[发明专利]钛及钛合金丝材的加工方法

说明书

技术领域

本发明属于材料加工技术领域，涉及一种钛及钛合金丝材的加工方法。

背景技术

钛及钛合金具有高比强度、优良的耐腐蚀性和生物相容性等性能，广泛地应用于航空航天、车辆工程、生物医学工程和日常生活等领域。目前，现有钛及钛合金丝材的加工方法为固定模拉拔和二辊辊模拉拔两种方法。固定模拉拔具有投资小、产品尺寸精确、表面质量高等优点，但生产过程中道次加工量小，易粘模，生产效率低。二辊辊模拉拔钛及钛合金丝材具有摩擦小、道次加工量高等优点，但缺点是金属变形均匀性差，产品尺寸和表面质量难以控制。

发明内容

本发明的目的是提供一种钛及钛合金丝材的加工方法，解决了现有方法存在的效率低和金属变形均匀性差的问题。

本发明所采用的技术方案是，钛及钛合金丝材的加工方法，将钛及钛合金坯料放进Y型辊模，并利用丝材拉拔设备进行拉拔，得到圆形截面或异型钛及钛合金丝材。

本发明的特点还在于，

Y型辊模包括3N只辊子，分为N组，每组3只辊子呈120°分布。

在拉拔圆形截面钛及钛合金丝材时N=3，即9只辊子分为3组，3组分别呈入口倒Y型、正Y型和出口倒Y型，且分别采用入口倒Y型弧三角孔型、正Y型圆形延伸孔型和出口倒Y型圆形圆整孔型。

在拉拔异型的钛及钛合金丝材时N=2～5，Y型辊模呈倒Y型分布，用于生产正三角形和正六边形钛及钛合金丝材。

本发明的有益效果是，本发明钛及钛合金丝材的加工方法，利用Y型辊模加工钛及钛合金丝材，与二辊辊模拉拔相比，Y型辊模拉拔使金属变形更为均匀，更有利于金属轴向流动，且减小了丝材的椭圆度。与固定模拉拔相比，Y型辊模将固定模中金属与模具之间的滑动摩擦改变成辊式模具与滚动轴承之间的滚动摩擦，摩擦力降低，进而拉应力下降，为使金属发生塑性变形，模具对金属作用的压应力上升，使应力状态向提高金属塑性的方向转化。因此，Y型辊式拉拔丝材道次变形程度比固定模拉拔高。同时，金属与模具之间摩擦力的下降使得Y型辊模的磨损降低，有利于丝材盘重的增加。在加工异型钛及钛合金丝材时，Y型辊模比固定模设计更为简单。

附图说明

图1是本发明加工圆形截面钛及钛合金丝材的Y型辊模的辊模布置图；

图2是本发明加工圆形截面钛及钛合金丝材的Y型辊模的入口倒Y型辊型图；

图3是本发明加工圆形截面钛及钛合金丝材的Y型辊模的正Y型辊型图；

图4是本发明加工圆形截面钛及钛合金丝材的Y型辊模的出口倒Y型辊型图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明钛及钛合金丝材的加工方法，将钛及钛合金坯料放进Y型辊模，Y型辊模包括3N只辊子，分为N组，每组3只辊子呈120°分布，并利用丝材拉拔设备进行拉拔，得到圆形截面或异型钛及钛合金丝材。

在拉拔圆形截面钛及钛合金丝材时N=3，即9只辊子分为3组，如图1所示，3组分别呈入口倒Y型、正Y型和出口倒Y型，如图2入口倒Y型辊模采用弧三角孔型，如图3正Y型辊模采用圆形延伸孔型和如图4出口处倒Y型辊模采用圆形圆整孔型，出口倒Y型圆形圆整孔型使得进入固定模时丝材的椭圆度减小，从而避免精整过程中“断丝”现象。

在拉拔异型钛及钛合金丝材时N=2～5，Y型辊模呈倒Y型分布，用于生产正三角形和正六边形钛及钛合金丝材。

本发明钛及钛合金的加工方法与固定模拉拔和二辊辊模拉拔相比较，具有两者加工方法的许多优点，与两者既有相同点，又有不同点。与二辊辊模拉拔相比，相同点在于都是丝材主动，带动辊子转动，依靠一定型腔的辊模成型；不同点在于，二辊辊模拉拔时利用具有一定型腔的辊式模具四只辊子两组前后竖直和水平十字组合采用椭圆-圆孔型进行钛及钛合金丝材加工。本发明利用具有一定型腔的辊式模具九只辊子分为三组，每组三只辊子呈120°分布进行圆形截面钛及钛合金丝材的加工，三组辊子分别呈倒Y型、正Y型和倒Y型分布，且入口倒Y型辊模采用弧三角孔型，出口处倒Y型辊模采用圆形圆整孔型，正Y型辊模采用圆形延伸孔型，与二辊辊模拉拔采用椭圆-圆孔型相比，本发明使金属变形更为均匀，更有利于金属轴向流动，且减小了丝材的椭圆度。在加工异型钛及钛合金丝材时，本发明中的Y型辊模呈倒Y型分布，与二辊辊模拉拔相比，Y型辊模拉拔更有利于正三角形和正六边形等异型钛及钛合金丝材的加工。