發(fā)布日期：2020-11-13 10:54:05
鈦合金棒鈦金絲材有很巨大的市場(chǎng)潛力，因此，開(kāi)發(fā)鈦合金棒鈦合金絲材生產(chǎn)有很好的發(fā)展前景。在日本，鈦加工材的生產(chǎn)特點(diǎn)是采用鋼鐵加工設(shè)備進(jìn)行，根據(jù)鈦材固有的特性，在設(shè)備、工藝上不斷改進(jìn)，以提高生產(chǎn)率，加工鈦材的尺寸精度及表面質(zhì)量，滿足不同用途的使用要求。鈦合金棒鈦合金絲材的生產(chǎn)方法歸納起來(lái)有：拉拔、旋鍛、軋制。采用旋鍛和拉拔工藝時(shí)要經(jīng)過(guò)多次的工藝轉(zhuǎn)換和多次的中間熱處理，生產(chǎn)效率很低，能耗大；采用軋制工藝，在日本鈦合金棒鈦合金絲材的軋制也是采用鋼鐵軋制的設(shè)備曰。與其他的鈦加工材一樣，鈦合金棒鈦合金絲材熱軋時(shí)要防止滑動(dòng)接觸，以免熱粘引起的表面?zhèn)�，要設(shè)定最優(yōu)化孔型及道次加工程序，要保證鈦合金在適宜的溫度下軋制，防止溫度下降。
在選擇具體的工藝設(shè)備時(shí)應(yīng)考慮到下列因素：鈦合金具有特殊的綜合物理性能，其鈦合金棒鈦絲生產(chǎn)具有小批量多品種的特點(diǎn)，不適宜采用鋼鐵及常用有色金屬棒線材的大規(guī)模連軋工藝，用普通兩輥軋機(jī)生產(chǎn)的產(chǎn)品存在折疊與表面劃痕等質(zhì)量問(wèn)題， 要生產(chǎn)Ti-6Al一4V合金絲及TiNi形狀記憶合金絲就更加困難了。
鈦的性質(zhì)和普通鋼不同，因此，在棒線材軋制時(shí)，必須考慮以下幾點(diǎn)：
①由于鈦的熱傳導(dǎo)率小，加熱時(shí)間要長(zhǎng)；
②為了防止氧化和吸氫，加熱時(shí)間又要求盡可能短；
③塑性變形能差，加工溫度范圍窄；
④熱變形抗力大，加工時(shí)要求的負(fù)載大。
目前可同時(shí)生產(chǎn)棒線材的連續(xù)高速軋機(jī)具有以下特點(diǎn)：
①?gòu)拇周埖骄埵侨B續(xù)的無(wú)扭絞軋制方式，產(chǎn)品表面缺陷少，質(zhì)量好；
②由于精軋機(jī)是高速組合配置，被加工的材料溫度下降小，生產(chǎn)效率高；
③軋制后的冷卻過(guò)程可根據(jù)需要采用風(fēng)冷、自然放冷、罩式緩冷、罐式徐冷等容易采取的方式。
以往，鈦合金棒鈦合金絲材的軋制設(shè)備有并列式和越野式。鈦線材的軋制設(shè)備主要用了3輥、四輥定徑軋機(jī)等，多輥定徑軋機(jī)，由于寬度小，加工均勻，軋制中尺寸變化對(duì)成品變動(dòng)沒(méi)有大的影響，特別適合熱加工性能差的鈦合金等軋制。
與普通鋼相比，鈦的熱變形性能差，因此，在軋制過(guò)程中，加熱溫度的控制以及防止軋制溫度過(guò)程中材料溫度的下降是極其重要的。加熱爐的形式可分為推進(jìn)式爐，步進(jìn)床式爐，步進(jìn)梁式爐3種。最近，由于軋制坯料的大型化，大多采用步進(jìn)梁式爐。這種加熱爐可通過(guò)坯料間隔的調(diào)整、時(shí)間的控制來(lái)設(shè)定溫度，操作靈活，可四面加熱，在短時(shí)間內(nèi)加熱即可均勻，且可降低燃耗。
棒線材的道次安排，可依據(jù)各廠自己的經(jīng)驗(yàn)，再進(jìn)一步完善。大致分為粗扎、中軋和精軋3步，粗軋的作用是使再加熱的坯料初步得到鍛造，并是坯料形狀得以矯正。粗軋的孔型一般有菱形一方形或者箱形。菱形一方形的孔型由于角部冷卻快，孔型左右有拉應(yīng)力，所以在軋制時(shí)，要把孔型頂、底的R角放大些，或在孔型導(dǎo)板上設(shè)置分水裝置。中軋和精軋的孔型采用橢圓一圓孔法和橢圓一方孔法，后者和前者相比具有大的面縮率，效率高，但是容易產(chǎn)生皺紋和折迭等缺陷。
目前一般采用橢圓一圓孔法。
軋制工藝完成后，鈦合金棒鈦合金絲材要根據(jù)不同的材質(zhì)和所要求的性能進(jìn)行熱處理。鈦合金退火處理是為了穩(wěn)定組織和產(chǎn)品的尺寸，提高其力學(xué)性能及機(jī)械性能。a合金的退火是在α相區(qū)加熱，達(dá)到充分平衡使a相恢復(fù)、再結(jié)晶冷卻到常溫的處理。這時(shí)，冷卻速度引起的組織變化小，所以極冷和徐冷都可以。a+β合金的固溶處理是在β相變點(diǎn)以下，即在兩相區(qū)加熱。B合金的固溶處理是在與退火處理一樣的溫度域加熱進(jìn)行，這時(shí)，在相變點(diǎn)以上加熱，要注意防止晶粒粗化。
實(shí)效處理是α+β合金和β合金在固溶處理后從非平衡β相析出細(xì)微α相的一種強(qiáng)化處理。線材的熱處理設(shè)備用于固溶處理的有多條連續(xù)方式和捆卷方式2種。多條連續(xù)方式是線材以直線形式進(jìn)行熱處理，質(zhì)量好，但自動(dòng)化較難，生產(chǎn)效率低。捆卷方式可自動(dòng)化，生產(chǎn)效率高，但存在捆卷內(nèi)部相對(duì)于外部加熱和冷卻慢的問(wèn)題。
鈦絲材的退火設(shè)備有批式爐， STC(短時(shí)間循環(huán)) 爐以及連續(xù)爐。多品種小批量處理時(shí)用批式爐， 但目前使用STC爐正在增多。
棒材的熱處理設(shè)備采用連續(xù)爐。斜輥式連續(xù)爐是一種圓棒專用爐，斜輥和噴水冷卻的組合方式可進(jìn)行彎曲小、品質(zhì)均勻的熱處理。
為了完全去除鈦合金棒、鈦合金線材的表面缺陷，要進(jìn)行扒皮。扒皮方法有：用刀具對(duì)線材進(jìn)行全周螺旋切削和用超硬削刀對(duì)線材表面進(jìn)行全周的拉削。目前一般采用表面粗糙度低、效率高的拉削法。拉削一般減徑0.2mm~0.4mm。
總之，鈦合金棒鈦合金絲材生產(chǎn)主要采用軋制的工藝方法，而采用連續(xù)式高速軋機(jī)更是有利于生產(chǎn)率的提高，提高了鈦合金棒鈦合金絲材表面質(zhì)量。