海綿鈦品質(zhì)對鈦鑄錠質(zhì)量的影響

隨著我國社會的不斷發(fā)展，各類先進的生產(chǎn)技術(shù)以及性能優(yōu)異的生產(chǎn)元素逐漸應(yīng)用于各發(fā)展領(lǐng)域中，所以需要對相關(guān)元素的使用性能進行全面分析，并且要不斷提高其生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量。目前在針對海綿鈦進行生產(chǎn)的過程中，一般會使用鎂還原的方法，在實際生產(chǎn)操作的過程中，經(jīng)常會含有一定量的雜質(zhì)，所以需要對雜質(zhì)來源以及相應(yīng)的分布情況進行全面分析，并且明確海綿鈦對于鈦鑄錠外觀、加工性能以及組織方面產(chǎn)生的具體影響，通過采取合理的質(zhì)量控制措施，降低雜質(zhì)含量，提高鈦元素的應(yīng)用價值。

1、 海綿鈦內(nèi)部雜質(zhì)分布情況分析

1.1 雜質(zhì)類型分析

在實際生產(chǎn)過程中，海綿鈦經(jīng)常會含有不同類型的雜質(zhì)，一旦出現(xiàn)了大量的雜質(zhì)，將會對其后期的生產(chǎn)環(huán)節(jié)造成嚴重的影響，海綿鈦屬于鈦合金與鈦原材料之間的中間產(chǎn)品，并且也是鈦鑄錠生產(chǎn)過程中的主要原材料。鈦元素在化學(xué)元素周期表中處于第 4 個周期，其外觀表現(xiàn)為銀白色，自身的質(zhì)量相對較輕，并且強度相對較高，在實際使用過程中具有較強的耐高溫和耐低溫性能，同時對于強酸與強堿也具有較強的抵抗特性，所以在運動產(chǎn)品、汽車和航天工業(yè)以及醫(yī)學(xué)技術(shù)等方面均起到了良好的應(yīng)用效果。在地殼相關(guān)金屬元素的探究過程中發(fā)現(xiàn)鈦元素的儲量也相對較多，其總體含量在鋁元素、鐵元素以及鎂元素之后。鈦元素在地殼中分布相對較為分散，因此在提取的過程中無法進行集中大量提取，所以還需要對其提取過程進行全面的分析，并且要降低在提取過程中混入的雜質(zhì)種類以及雜質(zhì)數(shù)量。目前在鈦鑄錠制造的過程中，鈦元素屬于重要的原材料之一，尤其是海綿鈦中含有的 雜質(zhì)種類相對較多，所以需要對其內(nèi)部分布情況進行全面的分析，并且降低各類雜質(zhì)的數(shù)量，例如鐵元素、氧元素以及碳氮元素等，進而不斷改善鈦鑄錠的生產(chǎn)質(zhì)量。

1.2 海綿鈦組成及制造方法分析

通過調(diào)查研究表明，在海綿鈦生產(chǎn)的過程中主要使用了鎂還原的方法。其實際生產(chǎn)原理是首先選擇二氧化鈦作為其生產(chǎn)的原材料，然后將其進行氯化反應(yīng)，并且完成蒸餾和精餾操作，同時使用鎂還原蒸餾的方式，對其進行相應(yīng)的生產(chǎn)，進而獲得成品海綿鈦。在此操作過程中受到生產(chǎn)工藝的限制相對較大，所以在實際生產(chǎn)時，經(jīng)常會在不同生產(chǎn)環(huán)節(jié)中導(dǎo)致海綿鈦中含有相應(yīng)的雜質(zhì)。使用鎂還原方法進行海綿鈦產(chǎn)品的生產(chǎn)，需要明確海綿鈦產(chǎn)品的具體種類，可以將其分為邊皮以及鈦坨等不同的部分，邊皮主要是指在生產(chǎn)的過程中附著在裝置內(nèi)部的鈦顆粒，這些鈦顆粒含有的雜質(zhì)種類相對較多，而鈦砣的雜質(zhì)分布情況與邊皮之間具有一定的區(qū)別，并且其雜質(zhì)主要分布在中心、帽部以及側(cè)邊皮部。

1.3 海綿鈦鈦砣內(nèi)部雜質(zhì)分布情況分析

在生產(chǎn)鈦鑄錠的過程中，海綿鈦砣是其主要的生產(chǎn)原材料之一，在海綿鈦砣中經(jīng)常會出現(xiàn)各種不同類型的雜質(zhì)，并且相關(guān)雜質(zhì)在分布時呈現(xiàn)不均勻的狀態(tài)。一般鐵元素會在海綿鈦砣的底部位置以及側(cè)邊皮和帽部位置，中心位置鐵元素的含量相對較少，而氧元素及氮元素等一般會分布在海綿鈦砣的地皮位置，氯元素在海綿鈦砣的帽部以及邊皮部位置的含量相對較高，并且隨著海綿鈦的不斷生產(chǎn)，其位置也會出現(xiàn)相應(yīng)的變化。硅元素和碳元素的分布相對較為均勻，并且在地皮位置以及側(cè)邊皮位置的含量相對較高。通過對其中相關(guān)雜質(zhì)種類以及分布情況進行深入分析發(fā)現(xiàn)，不同雜質(zhì)種類的分布情況具有一定的區(qū)別，同時其所處的位置差異性也相對較大，所以在針對雜質(zhì)進行處理時，需要對特定位置的特定元素采取合理的處理措施。

2、 海綿鈦內(nèi)部雜質(zhì)對鈦鑄錠生產(chǎn)產(chǎn)生的影響分析

2.1 鈦鑄錠生產(chǎn)制作過程分析

在鈦鑄錠生產(chǎn)的過程中，海綿鈦是其主要的生產(chǎn)原材料之一，由于鈦元素屬于重要的金屬元素，所以其活性也相對較高，當(dāng)熔點及溫度達到相應(yīng)的臨界條件時則會發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng)，在鈦鑄錠熔煉的過程中，必須要保證其能夠在真空環(huán)境或者具有惰性氣體的環(huán)境下進行，只有這樣才能夠使整個生產(chǎn)環(huán)節(jié)可以更加安全順利。當(dāng)前在制作和生產(chǎn)鈦鑄錠時所使用的方法相對較多，各種不同方法在使用時，其生產(chǎn)環(huán)節(jié)具有一定的區(qū)別，并且所使用的原材料也具有一定的差異，但是海綿鈦是其各個生產(chǎn)方法中的主要原材料，所以需要對海綿鈦的合金配比情況進行全面的分析，一般其生產(chǎn)過程中所使用的鈦合金配比具有一定的特殊性，所以應(yīng)該對海綿鈦以及相應(yīng)的鈦合金材料進行混合使用，并且通過使用原料壓制機將其制作為電極塊，這樣在后期鈦鑄錠的生產(chǎn)制作過程中，可以將電極塊作為生產(chǎn)原材料并且完成焊接過程，通過形成電極的方式，可以將其放置在真空爐內(nèi)，在直流電

弧的影響下可以熔化并且滴落在固定的位置，進而達到鈦鑄錠的生產(chǎn)制作以及凝固提純目的。

2.2 內(nèi)部雜質(zhì)對外觀質(zhì)量產(chǎn)生的影響分析

海綿鈦內(nèi)部雜質(zhì)對于鈦鑄錠生產(chǎn)的外觀具有一定的影響，并且對其生產(chǎn)質(zhì)量也會產(chǎn)生較大的影響，所以需要對海綿鈦內(nèi)部雜質(zhì)分布情況進行分析，并且要盡量減少其內(nèi)部雜質(zhì)的含量。通過直觀表現(xiàn)發(fā)現(xiàn)，海綿鈦內(nèi)部的雜質(zhì)對其外觀生產(chǎn)質(zhì)量會產(chǎn)生較大的影響。

在針對鈦鑄錠外觀質(zhì)量進行檢測的過程中，需要對其最外層的氧化層進行相應(yīng)的處理，對于質(zhì)量相對較差的鈦鑄錠來說，其表面會產(chǎn)生較大的氣孔，并且會呈現(xiàn)出凹凸不平的狀態(tài)，而對于質(zhì)量相對較好的鈦鑄錠來說，其表面相對緊密并且平整。通過對兩種不同質(zhì)量的鈦鑄錠生產(chǎn)產(chǎn)品進行對比分析發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)生質(zhì)量外觀差異的主要原因是海綿鈦內(nèi)部的氧元素以及氯元素的含量具有一定的差別，如果氧元素和氯元素的含量相對較大，則會導(dǎo)致鈦鑄錠的生產(chǎn)過程受到嚴重的影響，同時海綿鈦中的氯化物也會產(chǎn)生吸潮和水解問題，進而導(dǎo)致海綿鈦內(nèi)部氧元素的含量急劇上升，在進行真空熔煉的過程中，其表面會附著灰白色的物質(zhì)，進而失去了金屬光澤。在此背景下將會導(dǎo)致鈦鑄錠外層產(chǎn)生較大的氣孔，繼而影響鈦鑄錠的外觀質(zhì)量。海綿鈦內(nèi)部相關(guān)氣體元素的含量均和鈦鑄錠外觀質(zhì)量具有密切的聯(lián)系，所以為了避免鈦鑄錠外觀出現(xiàn)疏松或者皮下氣孔等問題，需要對其氣體元素進行全面的控制。

2.3 內(nèi)部雜質(zhì)對組織性能產(chǎn)生的影響分析

海綿鈦內(nèi)部雜質(zhì)對于鈦鑄錠產(chǎn)品的組織性能也會產(chǎn)生一定的影響，在鈦鑄錠熔煉的過程中，海綿鈦內(nèi)部的相關(guān)雜質(zhì)和其組織性能具有密切的聯(lián)系，其中氮化物和氧化物的影響相對較大。在針對鈦鑄錠生產(chǎn)環(huán)節(jié)進行分析時發(fā)現(xiàn)，如果使用真空熔煉的方式，則氮化物和氧化物的熔點要明顯高于真空熔煉的相關(guān)溫度，所以在實際容量的過程中，氮化物和氧化物不會發(fā)生完全熔化或者部分熔化的現(xiàn)象，進而可能會形成密度相對較低的雜質(zhì)，在鈦材內(nèi)部同樣會產(chǎn)生相應(yīng)的裂紋，進而影響鈦鑄錠生產(chǎn)產(chǎn)品的力學(xué)性能。同時對于一些外觀致密的海綿鈦或者顆粒相對較大的海綿鈦來說，其在進行電極壓制的過程中也容易出現(xiàn)偏析問題，進而影響鈦鑄錠生產(chǎn)產(chǎn)品的耐腐蝕性能以及相應(yīng)的力學(xué)性能。內(nèi)部雜質(zhì)對于組織性能產(chǎn)生的影響將會直接降低鈦鑄錠產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量和使用性能，所以需要對其雜質(zhì)種類進行全面的分析，并且要盡量控制氧化物和氮化物的含量，通過采取合理的措施，提高氧化物及氮化物的熔化程度，并且事先對海綿鈦采取合理的處理措施。

2.4 內(nèi)部雜質(zhì)對加工性能產(chǎn)生的影響分析

海綿鈦內(nèi)部雜質(zhì)對于鈦鑄錠生產(chǎn)環(huán)節(jié)來說，還會影響其生產(chǎn)產(chǎn)品的加工性能。目前海綿鈦內(nèi)部雜質(zhì)會對鈦鑄錠造成嚴重的影響，不僅會導(dǎo)致其組織出現(xiàn)偏析現(xiàn)象，還會導(dǎo)致其外觀表面出現(xiàn)凹凸不平的問題，同時還會導(dǎo)致其生產(chǎn)制作產(chǎn)品夾雜氣孔，進而影響其整體的使用性能和使用質(zhì)量。對于表面出現(xiàn)凹凸問題的鈦鑄錠來說，在其加工的過程中經(jīng)常會出現(xiàn)裂紋，嚴重時還會形成折疊，而對于夾雜氣孔的鈦鑄錠生產(chǎn)產(chǎn)品來說，其在實際加工的過程中會出現(xiàn)鍛造裂紋以及壓制裂紋，如果直接使用刀具對其進行相應(yīng)的加工操作，可能會加速刀具的磨損，并且嚴重的損害刀具。如果組織出現(xiàn)了偏析問題，可能會導(dǎo)致其在壓制和擠壓的過程中產(chǎn)生較多的裂紋。因此內(nèi)部雜質(zhì)會對鈦鑄錠的加工性能產(chǎn)生較大的影響，所以在實際生產(chǎn)過程中，必須要加強對海綿鈦內(nèi)部各種不同類型雜質(zhì)的控制力度，進而充分發(fā)揮鈦鑄錠的使用性能。

3 、雜質(zhì)防治措施分析

3.1 鐵元素防治措施分析

鐵元素對于鈦鑄錠的生產(chǎn)過程來說產(chǎn)生了重要的影響作用，所以在海綿鈦生產(chǎn)的過程中，需要對鐵元素雜質(zhì)進行全面的控制，并且明確其相應(yīng)的來源。在使用鎂還原方法進行生產(chǎn)時，鎂還原劑中會帶入一定量的鐵元素，同時對于盛放金屬鎂元素的容器來說，其也會帶入一定量的鐵元素，所以需要對鐵元素的分布情況以及處理措施進行深入研究。在進行生產(chǎn)操作的過程中，需要發(fā)生還原蒸餾過程，這時氯化鎂則會在蒸汽的作用下出現(xiàn)水化反應(yīng)，而水化完成以后的氯化鎂則會和鋼質(zhì)的容器發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，進而腐蝕鋼制容器的內(nèi)壁，形成三氯化鐵以及二氯化鐵等相關(guān)物質(zhì)，在此過程中則會導(dǎo)致海綿鈦砣中的鐵元素含量急劇增加，如果鐵元素的含量過多，可能會對后期生產(chǎn)過程產(chǎn)生一定的影響，因此相關(guān)工作人員應(yīng)對鐵元素進行全面的檢測，并且要對鋼制容器進行清理操作，避免鈦元素和鋼制容器直接接觸。

3.2 氧元素防治措施分析

氧元素的主要來源是在海綿鈦生產(chǎn)的過程中，相關(guān)原材料可能會直接和空氣中的氧氣接觸，進而發(fā)生相應(yīng)的氧化反應(yīng)，導(dǎo)致原材料中含有大量的氧元素。

為了加強對氧元素含量的控制，需要對原材料的純度進行全面的檢測，并且要盡量降低含氧化合物的混入量，同時還可以使用還原劑對已經(jīng)發(fā)生氧化反應(yīng)的物質(zhì)進行還原操作。為了保證生產(chǎn)原材料的純度，可以使用惰性氣體對其進行全面的保護。同時在實際生產(chǎn)操作之前，還應(yīng)該對所有使用的反應(yīng)容器進行清洗，并且要保證還原容器的密封性能良好，在針對海綿鈦進行破碎操作時，要做好隔離工作，防止其直接和氧氣接觸。

3.3 氯元素防治措施分析

一般在使用鎂作為還原劑進行生產(chǎn)的過程中，所使用的原材料有四氯化碳，因此可能會導(dǎo)致海綿鈦中含有大量的氯元素，進而對后期生產(chǎn)質(zhì)量造成影響。在針對氯元素進行處理時需要控制還原劑的純度，進而防止氯化物的含量增加，同時在生產(chǎn)過程中還應(yīng)該對加料的速度進行全面的控制，進而保證氯化鎂能夠完全去除。同時還可以對海綿鈦進行鹽酸清洗，并且在清洗完成以后使用清水再次進行沖洗，通過烘干操作便可以有效降低海綿鈦中氯元素的含量。

4 、結(jié)束語

綜上所述，要不斷加大對各類雜質(zhì)的控制力度，進而防止對鈦鑄錠產(chǎn)品質(zhì)量造成影響，促進鈦產(chǎn)品相關(guān)行業(yè)的發(fā)展。在這過程中，要明確生產(chǎn)中海綿鈦對鈦鑄錠質(zhì)量的影響，通過分析雜質(zhì)種類以及采取合理的處理措施，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

參考文獻

[1]王闖,張鵬博,鄭玥竹,時權(quán)堃,陳宏旺.海綿鈦發(fā)展現(xiàn) 狀 及 未 來 趨 勢 分 析 [J]. 中 國 金 屬 通報,2022,(08):1-3.

[2]龍家機,王文豪,李瑋,吳復(fù)忠.海綿鈦產(chǎn)品中 Fe、Mn雜 質(zhì) 元 素 的 分 布 規(guī) 律 [J]. 有 色 金 屬 ( 冶 煉 部分),2022,(08):45-50.

[3]張坤.海綿鈦內(nèi)部雜質(zhì)對鈦鑄錠生產(chǎn)質(zhì)量的影響[J].化工管理,2022,(20):19-21.

[4]申慶飛,閆明,司華彬.海綿鈦工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀及發(fā)展[J].化工管理,2022,(20):4-6.

[5]亢寧寧,陳文革,溫亞輝.生產(chǎn)中海綿鈦對鈦鑄錠質(zhì)量的影響[J].輕金屬,2018,(06):43-46.