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潛力，因此，開發(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)方法歸納起來有：拉拔、旋鍛、軋制。采用旋鍛和拉拔工藝時要經(jīng)過多次的工藝轉(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要防止滑動接觸，以免熱粘引起的表面?zhèn)O(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，必須考慮以下幾點(diǎn)：
①由于鈦的熱傳導(dǎo)率小，加熱時間要長；
②為了防止氧化和吸氫，加熱時間又要求盡可能短；
③塑性變形能差，加工溫度范圍窄；
④熱變形抗力大，加工時要求的負(fù)載大。
目前可同時生產(chǎn)棒線材的連續(xù)高速軋機(jī)具有以下特點(diǎn)：
①從粗軋到精軋是全連續(xù)的無扭絞軋制方式，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，軋制中尺寸變化對成品變動沒有大的影響，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，在軋制過程中，加熱溫度的控制以及防止軋制溫度過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。這種加熱爐可通過坯料間隔的調(diào)整、時間的控制來設(shè)定溫度，操作靈活，可四面加熱，在短時間內(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，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，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，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，但自動化較難，生產(chǎn)效率低。捆卷方式可自動化，生產(chǎn)效率高，但存在捆卷內(nèi)部相對于外部加熱和冷卻慢的問題。
鈦絲材的退火設(shè)備有批式爐， STC(短時間循環(huán)) 爐以及連續(xù)爐。多品種小批量處理時用批式爐， 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：用刀具對線材進(jìn)行全周螺旋切削和用超硬削刀對線材表面進(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。