鈦合金具有密度小、比強(qiáng)度高、耐腐蝕、生物相容性好、高溫性能好、無(wú)磁性和高韌性等一系列重要特性，廣泛應(yīng)用于航空、航天、艦船、核電、醫(yī)療、化工、冶金、電子和兵器等領(lǐng)域。鈦合金產(chǎn)品主要采用鍛造、軋制、粉末冶金及近年來(lái)興起的3D打印等方法制備，鍛造是金屬材料廣泛的一種成形方式，利用塑性變形生產(chǎn)出各種尺寸的產(chǎn)品，能夠通過(guò)變形溫度、變形程度及變形速率的控制來(lái)改善合金的顯微組織和性能，與其他生產(chǎn)方式相比，鍛造可以生產(chǎn)橫截面積更大的產(chǎn)品，同時(shí)通過(guò)合理的加工和嚴(yán)格的工藝控制，產(chǎn)品性能穩(wěn)定性很好。

自由鍛造在鈦合金生產(chǎn)中是非常重要的、必不可少的加工工序。一般來(lái)說(shuō)，鍛鋼的鍛造設(shè)備可以鍛鈦，但鈦合金的變形抗力大，而且鈦合金的變形抗力隨溫度降低急劇變大，因此，在變形程度相同的情況下，鍛造鈦合金比鍛造低合金鋼需要更大噸位的設(shè)備，單位時(shí)間內(nèi)鍛打次數(shù)更高些。

鍛錘

⑴鍛錘的分類。

通常按照驅(qū)動(dòng)形式將鍛錘分為四類：機(jī)械錘，蒸汽-空氣錘，空氣錘，液壓錘。

機(jī)械錘是由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，靠機(jī)械傳動(dòng)提升錘頭的鍛錘。這種錘的優(yōu)點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投資少。它的缺點(diǎn)就是打擊頻次低，能量利用率低，生產(chǎn)效率低，鍛件精度差。

蒸汽-空氣錘是以來(lái)自動(dòng)力站的蒸汽或壓縮空氣作為工作介質(zhì)，通過(guò)滑閥配汽機(jī)構(gòu)和氣缸驅(qū)動(dòng)落下部分做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)的鍛錘，是生產(chǎn)中小型自由鍛件的主要設(shè)備，它的落下部分重量一般為0.5～5t。它的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，造價(jià)低，維修方便。缺點(diǎn)是：能量利用率極低，在1%～2%之間；鍛造精度低，由于是梳形導(dǎo)軌形式，錘頭導(dǎo)向差，打出的鍛件精度低。

空氣錘是中小型鍛造車間使用廣泛的設(shè)備。工作介質(zhì)也是壓縮空氣，但它的壓縮空氣是由設(shè)備本身的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)壓縮活塞，將壓縮空氣傳遞到工作活塞（錘桿）上進(jìn)行動(dòng)作的。常用的規(guī)格有250kg、400kg、560kg和750kg?？諝忮N與其他類型錘相比：投入成本低、無(wú)污染，具有使用靈活，操作方便，控制性能可靠等優(yōu)點(diǎn)，得到了廣大用戶的認(rèn)可。

液壓錘是以液壓油為工作介質(zhì)，利用液壓傳動(dòng)來(lái)帶動(dòng)錘頭做上下運(yùn)動(dòng)，完成鍛壓工藝的鍛造設(shè)備。優(yōu)點(diǎn)是抬錘快，打擊快，打擊頻次高。通電即可工作，節(jié)省了輔助動(dòng)力設(shè)備投資，安裝方便、占地小，便于車間生產(chǎn)管理。近幾十年來(lái)，隨著現(xiàn)代液壓技術(shù)和電控技術(shù)的高速發(fā)展，液壓錘因其高效、節(jié)能、環(huán)保、操作方便、動(dòng)作靈活可靠等優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)逐步成為鍛錘中的主力軍。

⑵鍛錘的使用。

目前，考慮到環(huán)保、節(jié)能的要求，鍛造產(chǎn)品的品質(zhì)及尺寸精度的要求，機(jī)械錘和蒸汽-空氣錘在鈦合金的鍛造中已經(jīng)基本被淘汰，主要使用的鍛錘設(shè)備為空氣錘和液壓錘。其中3t錘以下基本未配備操作機(jī)械手，主要靠人使用手鉗來(lái)完成鍛造，這種噸位的鍛錘主要生產(chǎn)單重較小，利用人工操作的靈活性來(lái)鍛造形狀復(fù)雜的環(huán)件、階梯軸件、異形件等。另外大于3t的鍛錘一般都配備有機(jī)械手，可以完成單重較小坯料的鐓拔及一般產(chǎn)品的拔長(zhǎng)、滾圓、沖孔、擴(kuò)孔等工序。

對(duì)于鍛錘鍛造鈦合金，主要優(yōu)點(diǎn)有鍛造靈活、可以生產(chǎn)各類異形件，鍛件表面良好。缺點(diǎn)主要有鍛造力不足，只能生產(chǎn)一些單重較小的坯料；另外由于擊打頻率過(guò)快容易引起坯料心部的溫升，導(dǎo)致鍛件過(guò)燒而報(bào)廢。一般情況下，對(duì)于組織要求比較高的鈦合金棒材及鍛件不建議采用鍛錘鍛造。

液壓機(jī)

隨著鈦合金在海洋、化工、航空航天領(lǐng)域的快速發(fā)展，鍛件大型化趨勢(shì)日益明顯；加之熔煉技術(shù)的快速發(fā)展，目前西部鈦業(yè)和寶鈦均能生產(chǎn)出直徑超過(guò)1000mm，單重超過(guò)10t的鈦合金鑄錠。因此，鍛錘已不能滿足鈦合金鍛造發(fā)展的需求，使用鍛造力更大的液壓機(jī)鍛造，金屬在靜壓力下變形，其特點(diǎn)是變形速度低，金屬變形熱小，容易獲得均勻組織，適于鍛造各種鍛件。