[发明专利]雾化制粉用钛及钛合金丝材连续矫直装置及方法

说明书

本发明涉及一种雾化制粉用钛及钛合金丝材连续加热矫直装置。该装置按照丝材传送方向依次为：连续送料器、PLC控制的丝材牵引装置、高频感应加热装置、水冷装置、导向装置，丝材牵引装置自带两组矫直轮，分别水平放置和垂直放置。采用前述装置进行矫直的方法具体为，线材首先通过带有矫直辊的牵引装置在室温状态下预先矫直后进入高频感应加热装置，高频感应加热装置按照设定温度快速升温，丝材在另一组牵引装置带动下穿过高频感应加热装置，期间丝材被加热软化，在不同牵引速度下，丝材在产生的张力作用下被进一步矫直，矫直后的丝材进入带有导向装置的水冷装置进行冷却。

技术领域

本发明属于钛及钛合金粉末雾化制备的技术领域，具体是涉及一种雾化制粉用钛及钛合金丝材连续加热矫直的装置及方法。

背景技术

钛及钛合金具有高比强度、低热膨胀系数、强耐腐蚀性、良好的生物相容性等优点，广泛应用于航空航天、石油能源、生物医疗、海洋舰船等领域。但钛及钛合金制备的产品结构比较复杂、品种繁多、批量小且性能要求高，传统的生产制造技术无法满足这些要求，而将金属3D打印技术应用于钛合金零件制备，不仅能够显著提高钛合金材料利用率，还能克服钛合金难熔难变形、易受陶瓷坩埚和气体元素污染的工艺难点，因此具有广阔的应用前景。

3D打印技术对钛粉有以下要求：粒径细小、粒度分布窄、球形度高等。而制备球形超细钛及钛合金粉末主要采用感应熔化钛丝气雾化技术，其中一项关键技术就是钛及钛合金丝材的矫直技术。金属线材矫直通常采用反复矫直弯曲原理，主要使用滚轮矫直机和旋转矫直机。钛具有屈服强度高、屈强比大、弹性模量小等特点，因此在常温下传统的矫直机构(如滚轮矫直机等)对钛及钛合金丝材的塑性变形量不足，钛丝材回弹性大，从而矫直效果不理想。常规解决方法是对钛丝材进行多次矫直从而达到矫直效果，但由于材料装卸繁琐，矫直过程不连续，矫直效率降低。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种钛及钛合金丝材连续矫直装置，解决了钛丝矫直过程中不连续，效率低等问题。

本发明所提供的钛及钛合金丝材连续矫直装置，按照丝材传送方向布置有依次连接的连续送料机、水平矫直轮、第一垂直矫直轮、第一丝材牵引装置、高频感应加热装置、第二丝材牵引装置、第二垂直矫直轮、水冷装置；还包括惰性气体保护装置，所述高频感应加热装置、第二丝材牵引装置及第二垂直矫直轮均置于所述惰性气体保护装置中。

进一步优选的，所述水平矫直轮、第一垂直矫直轮、第一丝材牵引装置、高频感应加热装置、第二丝材牵引装置、第二垂直矫直轮、水冷装置的丝材通过路径在同一水平线上。

本发明还提供一种采用上述装置连续进行钛和/或钛合金丝材加热矫直的方法包括以下步骤：

步骤1：设定高频感应加热装置的温度至所需要温度并启动加热装置，开启水冷装置，开启惰性气体保护装置；

步骤2：预先矫直，将丝材在第一丝材牵引装置牵引下分别穿过水平矫直轮和第一垂直矫直轮，丝材在水平方向和竖直方向被预先矫直；

步骤3：张力矫直，从第一丝材牵引装置中出来的丝材进入高频感应加热装置中加热软化，从高频感应加热装置中出来的丝材被第二丝材牵引装置牵引，第一丝材牵引装置和第二丝材牵引装置存在速度差从而对丝材施加一定张力，丝材在加热的过程在张力的作用下被加热矫直；

步骤4：二次矫直，从第二丝材牵引装置中出来的被加热软化的丝材进入第二垂直矫直轮中进行二次矫直；

步骤:5：冷却，从第二垂直矫直轮出来的丝材进入到水冷装置中充分冷却干燥，等待进入下一步工序。

进一步优选的，步骤1中设定温度为600-700℃。

进一步优选的，步骤3中速度差为0.5-1.2m/min。

进一步优选的，步骤3中所产生的矫直张力为33-235N。