鈦型材一般在臥式水壓機上用正擠壓法生產(chǎn)。鈦型材分為薄壁型材和厚壁型材兩大類。
擠壓坯料一般采用擠壓、鍛造和軋制的方法制備。
坯料的準備通常包括下列工序:切成定尺坯料、端面加工、倒棱、前端成形。坯料用車床機械加工到4級表面精度,坯料前端機械加工成一定曲率的球面。
坯料的長度L取決于要求的型材長度,并且受到擠壓筒工作部分長度的限制。通常L=(2~3)D,坯料直徑D.=(0.950.96),前端曲率半徑R4=(0.15~0.2)D1,其中,為擠壓筒直徑。
確定鈦合金的擠壓工藝參數(shù)時,應(yīng)考慮的因素有:
(1)溫度。提高溫度時,金屬流動不均勻性增加,這是大多數(shù)合金熱擠壓的特征。但是,為了便于在最小的壓力下實現(xiàn)快速擠壓,應(yīng)在能保證制品良好力學性能的盡可能高的溫度條件下進行擠壓。對工業(yè)純鈦來說,即使擠壓溫度高達1038℃(剛好進入β相區(qū)的溫度范圍),對其力學性能也無明顯的影響。然而,實際上業(yè)已證明,在927℃左右的溫度下進行擠壓是有利的。表4-48和表4-49為部分前蘇聯(lián)鈦合金棒材的擠壓參數(shù),供型材擠壓時參考。
α+β合金在β相區(qū)內(nèi)加熱時,通常會引起塑性下降。對于某些允許在較低強度下使用的合金來說,可以通過退火或熱處理來恢復(fù)其足夠的塑性。同樣,對諸如Ti-5Al-2.5Sn等α合金來說,在低于β轉(zhuǎn)變點的溫度下擠壓可獲得最佳的力學性能。
(2)潤滑。在擠壓鈦時,通常采用兩種主要的潤滑劑:含有諸如石墨等固體薄片的油基潤滑劑和玻璃潤滑劑。金屬銅包套潤滑有時也用于某些鈦擠壓產(chǎn)品。因為鈦具有嚴重的因摩擦而黏結(jié)的特性,所以潤滑是特別重要的,而且往往還是一個最困難的問題。
潤滑不合理不僅會使鈦黏附于擠壓模上,而且會引起擠壓模的大量磨損。這兩種情況都可能在產(chǎn)品表面引起深的劃痕和撕裂。此外,鈦合金擠壓機的主要差別一般體現(xiàn)在潤滑方式上。
鈦合金熱擠壓時,以玻璃潤滑方式潤滑較多。采用玻璃潤滑擠壓,可使鈦合金在高得多的溫度范圍內(nèi)有較均勻的流動。例如,在玻璃潤滑條件下,加熱至1000℃的BT3-1合金以及加熱至1050℃的BT5-1合金也能獲得較均勻的金屬流動。
玻璃潤滑劑適于鈦合金的擠壓,一般解釋為玻璃有優(yōu)良的、好的隔熱性,可提高毛坯溫度場的均一性。例如,潤滑油-石墨潤滑劑的傳熱系數(shù)為2.93~6.22.93~6.28W/(c㎡·℃),而玻璃潤滑劑的傳熱系數(shù)為0.628~1.256W/28~1.256W/(c㎡·℃).
(3)加熱。在加熱時,應(yīng)盡可能保證鈦坯料不產(chǎn)生氧化鱗皮??刹捎酶鞣N各樣的方法,如鹽浴槽、感應(yīng)加熱爐和氬氣氣氛爐來加熱鈦坯。在氬氣氣氛下的馬弗爐中加熱可獲得最好的效果。采用惰性氣氛下的低頻感應(yīng)爐加熱也是較為理想的。
(4)擠壓速度。無論采用油基還是玻璃作潤滑劑,均應(yīng)選用盡可能高的擠壓速度。由于油脂類潤滑劑在高溫下對鈦坯料的保護作用較小,所以熱坯料與擠壓模的接觸時間應(yīng)盡可能短。當用玻璃作為坯料和工具之間的絕熱體時,上述問題就不是那么嚴重了。然而,玻璃潤滑的主要缺點是,玻璃在開始熔化的狀態(tài)下往往容易連續(xù)不斷地從容器中流出,因而也要求采用高的擠壓速度。擠壓時可達到的實際擠壓軸速度依合金成分、擠壓溫度和擠壓比而變化,但在一般情況下為80~130mm/s(與表4-48中給出的制品流出速度相對應(yīng))。
模具壽命。擠壓模壽命與型材的幾何形狀和被擠壓鈦合金的品種有關(guān)。對于一些確定的型材來說,擠壓比較軟的金屬(如純鈦)時擠壓模壽命大大地長于擠壓較高強度合金(如Ti-6A1-4V)時的擠壓模壽命。采用玻璃潤滑劑時,擠壓模的使用壽命為每副擠壓模1~20次。用玻璃墊擠壓鈦合金時,采用錐形模和平面模。用平面模時,由玻璃墊的內(nèi)表面形成金屬流動的漏斗形體。為提高平面模的壽命,通常把硬質(zhì)合金堆焊在定徑帶表面上,也可將硬質(zhì)合金鑲塊安裝在鋼圈內(nèi)(見圖4-43).采用入口錐度為130°~150°的模具時,金屬流動最好。擠壓復(fù)雜型材時,用整體式擠壓模在制造上消耗工時太多,因此最好做成可分式的。
(5) 精整。擠壓以后的處理方法在不同的廠家中存在著相當大的差別。拉伸矯直和扭擰矯直幾乎對所有的用作飛機骨架、發(fā)動機零件或其他用途的結(jié)構(gòu)件來說都是需要的。盡管某些廠家也應(yīng)用輥式或沖床式矯直機,但最常用的是液壓扭擰拉伸矯直機。
對于大多數(shù)工業(yè)純鈦擠壓件來說,無論在冷態(tài)下還是在熱態(tài)下,拉伸矯直均無太大困難。但是,對于工業(yè)鈦合金擠壓件來說,由于具有高的屈服強度,特別是由于會產(chǎn)生回彈現(xiàn)象,在冷態(tài)下拉伸矯直是十分困難的,它們通常需要在370~540℃左右的溫度下進行矯直。在這個溫度范圍內(nèi)的溫熱二次拉伸工藝也獲得了發(fā)展。
黏附于型材表面上的玻璃必須采用急冷、酸洗或(噴砂)噴射沖擊波的方法清除掉。因此,在拉伸和扭擰矯直之前一般需要重新加熱。
型材表面的氧化鱗皮在擠壓之后通常采用蒸汽沖擊波和酸洗的方法清除掉。
本公司主要經(jīng)營產(chǎn)品:鈦棒、鈦管、鈦板、鈦陽極、鈦箔鈦帶、鈦法蘭、鈦絲、鈦靶材、鈦設(shè)備、鈦餅鈦環(huán)、鈦標準件、鈦加工件
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