da)钛(tai)及钛合金(jin)的(de)应(ying)用。由于研究不断(duan)深入(ru)和产品系(xi)列增(zeng)多(duo)，现(xian)在不(bu)少钛材产(chan)品(pin)，如钛丝(si)材等(deng)也(ye)已越(yue)来(lai)越多(duo)地进入(ru)到(dao)各(ge)种(zhong)民(min)用(yong)消(xiao)费(fei)品领(ling)域(yu)。
在(zai)日本(ben)，钛的(de)生产(chan)技(ji)术(shu)确立后(hou)已经历了20多(duo)年，产(chan)量逐(zhu)渐增(zeng)大，现已达(da)到(dao)大约(yue)1万t/a。但是(shi)，钛(tai)丝(si)材的(de)产量(liang)却(que)非(fei)常低，每(mei)年(nian)仅(jin)200t左右(you)，使(shi)用(yong)范围仅局限(xian)于(yu)焊(han)丝、飞(fei)机(ji)用螺(luo)栓类(lei)眼镜(jing)架(jia)以及击(ji)剑面具(ju)等，可(ke)以(yi)说(shuo)还没(mei)有(you)到(dao)正(zheng)式(shi)被(bei)利(li)用的阶(jie)段。
1、钛(tai)丝(si)的(de)优(you)异(yi)性能(neng)
钛(tai)丝的(de)耐(nai)蚀性、高(gao)比(bi)强非磁(ci)性(xing)及(ji)其综(zong)合(he)性(xing)能远(yuan)远(yuan)优于(yu)不锈钢和铝合金等；价(jia)格高一个(ge)数量(liang)级，这(zhe)是(shi)其扩(kuo)大(da)利(li)用(yong)的一(yi)大障碍(ai)。随着(zhe)坚(jian)实的(de)应(ying)用(yong)开(kai)发，可以看(kan)到(dao)在嗜好品(pin)、文(wen)体娱乐(le)、汽(qi)车和(he)医(yi)疗(liao)等(deng)民(min)用(yong)领(ling)域(yu)，钛丝的利用(yong)范(fan)围(wei)正在扩(kuo)大。
钛(tai)丝(si)材的生(sheng)产(chan)工艺(yi)在铸锭前(qian)与板材相同(tong)，铸(zhu)锭(ding)后经(jing)表面处理一(yi)热轧开坯一表(biao)面处(chu)理(li)一(yi)热轧线(xian)坯(pi)一酸洗(xi)一表(biao)面剥(bo)皮一非氧化(hua)退(tui)火一前处(chu)理澜滑一拉丝(si)加(jia)工(gong)生(sheng)产(chan)出(chu)钛丝(si)。生(sheng)产(chan)设(she)备(bei)基(ji)本上(shang)与(yu)生(sheng)产钢(gang)材(cai)的相(xiang)同(tong)，所以是(shi)由相关(guan)的(de)钢铁(tie)厂(chang)家生产，没(mei)有(you)钛丝(si)专(zhuan)用(yong)的生(sheng)产(chan)设(she)备，热轧(ya)温(wen)度与(yu)钢(gang)材(cai)的(de)1000~1200℃相(xiang)比(bi)要低， 约(yue)为800～900℃ ， 这(zhe)是(shi)为(wei)了(le)避(bi)免(mian)晶粒粗大化，针状(zhuang)组织化和(he)二(er)相(xiang)组织化(hua)。
同时也(ye)起(qi)到(dao)防止从接(jie)触(chu)钢(gang)材(cai)中的(de)铁(tie)的(de)扩散侵(qin)入(ru)以及从枯- 气傩(nuo)中(zhong)吸收(shou)氢(qing)的效果(guo)。热(re)轧工(gong)艺(yi)中(zhong)的鳞(lin)皮(pi)之下(xia)的富氧(yang)层(ceng)是(shi)不可(ke)避免(mian)的，必须(xu)除(chu)去，一般(ban)采(cai)用(yong)酸(suan)洗或者(zhe)剥皮(pi)的方(fang)法。软(ruan)化(hua)退(tui)火温度在(zai)不引起晶粒粗(cu)大(da)的前(qian)提下(xia)要(yao)尽(jin)量(liang)提(ti)高，在(zai)约(yue)700～800℃ 的(de)氩(ya)气中(zhong)连(lian)续进(jin)行，或(huo)者(zhe)在(zai)真(zhen)空炉(lu)中批量进行(xing)。拉丝甲，由(you)于钛的活(huo)性高(gao)，易引起(qi)热粘(zhan)连(lian)，因(yin)此，应(ying)使(shi)偶(ou)滑(hua)剂(ji)具有载(zai)体功(gong)能，不预先(xian)使表(biao)面(mian)具有相当(dang)厚的氧(yang)化膜(mo)或(huo)镀(du)镍(nie)腆，特殊的(de)润滑(hua)膜(mo)。而(er)进(jin)行(xing)低速拉(la)丝的话，就会(hui)国热粘连(lian)而(er)发生咬模现(xian)象(xiang)，使拉(la)丝(si)不能(neng)进行(xing)．一(yi)般希望采(cai)用MOS2等粉末(mo)润滑(hua)剂，拉丝机(ji)也可采用(yong)辊式(shi)模(mo)拉(la)丝方(fang)式。钛(tai)线(xian)的拉丝性能非常好，无论(lun)是(shi)纯(chun)钛(tai)还是钛合金(jin)都有与钢(gang)丝(si)同样的超(chao)过(guo)90％的(de)总(zong)加(jia)工率(lv)极(ji)限．利(li)用钛(tai)丝(si)的加工(gong)硬化，可(ke)使(shi)其高强(qiang)度化(hua)，这种加(jia)工硬化尽(jin)管(guan)比(bi)钢丝低(di)，但(dan)对钛(tai)台(tai)金(jin)丝也(ye)可达到1400N/mm2的水工三，另(ling)外(wai)，在(zai)500℃ 附(fu)近(jin)，进行α相向β相(xiang)的微(wei)细(xi)析(xi)出硬化(hua)处(chu)理，可使(shi) β及(ji)α+β合金(jin)曲强度增加(jia)500N/mm2左(zuo)右(you)，达(da)到(dao)接(jie)近2000N/mm2这(zhe)样(yang)与钢丝相当(dang)的(de)强(qiang)度，因而(er)可(ke)以(yi)扩(kuo)展(zhan)其用途(tu).但是这(zhe)种时(shi)效硬(ying)化(hua)处(chu)理(li)，使(shi)伸(shen)长率(lv)和断(duan)面收缩(suo)率极(ji)低(di)，所(suo)以(yi)仅适(shi)用(yong)于最(zui)终(zhong)成(cheng)形(xing)后的(de)产(chan)品(pin).现有市售代表性(xing)的钛丝品(pin)种(zhong)有α合金(jin)(CP-2，TiX一(yi)870)、 α+β合(he)金(jin)(Ti一(yi)6AI一(yi)4V)和 β合金(β—C，l5—3—3)。可(ke)根据(ju)相应(ying)的(de)用途要求(qiu)，选(xuan)择(ze)品种(zhong)及(ji)热(re)处理(li)方(fang)法(fa)，以(yi)得(de)到所(suo)需要的(de)力学(xue)性(xing)能。
2、钛丝(si)的(de)主(zhu)要(yao)应(ying)用(yong)
据(ju)1993年度日(ri)本(ben)钍(tu)协会(hui)的资料(liao)，钛丝(si)的(de)年产量为21It，其中(zhong)包(bao)括眼(yan)镜用70t，焊(han)接用(yong)25t，击(ji)剑面具用(yong)5t，手表(biao)带用(yong)5t，飞机螺(luo)栓用20t，总计约(yue)125t，占60％．考虑(lv)制(zhi)作过程(cheng)中的(de)
损(sun)失，每年(nian)约(yue)有40t被(bei)实际(ji)使用(yong)。预料钛(tai)丝(si)将(jiang)在(zai)体育(yu)、文娱(yu)、民生(sheng)和医疗(liao)方面(mian)扩大应用(yong)。
1）在(zai)汽车(che)部件方(fang)面
特别重(zhong)机疲劳性能的阀(fa)弹簧(huang)，其特性(xing)已(yi)得(de)到(dao)充(chong)分验(yan)证，为(wei)了(le)防(fang)止(zhi)线问接(jie)触(chu)的(de)磨损(sun)，对钛丝(si)进(jin)行非(fei)电解(jie)镀(du)镍(nie)处理，这(zhe)种(zhong)重量减(jian)轻50％ 的(de)弹(dan)簧(huang)的(de)耐久(jiu)性也(ye)已经得(de)到证(zheng)明，但因价格商，仅限(xian)于赛(sai)车(che)用(yong)。阀的实(shi)用(yong)化研(yan)究(jiu)也正在取得(de)进(jin)展，并确(que)立了耐磨(mo)耗(hao)的雄(xiong)焊(han)焊(han)接(jie)技术 不(bu)但(dan)可作(zuo)进气(qi)阉(yan)，而且(qie)也(ye)可(ke)作排(pai)气阕(que)。连杆也已(yi)有市(shi)售(shou)，其附(fu)件(jian)连(lian)杆螺(luo)栓(shuan) 双 、螺桂(gui)也(ye)在研究(jiu)用钛合盎(ang)制造。支(zhi)承汽(qi)车(che)的悬(xuan)架弹簧，其轻盈(ying)化(hua)效(xiao)果(guo)好，已达(da)到完全(quan)可实(shi)用(yong)的(de)阶(jie)段，由于(yu)价格高(gao)，仅限(xian)于(yu)赛车，配(pei)套(tao)部(bu)件(jian)等(deng)。最(zui)近(jin)Timet 公(gong)司(si)开发(fa)了(le)与(yu)纯钛(tai)价(jia)格(ge)接(jie)近(jin)的β合(he)金(jin)，成(cheng)为汽(qi)车世(shi)界(jie)采(cai)用钛(tai)的导(dao)火线，兴(xing)趣(qu)很(hen)大(da)。目前(qian)在(zai)实(shi)用(yong)车(che)上(shang)采用的(de)仅仅是阀护厦， 是(shi)由(you)Ti一6AI一(yi)4V合(he)金热锻(duan)造(zao)而(er)成(cheng)，也(ye)正在(zai)考虑(lv)用合(he)金玲(ling)压制造(zao)，以(yi)降低成(cheng)本(ben)。自行(xing)车(che)已(yi)经有全钛(tai)车出售，轮幅(fu)、鞍(an)座(zuo)已(yi)用(yong)钛(tai)制(zhi)造。
2）在(zai)体(ti)育(yu)和(he)文娱(yu)方面
主要是利(li)用钛(tai)的重(zhong)量轻这一特(te)性。击剑面(mian)具早(zao)已(yi)全(quan)面(mian)采(cai)用，在(zai)棒(bang)球(qiu)和(he)珠(zhu)球(qiu)方面理(li)应得(de)到应(ying)用(yong)，但(dan)宣(xuan)传(chuan)不够(gou)。短(duan)跑用(yong)的(de)钉子鞋也使用(yong)了(le)钛台(tai)金，若(ruo)能解(jie)决钛(tai)的耐(nai)磨(mo)性(xing)及价(jia)格(ge)问题(ti)，那(na)就可(ke)扩展(zhan)到(dao)棒球和高尔夫球(qiu)等(deng)用(yong)的(de)所(suo)有(you)的(de)钉子(zi)鞋。钓鱼(yu)用的绕线架(jia)， 盛(sheng)放(fang)钓的鱼的(de)鱼(yu)礴(bo)也(ye)用(yong)钍丝(si)。钓香(xiang)鱼的(de)渔(yu)线从(cong)尼龙(long)线向金属线转(zhuan)化(hua)，除一部分用钢(gang)琴(qin)线(xian)外(wai)，部分(fen)也(ye)使用(yong)Ti—Ni台金(jin)线。也正在探(tan)讨用钛制作钓大金(jin)枪鱼(yu)的渔钩和渔(yu)线等。
3）发(fa)射(she)卫星(xing)用(yong)的火箭
其(qi)卫(wei)星(xing)和燃(ran)料帮(bang)的分(fen)离(li)采(cai)用弹(dan)簧方式(shi)。东(dong)京(jing)大学字(zi)宙研(yan)究(jiu)所(suo)己(ji)采(cai)用(yong)钛制(zhi)弹簧， 这(zhe)种弹(dan)簧不仅(jin)减轻(qing)了重量(liang)，而且收容弹(dan)簧(huang)所(suo)占的空间(jian)小(xiao)，已(yi)发射(she)了(le)20多发。这种(zhong)配置对(dui)称(cheng)的弹簧(huang)，其特性(xing)要(yao)完全一(yi)致，因(yin)此(ci)在制作(zuo)中(zhong)必(bi)须(xu)严(yan)格(ge)管(guan)理。
东(dong)京大学(xue)海(hai)洋研究所的 白风丸(wan) 探海(hai)探(tan)测(ce)船为了(le)探(tan)铡IOkra 以上的(de)探海(hai)状况，采用(yong)了钍制(zhi)CI]D缆线及绳(sheng)索(suo)。萌(meng)者(zhe)可(ke)连续(xu)记录盐(yan)分浓(nong)度、温(wen)度(du)和探(tan)度，中(zhong)心(xin)为(wei)铜(tong)导(dao)线、外侧用钛丝(si)(口(kou)一C台金)进行二(er)重铠装，前端(duan)装(zhuang)有(you)传(chuan)感(gan)器。后者(zhe)用作海(hai)水采(cai)样(yang)等，绳(sheng)索(suo)结(jie)构(gou)为(wei)7×3，外(wai)径为6.4mm(线材直(zhi)径为1.1mm，1300N/mm2)，断裂(lie)负荷可耐(nai)2.35t，采用ASTM级等4类钛(tai)，由 99％的(de)冷(leng)加工(gong)线材(cai)制成。过去(qu)采用(yong)镀(du)锌钢(gang)丝(si),但(dan)至(zhi)12km深(shen)海(hai)时(shi)，不能(neng)耐自(zi)重，采用轻(qing)的钛(tai)，至(zhi)12km时，其(qi)残宗(zong)载荷可(ke)达初(chu)始载荷(he)的50％，而(er)且(qie)具有(you)不(bu)需(xu)涂(tu)油(you)，采样(yang)无污(wu)染(ran)等优(you)点。另(ling)外海边等养(yang)殖网(wang)也(ye)用钛丝(si)织(zhi)成，15年(nian)前(qian)就试验性布设(she)．至(zhi)今仍毫无损(sun)坏(huai)地(di)在用。网(wang)中(zhong)混(hun)人(ren)百(bai)分之(zhi)几的食(shi)藻类和贝(bei)类的石(shi)鲫(ji)鱼，就无(wu)需(xu)定期(qi)清(qing)除的(de)作(zuo)业(ye)。
4）工具(ju)、连(lian)结(jie)件方面
钛(tai)丝用(yong)作钍(tu)屋(wu)厦(sha)连结用(yong)螺(luo)丝，穿孔(kong)螺(luo)栓(shuan)等(deng)，也(ye)用作(zuo)钛(tai)钉，连(lian)结(jie)瓦(wa)的捆(kun)束等(deng)．钛丝(si)还(hai)用于(yu)板手(shou)、登(deng)山(shan)工具、防弹衣(yi)、锁(suo)、插(cha)花(hua)铗(jia)等(deng)的材(cai)料(liao)。
5）医(yi)疗应用(yong)
人(ren)工(gong)齿(chi)根、固定骨折部(bu)的(de)螺(luo)栓，人工半月(yue)板等(deng)人(ren)体(ti)植人材也用钛(tai)丝。另外用直径0.70mm 以(yi)下的(de)超细(xi)线(xian)制(zhi)成(cheng)控制缆线以便(bian)进(jin)行(xing)将器(qi)具插入(ru)血管和内(nei)脏(zang)的(de)外部操(cao)作。
6）民(min)生用品和装(zhuang)饰品
使(shi)用(yong)量最(zui)多(duo)的(de)是(shi)眼(yan)镜(jing)架(jia)。精工(gong)和西(xi)铁(tie)城等手(shou)表大厂(chang)正(zheng)在积(ji)极(ji)制(zhi)作(zuo)钛(tai)手表(biao)．此外(wai)，钛(tai)可(ke)着色(se)，因(yin)而(er)可制成(cheng)耳(er)环(huan)、项链、手(shou)镯等(deng)装(zhuang)饰品(pin)。
相(xiang)关(guan)链接(jie)
