1 坯料的制備
棒材軋制的坯料一般用鍛造、精鍛或擠壓方法制得。為了保證軋制產(chǎn)品的質(zhì)量,應(yīng)對(duì)坯料進(jìn)行車(chē)削或磨削。目前所采用的各種坯料的規(guī)格見(jiàn)表3-17.
1.2 工藝參數(shù)的選擇
(1)加熱制度及終軋溫度。α+β型鈦合金軋前加熱溫度稍低于(α+β)/β相變溫度。軋制過(guò)程在α+β相區(qū)完成,α型鈦合金在α+β相區(qū)內(nèi)加熱,β型鈦合金的加熱溫度高于β轉(zhuǎn)變溫度。加熱時(shí)間按1~1.5mm/min計(jì)算。鈦及鈦合金棒坯軋前加熱溫度及棒材終軋溫度見(jiàn)表3-18.
其他工藝參數(shù)的選擇。由于鈦及鈦合金的產(chǎn)量不大,制品長(zhǎng)度也較短,所以軋制時(shí)都用手工操作。軋制速度不宜過(guò)大,實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中采用的軋制速度一般為1~3m/s.道次平均延伸系數(shù)入一般為1.14~1.24.確定了入,再確定軋前斷面積和軋件斷面積,就可以計(jì)算出軋制道次N:
N=lnλz/lnλ(3-40)
式中 入z-總延伸系數(shù)。
1.3 棒材軋制
A 航空用棒材軋制
模鍛葉片和制造緊固件用棒材的加熱特點(diǎn)和熱軋?zhí)攸c(diǎn)。前蘇聯(lián)用于制造航空葉片的成批材料為直徑10~60mm的BT3-1、BT8、BT9和OT4等鈦合金棒材。航空緊固件用材料一般采用直徑為4.0~16mm的BT16合金棒材。
BT3-1、BT8、BT9和OT4合金的加熱特點(diǎn)及熱軋?zhí)攸c(diǎn)決定對(duì)棒材質(zhì)量的要求。例如,當(dāng)在合金的α+β相區(qū)溫度下熱軋時(shí),如果其變形量不小于40%~50%,那么這種材料的塑性和疲勞強(qiáng)度指標(biāo)最高。但在此溫度下軋制,可顯著增加開(kāi)坯道次和中間道次的變形抗力,增加單位壓力,使軋機(jī)的電動(dòng)機(jī)過(guò)載。在此情況下,軋制過(guò)程應(yīng)分兩階段進(jìn)行:
(1)在高于α+β→β轉(zhuǎn)變的溫度下預(yù)軋;
(2)在合金的α+β相區(qū)溫度下軋制到成品尺寸。
在終軋階段,軋材應(yīng)該冷卻到低于650℃的溫度。直徑大于8.0mm的棒材,以及直徑為4.0~8.0mm棒材的坯料,應(yīng)在一火次之下完成軋制。
B 棒材熱軋
如上所述,除了制造葉片和緊固件用的棒材以外,其余棒材都可采用專(zhuān)用孔型在一火次之下完成軋制。
由于工業(yè)軋機(jī)不可能具有針對(duì)每類(lèi)合金的專(zhuān)用孔型,所以基本上是按照統(tǒng)一的典型流程來(lái)進(jìn)行軋制的。許多研究者將各種各樣的鈦合金分成三類(lèi):
(1)寬展指數(shù)接近于結(jié)構(gòu)鋼的寬展指數(shù)的高變形抗力合金B(yǎng)T20、BT22、BT8、BT9、BT3-1等;
(2)寬展指數(shù)為第一類(lèi)合金寬展指數(shù)1.5~1.7倍的低變形抗力的純鈦和低合金化的BT1-0、BT1-00等合金;
(3)寬展指數(shù)為第一類(lèi)合金寬展指數(shù)1.8~2.0倍的BT5、BT5-1等合金。
寬展指數(shù)除了取決于合金材料的性質(zhì)以外,在很大程度上還取決于軋制速度、軋輥質(zhì)量、被軋材料和軋輥的溫度、冷卻液的成分、軋輥直徑、導(dǎo)向裝置的位置、軋輥的磨損程度和粗糙度等。
當(dāng)調(diào)整軋機(jī)時(shí),在選擇所用的孔型設(shè)計(jì)參數(shù)(孔型斜度、孔型與輥環(huán)的圓角半徑、輥對(duì)間隙的大?。⒊善钒舨臋E圓率和精度的公差時(shí),必須考慮上述各因素的影響。
在精心調(diào)整上述孔型設(shè)計(jì)的情況下,可以獲得熱軋棒材的尺寸公差,見(jiàn)表3-19.
前蘇聯(lián)軋制直徑8~100mm的棒材可分成三類(lèi):第一類(lèi)棒材為直徑65~100mm的棒材,一般在三機(jī)架橫列式500軋機(jī)上軋制,在420軋機(jī)上軋制ф30~65mm 鈦及鈦合金棒材孔型圖如圖3-31所示;第二類(lèi)棒材為直徑25~60mm的棒材,這種棒材可用450型中型軋機(jī)上軋制,在450軋機(jī)上軋制φ25~60mm鈦及鈦合金棒材孔型圖如圖3-32所示;第三類(lèi)棒材為直徑8~25mm的小型軋棒材,這時(shí)的孔型為500坯料機(jī)架的延伸箱形孔型系統(tǒng),直徑110~145mm的圓形坯料經(jīng)過(guò)9~11個(gè)道次就可加工成90mmx70mm橢圓斷面的條材,在250軋機(jī)上軋制ф8~25mm鈦合金線(xiàn)棒材孔型示意圖如圖3-33所示。
300中間機(jī)架和250精軋機(jī)架是按方一橢一方一橢一圓系進(jìn)行孔型設(shè)計(jì)的。
研究結(jié)果表明,用箱形孔型系、扁形和橢圓箱形孔型與橢圓孔型的組合孔型,或者立橢一水平橢一圓的立橢孔型系代替粗軋菱形、方形和六角形孔型的孔型設(shè)計(jì),對(duì)以上三類(lèi)棒材都表現(xiàn)出了最好的結(jié)果。因此,把扁六角形孔型換成孔型周長(zhǎng)與其面積之比(或者體積與表面積之比)最小、角和輥環(huán)圓角半徑較大的扁方孔型。
當(dāng)這樣改變孔型的形狀時(shí),用其軋制的金屬橫斷面面積可能是相同的,但是受力狀態(tài)、溫度和變形卻有改變:塑性變形所必需的動(dòng)力減小,金屬總的冷卻速度減慢,軋材斷面外圍區(qū)與中心區(qū)的顯著溫差消失。這有助于被軋金屬變形的均勻分布,可減少拉應(yīng)力,從而使破壞金屬致密性的幾率下降。
變形和溫度的均勻分布會(huì)促使形成均勻的組織,并改善熱軋半成品的力學(xué)性能。
本公司主要經(jīng)營(yíng):鈦棒、鈦管、鈦板、鈦陽(yáng)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
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