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本发明针对传统钛合金丝材生产中热拉拔效率低、需多次退火、表面污染严重等问题,提出采用连轧机结合中高频感应加热的连续轧制工艺。通过无心车床预处理原料、感应加热快速升温、8架无扭轧机精准控制轧制参数,实现直径2-4毫米钛合金丝材的高效生产,避免润滑剂污染和多次退火,提升成材率与表面质量。
1、钛合金丝材由于其比强度高、耐蚀性好、导热系数低、耐高温低温性能好、生物相容性好等特点,在多个领域有广泛应用,包括标准件、生物医疗、航空航天、化工、3c电子和汽车制造等。
2、目前采用连轧线生产的钛合金丝材,单重可以做到百公斤级以上,但目前连轧线生产钛合金丝材最小直径到8mm左右,纯钛最小直径到6.5mm左右,更小规格丝材只能在现有8mm钛合金丝材的基础上进一部深加工;
4、固定模热拉拔加工:连轧线轧制的钛合金盘圆经扒皮去除表面热轧缺陷及氧化层,在盘圆表面均匀涂覆专用润滑剂,然后将盘圆通过管式加热炉加热,通过不同孔型的固定模具进行拉拔,拉拔速度2~6米/分钟,8mm直径丝材加工到3mm需要经过10多道的热拉拔,成品需要对其表面进行扒皮磨削、抛光去除丝材表面的润滑剂污染层或氧化层,可生产出光亮的丝材成品,采用该方法生产钛合金丝材生产周期长,效率低,且润滑剂在拉拔过程中会产生粉尘,生产现场环境差。
5、辊模冷拉拔加工:连轧线轧制的钛合金盘圆根据后续加工要求进行工厂退火,然后扒皮去除表面热轧缺陷及氧化层,现光亮的金属表面,采用辊模拉丝机,通常一次可以拉三模,可生产不同直径的棒丝材。如果需要进行多次拉拔,加工过程中根据加工率的大小需要进行真空退火或保护气氛退火消除加工应力,然后才能进行后续道次的拉拔,最终经成品退火、表面扒皮、抛光,得到丝材成品。采用该方法生产钛合金丝材,辊模拉拔效率较固定模热拉拔加工略高,但中间退火还需要配置大量的退火炉,且退火时间较长,整体效率略高于固定模热拉拔加工。
1、本发明的目的在于,克服现有技术中存在的缺陷,提供一种钛合金丝材轧制方法。
2、为实现上述目的,本发明的技术方案如下:一种钛合金丝材轧制方法,包括以下步骤:
4、步骤2:钛合金原料上放线架,原料上放线架前分次测量原料尺寸,目测表面无缺陷,将盘条在放线:送丝矫直,将原料线材的头部依次穿过矫直轮、导丝管、夹送辊,调整矫直机参数,保证线:感应加热,原料线材依次经过中频加热器、高频加热器,原料线:轧制,加热后的线材进入连轧机进行连续轧制,所述轧制的道次不少于四次;
8、步骤6:收线,轧制完成后的钛丝经过张力架保持线材轧制过程中的张力,控制线材前进速度;最终经收线mm的钛合金丝材。
9、进一步的,所述步骤1中采用无心车床去原料线材表皮缺陷,检查表面缺陷彻底清除得到符合标准的原料。
10、进一步的,所述步骤2中放线设备包括鸭嘴式放线架和乱线报警装置;原料尺寸测量包括对钛合金盘圆的头部、中间、尾部测量并取平均值;目测表面无缺陷、无断头,多头需要提前焊接。
11、进一步的,所述步骤3中,夹送气缸气压不低于0.2 mpa,且夹持原料以不打滑为准。
12、进一步的,步骤4中所述的中频加热器、高频加热器内设有云母管,原料线材穿过云母管进行感应加热;
13、矫直后的原料以一定的速度在云母管内向前运行,先进入中频加热线圈,中频加热器延时一定时间启动,对原料进行加热;中频启动延时时间由原料运行速度和原料头部到第一个加热线圈的距离决定,出中频加热器的温度不低于580℃;
14、经过中频加热过的原料进入高频加热线圈,高频加热器在中频加热器启动后延时一定时间启动,继续对原料进行加热,高频启动延时时间由原料运行速度和原料头部到最后一个高频加热线圈出口的距离决定,出中频的温度不低于880℃。
15、进一步的,所述步骤5中采用连轧机,连轧机具有8架平立交替无扭轧机,轧机轧制精度,采用单独传动,每台机的速度可以单独调整,机架间的推拉关系可调。
16、进一步的,所述步骤6中采用内象鼻式收线、进一步的,还包括步骤7,退火和表面处理,所述退火的温度在600~800℃,所述表面处理包括抛光、阳极氧化、喷砂、涂层中的一种或多种。
19、1、本发明特别适用于钛合金和难变形高温合金丝材的生产,采用连轧方式生产钛合金细丝可大大提高生产效率,降低成本,提高成材率。
20、2、连轧机采用8架平立交替无扭轧机,轧机轧制精度,采用单独传动,每台机的速度可以单独调整,机架间的推拉关系容易调整。
21、3、采用感应加热方式,加热效率高,材料表面氧化层薄,方便后续表面处理。
22、4、避免了如固定模热拉拔加工中涂覆润滑剂的弊端,不用后续对成品进行清洗去除润滑剂,热拉拔产品表面拉痕刮丝痕迹明显,必须要进行成品表面的后续磨削、抛光等操作,本发明中采用的连续轧制使成品表面质量好,生产现场无分产,降低原材料消耗,生产效率高,成材率高。
23、5、相比于辊模冷拉拔技术,本发明采用高频加热技术一次加热将原料加热至轧制温度,进行连续轧制,成型效果好,避免了中途退火消除应力等操作,加工效率高。
3.根据权利要求1所述的一种钛合金丝材轧制方法,其特征在于,所述步骤2中放线设备包括放线架和乱线报警装置;原料尺寸测量包括对钛合金盘圆的头部、中间、尾部测量并取平均值;原料目测表面无缺陷、无断头,多头需要提前焊接。4.根据权利要求1所述的一种钛合金丝材轧制方法,其特征在于,所述步骤3中,夹持原料以不打滑为准。
5.根据权利要求1所述的一种钛合金丝材轧制方法,其特征在于,步骤4中所述的中频加热器、高频加热器内设有云母管,原料线材穿过云母管进行感应加热;
6.根据权利要求1所述的一种钛合金丝材轧制方法,其特征在于,所述步骤5中采用连轧机,连轧机具有8架平立交替无扭轧机,轧机轧制精度,采用单独传动,每台机的速度可以单独调整,机架间的推拉关系可调。
7.根据权利要求1所述的一种钛合金丝材轧制方法,其特征在于,所述步骤6中采用高速密排收线所述的一种钛合金丝材轧制方法,其特征在于, 还包括步骤7,退火和表面处理,所述退火的温度在600~800℃,所述表面处理包括抛光、阳极氧化、喷砂、涂层中的一种或多种。
本发明公开了一种钛合金丝材轧制方法,采用连轧线轧制的钛合金盘圆,生产直径2~4mm钛合金丝材。采用直径8mm钛合金盘圆为原料,按照如下工序,包括:放线、送丝矫直、感应加热、轧制、收线、打包;采用中频感应加热+高频感应加热的,让丝材以很快的速度通过感应线圈后料温可以提升到所需温度,满足连轧快速加热的需求,将加热后的线材送入连轧机进行轧制,根据成品规格的不同,选择4机架、6机架、8机架进行轧制;轧制完成后钛丝通过张力架,最终经收线mm的钛合金丝材。本发明特别适用于钛合金和难变形高温合金丝材的生产,采用连轧方式生产钛合金细丝可大大提高生产效率,降低成本,提高成材率。
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