Japan er en vigtig titaniumproducent. Fra den industrielle struktur er Japan afhængig af import af nødvendige titaniummalmråmaterialer, og mere end 60% af det producerede titanium eksporteres. I tilfælde af begrænsninger i begge ender af industrikæden er reduktion af omkostningerne ved produktionsprocessen en vigtig foranstaltning for japanske titaniumproducenter for at bevare deres konkurrenceevne på markedet.
NEDO (National Research and Development Corporation New Energy and Industrial Technology Development Organisation) inkluderede titanium i programmet "innovative nye strukturelle materialer forskning og udvikling". 2013, Toho Titanium, Nippon Steel og andre virksomheder og institutioner til i fællesskab at udføre et 10-års "innovativ lavpristeknologisk udvikling af titaniumplader". Projektet omfatter udvikling af billig produktionsteknologi til titaniumsvamp af høj kvalitet, udvikling af direkte rullende teknologi til titaniumsvamp og udvikling af elektrolytisk deponeringsteknologi til direkte fremstilling af titaniumfolie, og denne artikel skitserer kun fremskridtene af forskningen i de to første retninger.
1.Research indhold
Den traditionelle produktionsproces af koldvalsede titaniumplader og projektforskningen er forpligtet til banebrydende forbindelser. Produktionen af koldvalsede titaniumplade omfatter fremstilling af titansvamp, smeltning, fremstilling af emner, smedning, varmvalsning og koldvalsning osv. Forskningsformålet med dette projekt er at udelade processerne ved smeltning og smedning af titansvamp, og at reducere den markant investering i udstyr, energiomkostninger og materialeomkostninger.
Efter at have udeladt smelteprocessen er det vanskeligt at gøre urenhedselementerne (O, Fe osv.) i titansvampen ensartet fordeling. Samtidig kan den lille mængde resterende MgCl2, der kunne være blevet fjernet under smeltningsprocessen, ikke fjernes på grund af udeladelsen af smelteprocessen. Derfor kræver denne lige valseproces høj renhed (lavt O, Fe-indhold) og lav mængde resterende MgCl2 til titansvamp. Baseret på ovenstående årsager undersøgte projektteamet den billige produktionsteknologi af titansvamp med høj renhed og lavt resterende MgCl2.
Toho Titanium har forsket i storskala produktionsteknologi til højkvalitets titansvamp på en omkostningsneutral basis, og den producerede højkvalitets titansvamp er blevet brugt i svampens direkte valseproces og er kendt for at blive brugt i titanium downstream industrier såsom fly og generelle civile produkter.
Nippon Steel var ansvarlig for den tekniske undersøgelse af emnefremstillings- og valseprocessen i dette projekt. Højkvalitets titansvamp fremstillet i den foregående proces komprimeres og formes til en titanium barre, som derefter pakkes i en titanium plade og laves til en titanium billet ved at evakuere det indre, som opvarmes til 1000 grader og derefter varmvalset, og emballagematerialet af titanium billet (titanium plade) og titanium svamp indeni er integreret i valseprocessen.
2 høj kvalitet titanium svamp lavpris produktionsteknologi udvikling
For at reducere indholdet af Fe, O og resterende MgCl2 i titansvamp på grundlag af ingen stigning i omkostningerne, udførte projektgruppen en sammensætningsanalyse af de endelige og mellemliggende genereringer og brugte numerisk simulering til at analysere forholdene i reaktoren , mestrede de faktorer, der påvirker indholdet og fordelingen af urenheder som Fe og O i titansvamp og optimerede råmaterialeforholdene og procesteknologien. For maksimalt at frasortere titansvamp af høj kvalitet med lavt Fe- og MgCl2-indhold, udfører Dongbang Titanium underområdetest af titaniumklumper, og skærer og knuser dem individuelt i kombination med den kumulative fordeling af urenheder som Fe og O fra numerisk simulering. Da titansvamp med højt Fe-indhold har højere reflektionsevne, bruger projektgruppen optiske metoder til at identificere titansvampekorn, der indeholder høje koncentrationer af Fe til automatisk inspektion og screening.
Indtil videre har projektet dannet nøgleteknologien til stabil forberedelse af højkvalitets titansvamp og opnået industriel anvendelse.
3 Højeffektiv udvikling af titaniumpladefremstillingsteknologi (udvikling af titaniumsvamp direkte rullende teknologi)
Billetfremstilling, varmvalsning og koldvalsning proces, projektteamet gennem optimering af processen, så titanium billet i opvarmning og varmvalsning ikke producerer revner og ekspansion og andre defekter.
Med den store størrelse af titanium barrel varmvalsende revner, gruppen optimerede titanium svampe briketter, fyldningsmetoder samt strukturen af titanium barren og valseprocessen, er rullende revner blevet effektivt løst, i den efterfølgende valsning 220 ~ 279 mm tykke store titanium billet revner forekom ikke. Varmvalset titaniumplade tykkelse på 5 ~ 6 mm, fjern overfladen af oxidhuden efter koldvalsning til en tykkelse på 0,5 mm titanium koldvalset plade. Efter inspektion er arealforholdet mellem overfladeporøsitet af den koldvalsede plade mindre end 0,2%, dvs. organiseringen af den koldvalsede titaniumplade, der er fremstillet ved den lige valseproces af titansvamp, er den samme som organisationen af pladen fremstillet ved smeltningen behandle.
Sammenligning af ydeevnen af titanium svamp direkte valset titanium plade og konventionel proces koldvalset titanium plade, tykkelsen af den koldvalsede titanium svamp plade brugt i testen er 0.5 ~ 1 mm. hvor: ○ er ydeevnen af koldvalset titansvamp direkte valset ved brug af det resterende MgCl2-indhold på 600 ~ 1000 ppm titansvamp, ▲ er ydeevnen af højkvalitetssvamp direkte valset med en meget lav mængde resterende MgCl2, ◆ er ydeevnen af den koldvalsede titaniumplade (JIS grade 1) fremstillet ved den konventionelle proces. ◆ er ydeevnen af koldvalsede titaniumplader (JIS grade 1) fremstillet ved konventionel proces.
Materialerne repræsenteret ved ○ har højere trækstyrke og lidt lavere forlængelse på grund af deres høje indhold af urenheder, men har næsten samme styrke og forlængelse.
På samme tid, når der anvendes en svamp af høj kvalitet med en lav mængde resterende MgCl2, viser den lidt lavere styrke og højere duktilitet på grund af det lave indhold af titanium O i svampen, og dens ydeevne svarer til JIS klasse 1 koldvalset titaniumplade fremstillet ved den konventionelle proces.
