專利名稱：高強(qiáng)度鈦及鈦合金型材溫軋工藝及專用高速軋制機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬材料加工技術(shù)領(lǐng)域，特別是有色金屬型材的加工。
背景技術(shù)：
目前，高強(qiáng)度鈦及鈦合金無(wú)縫管的加工技術(shù)均采用溫軋工藝。其基本工藝是先對(duì) 材料加熱，然后再軋制。這種工藝采用的軋制機(jī)均沒(méi)有保溫措施，無(wú)法保證溫軋效果。由 于鈦材料對(duì)軋制速度、溫度的變化非常敏感，軋制難度極大，被加工材料在進(jìn)入軋機(jī)前由于 室溫和軋制速度的影響，造成被加工材料前端與尾端軋制溫度不均勻，使得型材加工質(zhì)量 不夠穩(wěn)定，加工過(guò)程中容易產(chǎn)生壁厚不均勻甚至疲勞斷裂?，F(xiàn)有軋制技術(shù)只能軋制小規(guī)格 (直徑15mm-30mm的鈦管)，由于軋制工藝及設(shè)備不過(guò)關(guān)，軋制效率低，一直無(wú)法規(guī)?；?產(chǎn)。現(xiàn)有TC4鈦合金管機(jī)加工工藝為深孔鉆掏孔，成品率只有30%，成本價(jià)格為原材 料價(jià)格的10倍。長(zhǎng)久以來(lái)，由于國(guó)內(nèi)鈦合金管材的生產(chǎn)一直沒(méi)有較成熟的生產(chǎn)工藝，相應(yīng)產(chǎn)品一 直依靠進(jìn)口。經(jīng)過(guò)檢索，中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)200910218549. 7公開(kāi)了一種高強(qiáng)度鈦合金管材的 軋制工藝，其采取的首先開(kāi)坯軋制，然后再結(jié)晶退火，在中間軋制時(shí)采取低溫O00-300°C ) 軋制，由于溫度較低，軋制效率較低，不能保證軋制質(zhì)量。還有中國(guó)發(fā)明專利021380M公開(kāi) 的鈦及鈦合金溫加工方法盡管也在預(yù)熱過(guò)程采用惰性氣體保護(hù)，但是保溫及退火工序仍然 無(wú)法在線完成，導(dǎo)致加工效率較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種高強(qiáng)度鈦合金型材溫軋工藝及專用高速軋制機(jī)，以滿足高 強(qiáng)度鈦合金型材的加工。高強(qiáng)度鈦合金型材溫軋工藝，其軋制時(shí)保持被加工材料溫度維持在室溫至1200 度，并且在軋制機(jī)進(jìn)料處通過(guò)保溫裝置包容被加工材料維持被加工材料溫度；同時(shí)在加熱 部分通入惰性氣體對(duì)從軋制設(shè)備出來(lái)的材料進(jìn)行氣氛保護(hù)并通過(guò)給出料處加熱實(shí)現(xiàn)在線 加熱退火。所述的高強(qiáng)度鈦合金型材溫軋工藝，包括如下步驟實(shí)施(1)管坯準(zhǔn)備將管坯機(jī)械加工、拋光或酸堿洗，修磨至表面無(wú)缺陷；(2)初次加熱軋制管坯開(kāi)坯后經(jīng)過(guò)內(nèi)外表面處理，開(kāi)始溫軋，軋制時(shí)保持被加工 材料溫度維持在室溫-120(TC，并且在進(jìn)料處通過(guò)保溫裝置維持被加工材料溫度；在出料 處通入惰性氣體對(duì)從軋制設(shè)備出來(lái)的材料進(jìn)行氣氛保護(hù)，同時(shí)在出料處在線給型材加熱保 持溫度；(3) 二次加熱軋制將初軋后的型材進(jìn)行二次軋制，軋制時(shí)保持被加工材料溫度 維持在室溫-120(TC，并且在進(jìn)料處通過(guò)保溫裝置維持被加工材料溫度；在出料處通入惰性氣體對(duì)從軋制設(shè)備出來(lái)的材料進(jìn)行氣氛保護(hù)，同時(shí)在出料處在線給型材加熱保持溫度；(4)使用水劑潤(rùn)滑液對(duì)磨具及軋制設(shè)備進(jìn)行保護(hù)性冷卻和潤(rùn)滑。(5)精軋至需要尺寸，內(nèi)外表面處理，水壓后探傷，最后檢驗(yàn)。高強(qiáng)度鈦合金型材溫軋專用高速軋制機(jī)，包括作為軋制機(jī)工作部件軋輥軸承座和 軋輥，其軋制機(jī)工作部件軋輥軸承座和軋輥采用高熔點(diǎn)金屬包裹，同時(shí)在軋制機(jī)工作部件 進(jìn)料處裝有包容芯棒和被軋制型材的保溫罩且保溫罩與加熱裝置相連；在軋制機(jī)工作部件 出料處裝有固融及氣體保護(hù)罩且該固融及氣體保護(hù)罩與充氣裝置和加熱裝置相連為固融 及氣體保護(hù)罩內(nèi)通入惰性氣體并進(jìn)行退火保溫。本發(fā)明軋制機(jī)由于增加了保溫措施和惰性氣體保護(hù)裝置及在線退火裝置，保證了 軋制時(shí)的溫度保護(hù)。同時(shí)，在軋制時(shí)通過(guò)給固融及氣體保護(hù)罩加熱，使得退火工序一次完成 且軋制加工速度高，實(shí)現(xiàn)了高速軋制。本發(fā)明軋制工藝主要是在進(jìn)料處給予保溫、在出料處給予惰性氣體保護(hù)同時(shí)對(duì)型 材在線保溫加熱進(jìn)行退火，提高了加工效率，保證了加工質(zhì)量。同時(shí)，本發(fā)明由于采用軋制時(shí)的溫度保護(hù)，以TC4為例成品管材在室溫20度達(dá)到 抗拉強(qiáng)度彡895MPa，規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度彡825MPa，斷后伸長(zhǎng)率彡10%，金相組織復(fù)合國(guó) 家標(biāo)準(zhǔn)，金相均勻、無(wú)完整的原始β晶界。成品率達(dá)到85%以上。本發(fā)明還可應(yīng)用于鈦及鈦合金型材(板、棒、絲、帶等)、不銹鋼奧氏體型材的加 工。還可以作為連軋及高速軋機(jī)的技術(shù)改進(jìn)。


附圖為本發(fā)明專用軋制機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式附圖給出了本發(fā)明專用高速軋制機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。高強(qiáng)度鈦合金型材溫軋專用高 速軋制機(jī)，包括作為軋制機(jī)工作部件軋輥軸承座1和軋輥2，其軋制機(jī)工作部件軋輥軸承座 1和軋輥2采用高熔點(diǎn)金屬制造或包裹(還可以用普通材料降低成本，需通過(guò)水劑潤(rùn)滑系 統(tǒng)潤(rùn)滑和降溫)，同時(shí)在軋制機(jī)工作部件進(jìn)料處裝有包容芯棒5和被軋制型材4的保溫罩6 且保溫罩6與加熱裝置相連；在軋制機(jī)工作部件出料處裝有固融及氣體保護(hù)罩3且該固融 及氣體保護(hù)罩3與充氣裝置和加熱裝置相連為固融及氣體保護(hù)罩3內(nèi)通入惰性氣體并進(jìn)行 退火保溫。高強(qiáng)度鈦合金型材溫軋工藝，其如下步驟實(shí)施(1)原材料檢測(cè)，挑選，加工，修磨，無(wú)毛刺無(wú)裂紋，復(fù)合坯料標(biāo)準(zhǔn)。(2)使用擠壓機(jī)擠壓或通過(guò)斜軋穿孔制成管坯。(3)管坯準(zhǔn)備將管坯機(jī)械加工、拋光或酸堿洗，去除表面雜質(zhì)，探傷。去除毛刺， 裂紋，修磨至表面無(wú)缺陷；。(4)初次加熱軋制管坯開(kāi)坯后經(jīng)過(guò)內(nèi)外表面處理，開(kāi)始溫軋，軋制時(shí)保持被加工 材料溫度維持在室溫-120(TC，并且在進(jìn)料處通過(guò)保溫裝置維持被加工材料溫度；在出料 處通入惰性氣體對(duì)從軋制設(shè)備出來(lái)的材料進(jìn)行氣氛保護(hù)，同時(shí)在出料處在線給型材加熱保持溫度；
(5) 二次加熱軋制將初軋后的型材進(jìn)行二次軋制，軋制時(shí)保持被加工材料溫度 維持在室溫-120(TC，并且在進(jìn)料處通過(guò)保溫裝置維持被加工材料溫度；在出料處通入惰 性氣體對(duì)從軋制設(shè)備出來(lái)的材料進(jìn)行氣氛保護(hù)，同時(shí)在出料處在線給型材加熱保持溫度；(6)使用水劑潤(rùn)滑液對(duì)磨具及軋制設(shè)備進(jìn)行保護(hù)性冷卻和潤(rùn)滑。(7)精軋至需要尺寸，內(nèi)外表面處理，水壓后探傷，最后檢驗(yàn)。本發(fā)明可選擇的技術(shù)條件還包括1)3種加熱方式天然氣加熱，氫氣加熱，感應(yīng)電加熱?；?種加熱導(dǎo)體加熱罩加熱，芯棒加熱，被加工材料加熱。3)加熱溫度室溫-1200度，保證軋輥前1米的加熱段。4)由于溫軋制對(duì)軋輥芯棒導(dǎo)軌的退火作用，傳統(tǒng)軋機(jī)使用的合金鋼材料會(huì)發(fā)生變 形，淬火，硬度降低等問(wèn)題。需要將工作部分換成鎢合金或者鉬合金，傳統(tǒng)軋輥使用的軸承 由鎢鉬合金套替代?？朔邷貙?duì)軋機(jī)的影響。5)普通軋機(jī)及軋制設(shè)備可以通過(guò)冷卻液冷卻達(dá)到對(duì)軋制設(shè)備保護(hù)的目的。6)軋制潤(rùn)滑及軋機(jī)潤(rùn)滑及冷卻使用耐高溫的二硫化鉬、皂化液、水劑潤(rùn)滑劑等材 料。7)管坯加熱前，使用玻璃粉、牛油石灰粉、二硫化鉬等對(duì)管坯表面進(jìn)行保護(hù)處理， 提高成品率。8)室溫25度時(shí)，軋制速度彡3米/分鐘。
權(quán)利要求
1.高強(qiáng)度鈦合金型材溫軋工藝，其特征是軋制時(shí)保持被加工材料溫度維持在室 溫-120(TC，并且在軋制機(jī)進(jìn)料處通過(guò)保溫裝置包容被加工材料維持被加工材料溫度；同 時(shí)在出料處通入惰性氣體對(duì)從軋制設(shè)備出來(lái)的材料進(jìn)行氣氛保護(hù)并通過(guò)給出料處加熱實(shí) 現(xiàn)在線加熱退火。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度鈦合金型材溫軋工藝，其特征是包括如下步驟實(shí)施(1)管坯準(zhǔn)備將管坯機(jī)械加工、拋光或酸堿洗，修磨至表面無(wú)缺陷；(2)初次加熱軋制管坯開(kāi)坯后經(jīng)過(guò)內(nèi)外表面處理，開(kāi)始溫軋，軋制時(shí)保持被加工材料 溫度維持在室溫-120(TC，并且在進(jìn)料處通過(guò)保溫裝置維持被加工材料溫度；在出料處通 入惰性氣體對(duì)從軋制設(shè)備出來(lái)的材料進(jìn)行氣氛保護(hù)，同時(shí)在出料處在線給型材加熱保持溫 度；(3)二次加熱軋制將初軋后的型材進(jìn)行二次軋制，軋制時(shí)保持被加工材料溫度維持 在室溫-120(TC，并且在進(jìn)料處通過(guò)保溫裝置維持被加工材料溫度；在出料處通入惰性氣 體對(duì)從軋制設(shè)備出來(lái)的材料進(jìn)行氣氛保護(hù)，同時(shí)在出料處在線給型材加熱保持溫度；(4)精軋至需要尺寸，內(nèi)外表面處理，水壓后探傷，最后檢驗(yàn)。(5)使用水劑潤(rùn)滑液對(duì)磨具及軋制設(shè)備進(jìn)行保護(hù)性冷卻和潤(rùn)滑。
3.高強(qiáng)度鈦合金型材溫軋專用高速軋制機(jī)，包括作為軋制機(jī)工作部件軋輥軸承座(1) 和軋輥O)，其特征是軋制機(jī)工作部件軋輥軸承座(1)和軋輥(2)采用高熔點(diǎn)金屬制造或包 裹，同時(shí)在軋制機(jī)工作部件進(jìn)料處裝有包容芯棒( 和被軋制型材的保溫罩(6)且保 溫罩(6)與加熱裝置相連；在軋制機(jī)工作部件出料處裝有固融及氣體保護(hù)罩(3)且該固融 及氣體保護(hù)罩(3)與充氣裝置和加熱裝置相連為固融及氣體保護(hù)罩(3)內(nèi)通入惰性氣體并 進(jìn)行退火保溫。
全文摘要
本發(fā)明提供一種高強(qiáng)度鈦合金型材溫軋工藝及專用高速軋制機(jī)，以滿足高強(qiáng)度鈦合金型材的加工。高強(qiáng)度鈦合金型材溫軋工藝，其軋制時(shí)保持被加工材料溫度維持在室溫-1200℃，并且在軋制機(jī)進(jìn)料處通過(guò)保溫裝置包容被加工材料維持被加工材料溫度；同時(shí)在出料處通入惰性氣體對(duì)從軋制設(shè)備出來(lái)的材料進(jìn)行氣氛保護(hù)并通過(guò)給出料處加熱實(shí)現(xiàn)在線加熱退火。軋制機(jī)增加了保溫措施和惰性氣體保護(hù)裝置及在線退火裝置，保證了軋制時(shí)的溫度保護(hù)。同時(shí)，在軋制時(shí)通過(guò)給固融及氣體保護(hù)罩加熱，使得退火工序一次完成軋制速度提高，實(shí)現(xiàn)了高速軋制。
文檔編號(hào)B21B15/00GK102049414SQ20101054780
公開(kāi)日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2010年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月17日
發(fā)明者常榮波 申請(qǐng)人:常榮波