在(zai)日(ri)本,钛(tai)的生产(chan)技术确(que)立后已经(jing)历(li)了20多(duo)年(nian),产(chan)量逐(zhu)渐(jian)增大(da),现已达(da)到(dao)大(da)约1万(wan)t/a。但(dan)是,钛丝材的产量(liang)却非常低,每(mei)年仅(jin)200t左右,使(shi)用(yong)范围(wei)仅局限(xian)于(yu)焊(han)丝、飞机(ji)用螺栓类 眼(yan)镜架(jia)以及(ji)击(ji)剑(jian)面具等(deng),可以(yi)说(shuo)还没有(you)到(dao)正(zheng)式(shi)被(bei)利(li)用(yong)的阶段(duan)。

钛丝(si)的耐(nai)蚀性(xing)、高(gao)比(bi)强 非磁(ci)性及其综合(he)性能(neng)远(yuan)远(yuan)优于不锈(xiu)钢和铝合(he)金(jin)等;价格(ge)高一(yi)个(ge)数量(liang)级(ji),这是(shi)其(qi)扩大(da)利用的(de)一(yi)大(da)障(zhang)碍(ai),随(sui)着坚实(shi)的(de)应(ying)用开发,可(ke)以(yi)看(kan)到在嗜好(hao)品(pin)、文体(ti)娱乐、汽(qi)车和医(yi)疗(liao)等民(min)用领(ling)域(yu),钛丝(si)的利用范围正(zheng)在(zai)扩大(da)。
钛丝材(cai)的生(sheng)产(chan)工(gong)艺在(zai)铸(zhu)锭(ding)前与板材(cai)相同,铸(zhu)锭后经表(biao)面(mian)处理(li)一(yi)热(re)轧开(kai)坯一(yi)表(biao)面(mian)处理(li)一(yi)热轧(ya)线坯(pi)一酸(suan)洗(xi)一(yi)表面(mian)剥(bo)皮一(yi)非氧(yang)化(hua)退火一前(qian)处理(li)澜滑(hua)一(yi)拉(la)丝加(jia)工生(sheng)产(chan)出(chu)钛(tai)丝。生(sheng)产(chan)设备(bei)基(ji)本(ben)上与生产(chan)钢材(cai)的(de)相(xiang)同,所以(yi)是由相关(guan)的(de)钢(gang)铁厂家(jia)生产(chan),没有钛(tai)丝(si)专(zhuan)用的(de)生(sheng)产(chan)设(she)备(bei),热轧温度(du)与(yu)钢材(cai)的(de)l 000~ 1 200℃相比(bi)要低(di), 约为(wei)800~ 900℃ , 这是为(wei)了避(bi)免(mian)晶粒粗(cu)大化(hua)针(zhen)状组(zu)织(zhi)化和二(er)相组(zu)织化。同(tong)时(shi)也起到(dao)防止(zhi)从(cong)接触钢(gang)材(cai)中(zhong)的铁(tie)的(de)扩散(san)侵(qin)入(ru)以(yi)及从(cong)枯(ku)- 气(qi)傩中(zhong)吸收(shou)氢(qing)的(de)效(xiao)果,热轧工(gong)艺(yi)中(zhong)的鳞(lin)片(pian)状(zhuang)之下(xia)的(de)富氧层是不(bu)可(ke)避免的(de),必(bi)须除去(qu),一般(ban)采(cai)用(yong)酸洗(xi)或者(zhe)剥皮的(de)方(fang)法(fa)。软化(hua)退火(huo)温(wen)度在不(bu)引(yin)起(qi)晶(jing)粒粗(cu)大的(de)前提(ti)下要(yao)尽(jin)量提(ti)高(gao),在约700~ 800℃ 的(de)氩气中连(lian)续进(jin)行(xing),或者在真空炉中(zhong)批(pi)量(liang)进行。拉(la)丝(si)甲,由(you)于(yu)钛的(de)活性高,易(yi)引起(qi)热粘连(lian),因此,应(ying)使偶滑(hua)剂(ji)具有载(zai)体功(gong)能,不(bu)预(yu)先(xian)使(shi)表(biao)面(mian)具有(you)相(xiang)当厚的氧化膜或(huo)镀(du)镍(nie)腆(tian),特(te)殊(shu)的润(run)滑(hua)膜。而进(jin)行低(di)速拉(la)丝(si)的(de)话(hua),就(jiu)会国热粘连(lian)而(er)发生(sheng)咬模现象(xiang),使拉(la)丝不能进(jin)行(xing)。一般希(xi)望(wang)采用(yong)MOS2等(deng)粉(fen)末润(run)滑(hua)剂(ji),拉(la)丝机(ji)也(ye)可(ke)采(cai)用辊式(shi)模拉(la)丝(si)方(fang)式.钛(tai)线(xian)的(de)拉丝(si)性能(neng)非常好,无(wu)论是(shi)纯(chun)钛还(hai)是(shi)钛(tai)合(he)金(jin)都(dou)有与钢(gang)丝同(tong)样的(de)超过(guo)90%的总(zong)加工(gong)率(lv)极(ji)限(xian).利(li)用钛(tai)丝(si)的(de)加工硬(ying)化,可使其高(gao)强(qiang)度(du)化,这(zhe)种(zhong)加(jia)工硬化(hua)尽管比(bi)钢丝(si)低,但(dan)对(dui)钛(tai)台(tai)金(jin)丝也可(ke)达到1400N/mm2的水(shui)平(ping),另(ling)外(wai),在(zai)500℃ 附近,进行相向(xiang)β相的(de)微细(xi)析出硬(ying)化处(chu)理,可使(shi) β合金(jin)及α+β合(he)金(jin)曲(qu)强度增加500N/mm2左(zuo)右,达(da)到(dao)接(jie)近2000N/mm2这(zhe)样与钢(gang)丝相(xiang)当的强(qiang)度,因(yin)而可以扩展其用途。但是(shi)这(zhe)种(zhong)时效(xiao)硬(ying)化(hua)处理,使(shi)伸长(zhang)率和断(duan)面(mian)收(shou)缩(suo)率极(ji)低(di),所(suo)以仅适用于(yu)最终成形(xing)后的产品(pin)。现(xian)有市售代表性(xing)的钛丝(si)品(pin)种有(you)α合金(CP-2,TiX一(yi)870)、 α+β合金(Ti一6A1一4V)和 β合(he)金(β-C,15-3-3)。可根据相应(ying)的用途要(yao)求(qiu),选(xuan)择品(pin)种(zhong)及热(re)处理方(fang)法(fa),以得(de)到(dao)所(suo)需(xu)要的力学(xue)性(xing)能(neng)。

据(ju)1993年度(du)日本钛协(xie)会(hui)的资(zi)料,钛丝的(de)年产(chan)量(liang)为(wei)211t,其(qi)中包括(kuo)眼镜(jing)用(yong)70t,焊接(jie)用25t,击(ji)剑面(mian)具(ju)用5t,手(shou)表(biao)带用(yong)5t,飞机螺栓用20t,总计(ji)约125t,占60%。考虑(lv)制作(zuo)过程(cheng)中的(de)损(sun)失(shi),每年约(yue)有40t被(bei)实际(ji)使(shi)用(yong)。预(yu)料(liao)钛丝将(jiang)在(zai)体育(yu)、文娱、民(min)生和医(yi)疗方(fang)面扩大应(ying)用(yong)。
在汽(qi)车部(bu)件(jian)方(fang)面(mian),特别重机(ji)疲(pi)劳(lao)性(xing)能的阀弹簧(huang),其(qi)特性已得(de)到充(chong)分(fen)验证,为(wei)了(le)防(fang)止(zhi)线(xian)问接(jie)触(chu)的磨(mo)损(sun),对(dui)钛丝进行非电(dian)解(jie)镀镍处理(li),这种(zhong)重(zhong)量(liang)减轻(qing)50% 的弹簧的(de)耐(nai)久(jiu)性也(ye)已(yi)经得到(dao)证(zheng)明(ming),但因(yin)价格(ge)商,仅(jin)限(xian)于(yu)赛(sai)车用。阀的(de)实(shi)用(yong)化(hua)研(yan)究也正在(zai)取(qu)得进(jin)展,并(bing)确(que)立(li)了耐磨耗(hao)的雄焊(han)焊(han)接(jie)技术(shu) 不(bu)但(dan)可作进(jin)气阀,而且也(ye)可(ke)作(zuo)排气(qi)阀(fa),连杆(gan)也已(yi)有(you)市售(shou),其(qi)附件(jian)连杆(gan)螺栓 双(shuang) 、螺桂也在(zai)研究用钛合(he)金(jin)制(zhi)造(zao)。支(zhi)承汽车(che)的(de)悬架(jia)弹(dan)簧,其(qi)轻盈(ying)化效果好,已达(da)到完全(quan)可实(shi)用的阶段,由(you)于价(jia)格高,仅(jin)限(xian)于赛车(che),配套部件(jian)等。最(zui)近Timer公司开发(fa)了(le)与(yu)纯(chun)钛(tai)价(jia)格接近(jin)的(de) β合金,成(cheng)为(wei)汽车世界(jie)采(cai)用(yong)钛(tai)的导(dao)火线(xian),兴趣(qu)很(hen)大(da)。目前(qian)在(zai)实(shi)用车(che)上采用的(de)仅仅是阀(fa)护厦(sha), 是由(you)Ti一(yi)6AI一(yi)4V台金热锻(duan)造(zao)而成,也(ye)正(zheng)在(zai)考(kao)虑用合金(jin)冷压制造,以降(jiang)低(di)成(cheng)本(ben)。自行(xing)车已经(jing)有全(quan)钛车(che)出(chu)售,轮幅(fu)、鞍(an)座(zuo)已(yi)用钛(tai)制造。
在(zai)体(ti)育(yu)和文娱(yu)方(fang)面(mian),主要是利用钛(tai)的(de)重(zhong)量(liang)轻这(zhe)一(yi)特性(xing)。击(ji)剑面(mian)具(ju)早已全面采用,在(zai)棒球和(he)冰(bing)球(qiu)方(fang)面(mian)理应得到(dao)应(ying)用(yong),但宣传(chuan)不(bu)够(gou)。短(duan)跑用(yong)的钉子(zi)鞋(xie)也(ye)使(shi)用(yong)了钛合金,若(ruo)能(neng)解(jie)决(jue)钛(tai)的(de)耐磨(mo)性(xing)及(ji)价(jia)格问题,那就(jiu)可(ke)扩展(zhan)到(dao)棒球(qiu)和高尔夫(fu)球(qiu)等用(yong)的所有(you)的(de)钉(ding)子(zi)鞋(xie)。钓(diao)鱼(yu)用的(de)绕(rao)线(xian)架(jia), 盛(sheng)放(fang)钓的鱼的鱼礴也(ye)用钍(tu)丝(si)。
钓(diao)香鱼的(de)渔线从(cong)尼(ni)龙线向(xiang)金(jin)属线转化,除一部分(fen)用(yong)钢琴(qin)线(xian)外(wai),部(bu)分也(ye)使(shi)用Ti-Ni合金(jin)线(xian)。也(ye)正(zheng)在探(tan)讨(tao)用钛(tai)制(zhi)作(zuo)钓(diao)大金(jin)枪鱼的渔钩和渔线等(deng)。
发射(she)卫(wei)星(xing)用(yong)的(de)火箭,其卫星(xing)和燃(ran)料部(bu)的分(fen)离采(cai)用(yong)弹(dan)簧方(fang)式。东京大(da)学宇宙研究(jiu)所己采用(yong)钛(tai)制(zhi)弹(dan)簧, 这(zhe)种(zhong)弹簧(huang)不(bu)仅减轻(qing)了(le)重量(liang),而(er)且收容(rong)弹(dan)簧所(suo)占(zhan)的(de)空(kong)间小(xiao),已(yi)发(fa)射了(le)20多发(fa)。这种配置(zhi)对(dui)称(cheng)的(de)弹(dan)簧(huang),其(qi)特性要(yao)完全(quan)一致,因此(ci)在制(zhi)作中(zhong)必(bi)须严格(ge)管(guan)理。
东(dong)京(jing)大学(xue)海洋(yang)研(yan)究所(suo)的“白(bai)风丸”探海探测(ce)船为(wei)了探铡(zha)10km以上的探海状(zhuang)况,采用了钍制(zhi)CTD缆线及(ji)绳(sheng)索(suo)。前(qian)者(zhe)可连(lian)续记(ji)录(lu)盐(yan)分(fen)浓度(du)、温(wen)度(du)和探(tan)度,中心为(wei)铜(tong)导线、外(wai)侧用钛(tai)丝(β一C合(he)金)进行二重(zhong)铠装,前端装有传感(gan)器(qi)。后(hou)者用(yong)作海(hai)水采(cai)样(yang)等,绳索(suo)结(jie)构为(wei)7×3,外(wai)径(jing)为6.4ram(线材(cai)直(zhi)径为1.1mm.1300N/mm2),断裂(lie)负(fu)荷(he)可(ke)耐2.35,采(cai)用(yong)ASTM 级(ji)等(deng)4类钛(tai),由(you) 99%的冷(leng)加工(gong)线(xian)材制成(cheng)。过去采(cai)用(yong)镀锌钢(gang)丝(si)但至12km深(shen)海(hai)时(shi),不能耐(nai)自重,采用轻的钛(tai),至(zhi)12km时(shi),其残宗(zong)载荷可达(da)初始(shi)载荷的(de)50%,而且具有(you)不需(xu)涂油,采样(yang)无污染(ran)等(deng)优点。另(ling)外海(hai)边(bian)等(deng)养(yang)殖(zhi)网也(ye)用钛(tai)丝织(zhi)成,15年前就试(shi)验(yan)性(xing)布(bu)设(she),至今(jin)仍毫无(wu)损坏地(di)在用(yong)。礴中混(hun)人(ren)百分(fen)之(zhi)几(ji)的(de)食(shi)藻类和(he)贝类(lei)的(de)石鲫鱼,就无需(xu)定(ding)期清除(chu)的(de)作业(ye)。
在工具、连(lian)结件方(fang)面(mian),钛(tai)合(he)金丝用(yong)作(zuo)钛(tai)屋顶(ding)连结(jie)用螺丝,穿孔螺(luo)栓(shuan)等,也用(yong)作钛(tai)钉(ding),连结瓦的捆束(shu)等。钛(tai)丝还用于板(ban)手(shou)、登山(shan)工(gong)具(ju)、防弹(dan)衣、锁(suo)、插(cha)花(hua)铗(jia)等的(de)材料。

在医(yi)疗(liao)方面,人工齿(chi)根(gen)、固定骨(gu)折部的螺(luo)栓(shuan),人工半月板(ban)等人(ren)体植(zhi)人材也(ye)用钛(tai)丝。另外(wai)用直(zhi)径0.70mm 以(yi)下的超(chao)细线(xian)制(zhi)成控制(zhi)缆线(xian)以便(bian)进行(xing)将器(qi)具(ju)插(cha)入(ru)血管和(he)内脏的(de)外部操(cao)作(zuo)。
在(zai)民(min)生(sheng)用品(pin)和(he)装(zhuang)饰(shi)品(pin)方面、使(shi)用量(liang)最多(duo)的(de)是(shi)眼镜(jing)架(jia).精(jing)工和西铁(tie)城等手(shou)表(biao)大(da)厂正在(zai)积(ji)极(ji)制(zhi)作(zuo)钛手(shou)表(biao)。此外(wai),钛可(ke)着(zhe)色,因而可制(zhi)成耳环、项(xiang)链、手(shou)镯(zhuo)等装饰(shi)品(pin)。
相(xiang)关(guan)链(lian)接