A 薄壁型材的生產(chǎn)工藝
a 坯料的準(zhǔn)備
坯料的準(zhǔn)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(jī)械加工到4級(jí)表面精度。坯料前端機(jī)械加工成圓錐形斜面或曲面倒角。為了減少坯料在擠壓筒中的冷卻，在坯料的后端應(yīng)做一個(gè)環(huán)形凸緣（見圖4-44).

坯料直徑比擠壓筒直徑小5~10mm.曲面倒角半徑為5~10mm.坯料的長(zhǎng)度L取決于需要的型材長(zhǎng)度、允許的擠壓時(shí)間和擠壓壓余的大小，坯料長(zhǎng)度一般不超過1.5D擠壓筒。
對(duì)于壓力機(jī)的不同直徑擠壓筒，所采用的壓余高度見表4-50.

b 坯料的加熱
擠壓前，坯料一般先在感應(yīng)爐中加熱，然后在電爐中均熱。在加熱前，坯料表面涂上以下成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的110號(hào)玻璃為基的泥漿：SiO237%、B2O38%、Na2O25%.泥漿可以防止坯料氧化，并可作為擠壓潤(rùn)滑劑。
潤(rùn)滑劑涂于預(yù)先除油、去塵的坯料表面。
涂有泥漿的坯料在空氣中干燥要不小于2h,然后再進(jìn)行擠壓。合金坯料在擠壓前的加熱溫度范圍見表4-51.

C工具
擠壓薄壁型材應(yīng)使用帶有平端面的3X2B8或ДИ22 鋼組合模（見圖4-45).先在yITY-3裝置上以等離子法對(duì)模具的工作表面涂敷一層厚度為0.1~0.15mm的鉬，然后再涂上厚度為0.35~0.5mm的二氧化鋯防熱涂層。模具工作帶的寬度應(yīng)為3~8mm.由前端面到工作帶的圓角半徑為4~12mm.當(dāng)擠壓厚度不等的型材時(shí)，要在斷面單元更厚的部位增大工作帶的寬度。為了保證擠壓的薄壁型材有更高的尺寸精度，要把組合模放于支承套（轉(zhuǎn)接器）中，它在擠壓過程中可防止模具某些部分的劈裂。

?？壮叽绨凑丈a(chǎn)厚壁型材時(shí)采用的方法計(jì)算。
d 擠壓過程
薄壁型材可在臥式水壓機(jī)上以工作行程20~100mm/s的速度來擠壓。
擠壓前，應(yīng)預(yù)熱擠壓工具：擠壓墊和擠壓嘴子預(yù)熱到300~400℃;擠壓筒襯套預(yù)熱到400~480℃.模具不預(yù)熱。
確定擠壓速度時(shí)，應(yīng)使工藝過程的時(shí)間不超過8~10s.如果擠壓工藝過程的時(shí)間較長(zhǎng)，就會(huì)把模具加熱到回火溫度以上，并使其損壞。
擠出速度應(yīng)限制在2~2.5m/s.當(dāng)速度太高時(shí)，型材的表面質(zhì)量會(huì)急劇下降。延伸量通常采用50~100倍。
B 薄壁型材的定徑
雖然擠壓工藝過程已有很大改進(jìn)，但是擠壓鈦合金薄壁型材時(shí)出現(xiàn)的最小公差范圍仍有0.5mm.當(dāng)翼緣厚度為1.5~5mm時(shí)，這個(gè)范圍可定為總公差。所以，擠壓型材的翼緣越薄，型材翼緣厚度的相對(duì)公差就越大。
為了提高型材的幾何尺寸精度并改善其表面質(zhì)量，應(yīng)進(jìn)行定徑。型材的定徑可用三種基本方法來進(jìn)行：拉拔、用脈沖負(fù)載壓力機(jī)加工、軋制。
a 拉拔定徑
拉拔在能平穩(wěn)地把速度由2~3m/min調(diào)節(jié)到12~15m/min的鏈?zhǔn)嚼螜C(jī)上進(jìn)行。工藝過程剛開始時(shí)的拉拔速度最小。拉拔可采用2~4個(gè)部分組成的組合拉模。拉拔應(yīng)帶有金屬陶瓷硬質(zhì)合金模芯。獲得最佳結(jié)果的是BK15合金。模芯的標(biāo)準(zhǔn)如圖4-46所示。硬質(zhì)合金模芯應(yīng)固定在可拆卸拉模模套上，模套是采用黃銅焊料釬焊法由y10、y12鋼制造的。
采用專用自動(dòng)拉拔設(shè)備，不需要預(yù)先壓尖型材就可對(duì)其進(jìn)行拉拔。自動(dòng)拉拔設(shè)備的示意圖如圖4-47所示。
臨拉拔前，擠壓型材應(yīng)進(jìn)行蝕洗清除殘留的工藝潤(rùn)滑劑，并局部去除氧化層。鈦合金的型材既可在預(yù)熱后進(jìn)行拉拔，也可進(jìn)行冷拉拔。預(yù)熱后拉拔時(shí)的道次壓下量及總壓下量要高得多，但是冷拉拔后的表面質(zhì)量卻好得多。所以，基本道次通常都在加熱后進(jìn)行，只有壓下量很小的最后一個(gè)道次才進(jìn)行冷拉拔。在拉拔前，鈦合金型材的合理加熱溫度范圍為：

合金                    OT4-1                    OT4                    BT5、BT20
t/℃                    550~600                 600~650                650~700

采用下列兩種成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的潤(rùn)滑劑均可獲得最佳的溫
拉拔結(jié)果：
（1)工業(yè)硼砂（TOCT8429-57)                             11%~15%
    KT-2石墨（TOCT4404-58)                               23%~27%
    滑石（TOCT879-52)                                         7%~8%
    OⅡ(TOCT8433-57)或OI10表面活化劑                 0.1%
    水                                                                    余量
（2)工業(yè)硼砂（TOCT8429-57)                                  11%~13%
    KT-2石墨（TOCT4404-58)                                    23%~27%
    微細(xì)滑石（BTYOП205-65)                                    5%~6%
    硫酸鎘（3CdSO4·8H20)(LIMTy2011-66)              10%~15%
    磺烷油（TOCT12389-66)-烷基汽油磺烷油             1%~2%
    水                                                                    余量
型材在加熱前涂抹潤(rùn)滑劑，潤(rùn)滑劑應(yīng)以0.1~0.3mm的厚度涂于型材表面。為了改善潤(rùn)滑劑的涂敷能力，應(yīng)在裝有溫度達(dá)60～80℃熱水的槽池中將其預(yù)熱。有時(shí)為了改善潤(rùn)滑劑對(duì)型材表面的黏附性，還可以用電接觸設(shè)備在0.5~1.5 min內(nèi)加熱到650~700℃的方法對(duì)型材進(jìn)行預(yù)氧化。
型材的冷拉潤(rùn)滑劑可采用ЭIIIB石墨膠體劑（TyMXII1447-59).型材上涂敷這種制劑后，應(yīng)在室溫下干燥1~2h.擠壓型材的尺寸與規(guī)定的尺寸偏差往往是很大的。翼緣厚度的偏差可達(dá)±(0.3~0.4)mm,翼緣寬度的偏差可達(dá)±(1.5～2)mm.當(dāng)拉拔這種型材時(shí)，其斷面各部分會(huì)發(fā)生不均勻的變形：一些翼緣劇烈收縮，另一些翼緣在附加拉應(yīng)力的作用下則很少收縮和變形，或者根本就不發(fā)生收縮和變形。這可損失型材塑性的穩(wěn)定性，即在收縮的翼緣上形成波紋和在未收縮的翼緣上形成裂口。所以，型材的各拉拔道次均應(yīng)考慮保證其斷面各部分不均勻變形最小的條件。
型材的不均勻拉拔變形值可用指數(shù)A=Fo/F來說明。式中，F(xiàn)0為型材各收縮部分的橫斷面面積；Fπp為型材斷面的總面積。指數(shù)A越小，變形的不均勻性就越大，道次拉拔量相應(yīng)也就越小。鈦合金型材溫拉拔的最大道次延伸量為1.22%~1.25%,而冷拉拔的最大道次延伸量則為1.10%~1.12%.
坯料斷面尺寸的公差范圍越寬，成品型材斷面尺寸的公差范圍就越寬，制取型材所必需的多道次延伸量就應(yīng)該越大。圖4-48所示為當(dāng)型材翼緣厚度的公差范圍為0.3mm時(shí)，坯料翼緣厚度公差與總拉拔量范圍的關(guān)系，它可證明上述論點(diǎn)。

型材的拉拔定徑不但能提高其幾何尺寸的精度，而且能大大改善表面質(zhì)量，這在圖4-49中是很容易看出的。拉拔定徑后，型材的表面粗糙度可穩(wěn)定地符合5級(jí)粗糙度。
b 用脈沖負(fù)載壓力機(jī)定徑
這種工藝過程通常采用鍛壓機(jī)器制造，該設(shè)備是實(shí)驗(yàn)科學(xué)研究所研制的IIIIH-315脈沖負(fù)載壓力機(jī)（見圖4-50).這種壓力機(jī)的作用原理是：當(dāng)向柱塞1下提供工作液體時(shí)，柱塞就會(huì)上升，并將下面的活動(dòng)壓模2向上移動(dòng)，對(duì)處于活動(dòng)壓模2和固定壓模3之間的部分型材進(jìn)行定徑；然后，停止提供工作液體，活動(dòng)壓模下降，型材的下一個(gè)部分進(jìn)入模子，并重復(fù)這一循環(huán)。用能調(diào)節(jié)速度的專用拖動(dòng)裝置使型材穿越壓模模塊。
型材的定徑既可在預(yù)熱后進(jìn)行，也可在冷狀態(tài)下進(jìn)行。為了進(jìn)行熱定徑，在壓力機(jī)前安裝了能保證最高加熱溫度達(dá)900℃的電阻馬弗爐。

熱定徑模子用3X2B8鋼制造，并熱處理到HRC46~50的硬度；冷定徑模子用X12Φ1 鋼制造，并處理到HRC56~60的硬度。
當(dāng)熱定徑時(shí)，3ЭЛПВ +(5%~10%～10%)石墨潤(rùn)滑劑顯示出了最佳的結(jié)果；當(dāng)冷定徑時(shí)，ЭIIB膏劑顯示出了最佳的結(jié)果。
OT4、OT4-1合金的最佳熱定徑溫度為550~700℃;BT20的最佳熱定徑溫度為600~700℃.工具應(yīng)預(yù)熱到不低于250~300℃的溫度。
道次極限變形量為：
合金                       OT4                      OT4-1                 BT20
極限變形量／％
熱定徑                    35~40                    35~40                 20~25
冷定徑                    55~60                    70                     45~50
列舉的數(shù)值大約為所達(dá)到的拉拔定徑值的2.5~3倍。這可顯著增加擠壓坯料的翼緣厚度，并從根本上減少定徑型材的絕對(duì)厚度不均勻性和相對(duì)厚度不均勻性。當(dāng)型材翼緣厚度為1.5~2.5mm時(shí)，用脈沖負(fù)載壓力機(jī)定徑可穩(wěn)定保證±0.10mm的公差。
此外，由于采用了很大的局部變形量，用脈沖負(fù)載壓力機(jī)定徑可顯著改善擠壓型材的表面質(zhì)量，并使粗糙度穩(wěn)定地符合6級(jí)水平。
c 軋制定徑
拉拔和脈沖負(fù)載壓力機(jī)定徑有一個(gè)共同的缺點(diǎn)，即生產(chǎn)率低。軋制定徑時(shí)的加工速度，在工藝上沒有限制，只是加熱設(shè)備的生產(chǎn)率限制了加工速度的提高。當(dāng)軋制時(shí)，不存在金屬的夾頭殘料，而拉拔或用脈沖負(fù)載壓力機(jī)定徑時(shí)的殘料則達(dá)3%~4%.此外，當(dāng)建造好剛度較高的軋制制作后，軋制定徑又增加了一些附加優(yōu)點(diǎn)，即可獲得更高的壓下量和提高定徑型材的幾何尺寸精度。
軋制定徑的缺點(diǎn)是，由一種規(guī)格的定徑改為另一個(gè)品種規(guī)格的定徑時(shí)，占用的時(shí)間較多，工具的制造很復(fù)雜，工作量比較大，設(shè)備的價(jià)格更加昂貴。
所以，在大批量型材加工中，采用軋制定徑是最合理的，在這種條件下更換工具和調(diào)整工具占用的時(shí)間比主要工序的時(shí)間短得多。
目前，軋制定徑使用兩輥定徑機(jī)和可換輥箱的多輥定徑機(jī)。第一種類型的定徑機(jī)可用于外形較簡(jiǎn)單的型材（角材、Z形型材、球狀扁材）定徑；第二種類型的定徑機(jī)可用于外形較復(fù)雜型材（T字材、工字材、十字材等）的定徑。
擠壓型材的軋制定徑準(zhǔn)備工藝和對(duì)其表面質(zhì)量、幾何尺寸提出的要求，與用脈沖負(fù)載壓力機(jī)定徑的工藝和要求實(shí)際上相似。其主要區(qū)別只是咬入條件決定的定徑余量不同，即用兩輥定徑機(jī)軋制時(shí)，型材翼緣厚度的壓下量不超過50%;用可換輥箱的多輥定徑機(jī)軋制時(shí)，型材翼緣厚度的壓下量不超過35%.
擠壓坯料翼緣厚度的波動(dòng)范圍較大，因此是在變形很不均勻的條件下進(jìn)行軋制。在此情況下，橫向變形量很大，造成強(qiáng)烈壓下翼緣寬展，弱壓下翼緣拔長(zhǎng)。
軋制定徑同脈沖負(fù)載壓力機(jī)定徑一樣，都采用以ЭIIIB膠石墨劑為基的工藝潤(rùn)滑劑，潤(rùn)滑劑中還必須加入可提高其熱穩(wěn)定性的添加劑。
軋制型材合金坯料的加熱溫度為：
合金           OT4、OT4-1             BT5、BT20、BT22
t/℃           550~700                650~800
軋制速度為45~90m/min.
軋制定徑可大大提高薄壁型材的質(zhì)量。例如，當(dāng)擠壓坯料的表面粗糙度處于3~4級(jí)的水平時(shí)，軋制后的表面質(zhì)量則穩(wěn)定地符合6級(jí)水平，軋制后，型材翼緣厚度的公差不超過0.2mm.
C 薄壁型材的矯直
對(duì)鈦合金薄壁型材矯直機(jī)的基本要求是能直接在矯直線上，即在矯直機(jī)的鉗口中進(jìn)行接觸加熱。這可保證型材在矯直過程中有最少的冷卻率，并減少矯直變形的不均勻性。50t矯直機(jī)可以滿足上述要求，其技術(shù)性能為：
最大拉力／t                                          50
前夾頭的最大行程／mm                               1500
被拉型材的長(zhǎng)度／mm                                 1500~8500
前夾頭在工作行程的移動(dòng)速度／mm·s-'                   5~25
前夾頭在型材松弛時(shí)的偏轉(zhuǎn)角／（°)                      ±180

億沐鑫新材料公司產(chǎn)品分類：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(biāo)準(zhǔn)件、鈦加工件