目前鈦棒、鈦絲用在小型部件上比較多,可望以后能在日用品及醫(yī)療器具方面有所發(fā)展。
鈦棒、鈦絲材由于它的高耐蝕性、高強(qiáng)度、非磁性等綜合特性非常出色,已受到人們高度重視,凱澤金屬結(jié)合多年鈦合金材料的生產(chǎn)、銷售,將鈦及鈦合金的材質(zhì)、特性等資料,整理如下,見下表。
鑄塊通過熱壓延形成絲材、棒材,然后進(jìn)行熱處理、酸洗、拉拔、清除被膜、驗(yàn)收等工序廠出給用戶,見圖1。用戶用這些棒材、絲材制品經(jīng)拉絲、拉拔、壓鑄、切削加工等工序后制成螺絲、彈簧、纜繩等各種產(chǎn)品。
1、軋制
作為鈦的軋制設(shè)備,通常采用并列式或越野式棒磨機(jī),絲材磨機(jī)主要為中繼式。目前已有了連續(xù)式高速磨機(jī)。
由于鈦具有與普通鋼不同的性質(zhì),軋制時(shí)必須配備與鋼不同的設(shè)備,采用不同的操作方法。棒材、絲材軋制應(yīng)注意以下幾點(diǎn);
1)導(dǎo)熱系數(shù)小,加熱時(shí)間長;
3)塑性變形能力差,加工溫度范圍狹窄;
4)熱變形阻抗高,加工時(shí)需要高負(fù)荷。
棒絲材軋制設(shè)備,能軋制出最新的棒材與絲材。具備的特點(diǎn):一是從粗軋到精加工為單桿連續(xù)軋制方式,能獲得無缺陷的表面質(zhì)量;二是絲材的加工軋制機(jī)配置有塊狀磨機(jī),材料整體溫度均勻,生產(chǎn)效率高;三是軋制后的冷卻設(shè)有通風(fēng)冷卻自然冷卻、通風(fēng)柜緩冷、筒內(nèi)緩冷,根據(jù)需要采取最好的冷卻方式。
鈦與普通鋼相比,熱塑性變形功能差,軋制加工溫度范圍狹窄。因此,鈦軋制時(shí),加熱溫度管理及軋制中防止材料溫度下降極為重要。加熱爐有頂推式和步進(jìn)式連續(xù)加熱爐等,但多采用步進(jìn)式連續(xù)加熱爐。這種爐依靠變更坯間隔、間距便能非常容易地改變溫度設(shè)定,還可作撓性操作,通過四面加熱得到良好的均熱度,而且燃料單耗低。
棒材、絲材的熱軋,是將高溫加熱的還坯裝在軋制輾下壓入孔型槽溝內(nèi)成形??仔头謳讉€(gè)類型。
棒材、絲材軋制孔型主要分粗軋、間軋、精軋孔型。粗軋是通過加熱將還進(jìn)行初鍛與矯正變形,粗軋的孔型方式,一般有菱-角法與箱式法。間軋、精軋的孔型方式采用了圓、橢圓法和角-橢圓法。角-橢圓法與圓-橢圓法比較,是一種能獲得大斷面的良好的孔型法。但容易產(chǎn)生皺紋,還會(huì)在橢圓孔型45°轉(zhuǎn)角處產(chǎn)生刮痕等現(xiàn)象。目前圓-橢圓法較為普及。
2、熱處理
棒材、絲材軋制材料需要進(jìn)行熱處理。鈦、鐵合金根據(jù)需要實(shí)施退火、熔化和時(shí)效處理等熱處理。鈦合金退火處理是
為了使其組織結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,產(chǎn)品規(guī)格穩(wěn)定,提高切削性能和機(jī)械性能。α合金退火在α領(lǐng)域加熱,在平衡狀態(tài)下使α相恢復(fù)、再結(jié)晶,常溫冷卻。在這種情況下,根據(jù)冷卻速度的變化,采用驟冷或緩冷均可。
α-β合金的熔體處理在β變態(tài)點(diǎn)下,即在混合組分中加熱進(jìn)行。β合金的熔體處理與退火處理相同,在規(guī)定溫度范圍內(nèi)實(shí)施,但β粒子的粗化是必須引起注意的一點(diǎn)。
熔體處理是為了強(qiáng)化,從并非穩(wěn)定(非平衡)的β相析出微細(xì)的α相。
鈦絲材的熱處理設(shè)備,按用途區(qū)分為熔體處理設(shè)備的多輾型與線卷型,多輾型是將絲材以直線狀進(jìn)行熱處理,在保障產(chǎn)品質(zhì)量方面具有很多長處,但不易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)率比較低。線卷型可以自動(dòng)化,生產(chǎn)率高,但線圈內(nèi)部加熱后冷卻速度較慢。
絲材退火設(shè)備,有間歇式加熱爐,STC爐及連續(xù)加熱爐。在多品種處理但數(shù)量不大時(shí),一般使用老式錐體型間歇爐、STC爐的較多。
3、去皮屑加工
徹底清除棒材、絲材表面皮屑,需要進(jìn)行剝皮加工。其方法有旋管剝皮法與絲材表面全周超硬旋轉(zhuǎn)刀切削法,后一種比較普及,表面精度好,效能高。拉削切割直徑為0.2~0.4mm。
4、產(chǎn)品質(zhì)量保證
對鈦棒材、鈦絲材分為驟冷加工、溫加工和熱加工及鍛造加工。鈦、鈦合金棒材、絲材的檢測大致區(qū)分為破壞性檢測(機(jī)械性能、硬度、宏觀組織、微觀組織等)與非破壞性檢測(目視檢測、螢光探傷、渦流探傷、超聲波探傷等)。
檢測、試驗(yàn)的目的是把生產(chǎn)工藝的管理與產(chǎn)品質(zhì)量聯(lián)系起來處理好中問環(huán)節(jié)與最終制品的質(zhì)量保證。
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