钛螺栓是如何制作的？

钛合金螺栓的制作工艺流程涉及多个精密步骤，以确保其高强度、耐腐蚀性和轻量化特性。以下是典型工艺流程的详细说明：

1. 材料准备

钛合金选择：常用牌号包括TC4（Ti-6Al-4V综合性能优异）、TA2（工业纯钛耐腐蚀性强，用于低应力环境。）等，根据强度、耐温性需求选择。

棒材检验：化学成分通过光谱分析、超声波探伤确保棒材内部无缺陷，化学成分符合标准（如ASTM B348）。尺寸公差（棒材直径±0.1mm）。

2. 下料

切割：采用锯切或车床切割，控制长度公差（通常±0.5mm）。或者线切割/数控车床切断（高精度，±0.1mm）。

表面处理：去除氧化皮（喷砂或酸洗），避免后续加工污染。

3. 热镦成型（头部成形）

加热：在保护气氛（如氩气）中加热至850-950℃（TC4），避免氧化。

镦锻：用模具在压力机（冷镦或热镦）下成型螺栓头，需精确控制温度和变形速率以防止开裂。

热镦工艺（适用于高强度螺栓）：   加热至850-950℃（TC4），氩气保护防氧化。  

模具镦锻（压力机吨位根据螺栓尺寸选择，如M6需200吨）。  

冷镦工艺（小直径或纯钛）：室温成型，需控制变形率≤30%以避免开裂。

4. 螺纹加工

车削螺纹：数控车床单点车削，适用于大直径或特殊螺纹。

滚压螺纹（更常用）：通过滚丝机冷成型，提高螺纹强度（加工硬化效应），表面粗糙度可达Ra1.6。

5. 热处理(根据使用要求，如果需要)

TC4典型工艺：固溶处理：TC4加热至900-950℃后水淬，获得马氏体组织。

时效处理：480-560℃保温4-8小时，析出强化相，提升硬度（HRC36-40）。

去应力退火（必要时）：600℃×2h，消除加工应力。

6. 表面处理

去氧化皮：酸洗（HF+HNO3混合溶液）或电解抛光。

阳极氧化：生成耐磨氧化膜（如蓝色、金色），电压控制30-60V。

其他涂层：可选PTFE涂层减摩，或镀银用于高温防咬死。

7. 机械加工（二次加工）

车削杆部：确保直径与螺纹配合精度（h6级）。

铣槽/孔：加工内六角、十字槽等驱动结构。

8. 质量检测

尺寸检测：螺纹通止规、投影仪测量形位公差。

力学测试：拉伸试验、硬度测试。

无损检测：荧光渗透或X射线探伤内部缺陷。

9. 表面防护与包装

清洁：超声波清洗去除切削液残留。

真空包装：长期储存防潮，尤其针对航空航天级螺栓。

关键工艺控制点

温度控制：热处理和热成型时需严格监控，避免β相晶粒粗化。

防污染：加工中避免铁离子污染（导致电化学腐蚀）。

润滑：螺纹滚压时使用钛合金专用润滑剂（如含MoS2）。

应用差异

航空级：需符合AMS/NADCAP标准，全流程追溯。

医疗级：额外电解抛光，确保生物相容性（如ASTM F136）。

通过上述流程，钛合金螺栓可实现比钢制螺栓减重40%的同时，保持更高的比强度和耐蚀性，适用于极端环境。钛合金螺栓可满足高端领域对轻量化、耐蚀性和高强度的苛刻要求。