チタンの加工と生産

生産

今日、チタンは主にTi Cl₄からマグネシウムによる化学還元で得られています。マグネシウム熱法は、鉱石処理で最も普及している方法です。時にはマグネシウムの代わりにナトリウムも使用されることがあります。合金の製造では、粉末冶金の技術の成果を利用することが非常に有利です。「アウレモ」社は、チタンおよびチタン合金の半製品を豊富に取り揃えています。

Ti Cl₄から異なる方法で得られたチタンの不純物の組成

スポンジチタンの特性には、化学組成の精密さ、製造の細かさ、そして不純物のなさが含まれます。

再溶解

チタンスポンジを金属に変えるためには、再溶解を行います。産業用途には2つの再溶解法が使われています：電気アーク法と誘導法です。
誘導溶解法は、アルゴンまたはヘリウムの保護性雰囲気下、または真空中で行われます。なぜならチタンは1040℃以上では大気中のガスと活発に反応するからです。誘導溶解法は非常に均一で安定した組成のインゴットを得ることができます。しかし、誘導溶解の主な欠点は、炉のグラファイトの内張りからチタンに最大で1%の炭素が吸収されることです。誘導法は金属に高い塑性と粘性が求められない場合に使用されます。電気アーク溶解法では、グラファイト電極を使用します。この方法では、炭素汚染は0.2%にまで低下します。

半製品

現代の冶金業界は、チタン合金から作られた広範な半製品の品揃えを提供しています。

a) 平板圧延材の加工・製造：スラブ、プレート、熱間圧延および冷間圧延プレート、シート、フォイル;

b) 幅広いサイズの熱間鍛造品および鍛造成形の生産;

c) 圧延棒および形材;

d); 押出棒および形材;

e) 線材および電極ワイヤー;

f) シームレスチューブ。

チタン半製品の製造と加工の技術仕様には、高温下でのチタンの高い化学的活性、低い熱伝導性、熱間変形に最適な温度範囲での多形変態傾向を考慮する必要があります。

強化

チタンを熱処理する際、半製品の表面には、酸素および窒素と活発に反応することによっていわゆるアルファ層が形成されます。

窒化処理 チタン合金。窒化法による加工と製造は、耐火性、特に耐摩耗性、摩耗に対する耐久性を向上させます。最も一般的な窒化法は、純粋な窒素の雰囲気で850 — 950 °Cまで半製品を加熱することです。合金中にアルミニウムまたはジルコニウムが含まれている場合、窒化の速度と深さが増加し、深さは最大0.2mmになります。

炭化（セメンテーション）。炭化による加工と製造は、チタン合金を強化する効果的な方法です。活性化炭と混合状態で真空中またはアルゴン5%一酸化炭素、メタン、プロパンの混合ガスの雰囲気中で行われます。このガス混合物の雰囲気での処理は、水素による飽和を引き起こし、チタンの塑性を低下させます。木炭による処理は24 — 48時間を要しますが、より深い炭化をもたらします。

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