專利名稱：鈦及鈦合金絲材的加工方法
技術領域：
本發(fā)明屬于材料加工技術領域，涉及一種鈦及鈦合金絲材的加工方法。
背景技術：
鈦及鈦合金具有高比強度、優(yōu)良的耐腐蝕性和生物相容性等性能，廣泛地應用于航空航天、車輛工程、生物醫(yī)學工程和日常生活等領域。目前，現(xiàn)有鈦及鈦合金絲材的加工方法為固定模拉拔和二輥輥模拉拔兩種方法。固定模拉拔具有投資小、產(chǎn)品尺寸精確、表面質(zhì)量高等優(yōu)點，但生產(chǎn)過程中道次加工量小，易粘模，生產(chǎn)效率低。二輥輥模拉拔鈦及鈦合金絲材具有摩擦小、道次加工量高等優(yōu)點，但缺點是金屬變形均勻性差，產(chǎn)品尺寸和表面質(zhì)量難以控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種鈦及鈦合金絲材的加工方法，解決了現(xiàn)有方法存在的效率低和金屬變形均勻性差的問題。本發(fā)明所采用的技術方案是，鈦及鈦合金絲材的加工方法，將鈦及鈦合金坯料放進Y型輥模，并利用絲材拉拔設備進行拉拔，得到圓形截面或異型鈦及鈦合金絲材。本發(fā)明的特點還在于，Y型輥模包括3N只輥子，分為N組，每組3只輥子呈120°分布。在拉拔圓形截面鈦及鈦合金絲材時N=3，即9只輥子分為3組，3組分別呈入口倒Y型、正Y型和出口倒Y型，且分別采用入口倒Y型弧三角孔型、正Y型圓形延伸孔型和出口倒Y型圓形圓整孔型。在拉拔異型的鈦及鈦合金絲材時N=2 5，Y型輥模呈倒Y型分布，用于生產(chǎn)正三角形和正六邊形鈦及鈦合金絲材。本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明鈦及鈦合金絲材的加工方法，利用Y型輥模加工鈦及鈦合金絲材，與二輥輥模拉拔相比，Y型輥模拉拔使金屬變形更為均勻，更有利于金屬軸向流動，且減小了絲材的橢圓度。與固定模拉拔相比，Y型輥模將固定模中金屬與模具之間的滑動摩擦改變成輥式模具與滾動軸承之間的滾動摩擦，摩擦力降低，進而拉應力下降，為使金屬發(fā)生塑性變形，模具對金屬作用的壓應力上升，使應力狀態(tài)向提高金屬塑性的方向轉(zhuǎn)化。因此，Y型輥式拉拔絲材道次變形程度比固定模拉拔高。同時，金屬與模具之間摩擦力的下降使得Y型輥模的磨損降低，有利于絲材盤重的增加。在加工異型鈦及鈦合金絲材時，Y型輥模比固定模設計更為簡單。


圖1是本發(fā)明加工圓形截面鈦及鈦合金絲材的Y型輥模的輥模布置圖；圖2是本發(fā)明加工圓形截面鈦及鈦合金絲材的Y型輥模的入口倒Y型輥型圖；圖3是本發(fā)明加工圓形截面鈦及鈦合金絲材的Y型輥模的正Y型輥型圖4是本發(fā)明加工圓形截面鈦及鈦合金絲材的Y型輥模的出口倒Y型輥型圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明進行詳細說明。本發(fā)明鈦及鈦合金絲材的加工方法，將鈦及鈦合金坯料放進Y型輥模，Y型輥模包括3N只輥子，分為N組，每組3只輥子呈120°分布，并利用絲材拉拔設備進行拉拔，得到圓形截面或異型鈦及鈦合金絲材。在拉拔圓形截面鈦及鈦合金絲材時N=3，即9只輥子分為3組，如圖1所示，3組分別呈入口倒Y型、正Y型和出口倒Y型，如圖2入口倒Y型輥模采用弧三角孔型，如圖3正Y型輥模采用圓形延伸孔型和如圖4出口處倒Y型輥模采用圓形圓整孔型，出口倒Y型圓形圓整孔型使得進入固定模時絲材的橢圓度減小，從而避免精整過程中“斷絲”現(xiàn)象。在拉拔異型鈦及鈦合金絲材時N=2 5，Y型輥模呈倒Y型分布，用于生產(chǎn)正三角形和正六邊形鈦及鈦合金絲材。本發(fā)明鈦及鈦合金的加工方法與固定模拉拔和二輥輥模拉拔相比較，具有兩者加工方法的許多優(yōu)點，與兩者既有相同點，又有不同點。與二輥輥模拉拔相比，相同點在于都是絲材主動，帶動輥子轉(zhuǎn)動，依靠一定型腔的輥模成型；不同點在于，二輥輥模拉拔時利用具有一定型腔的輥式模具四只輥子兩組前后豎直和水平十字組合采用橢圓-圓孔型進行鈦及鈦合金絲材加工。本發(fā)明利用具有一定型腔的輥式模具九只輥子分為三組，每組三只輥子呈120°分布進行圓形截面鈦及鈦合金絲材的加工，三組輥子分別呈倒Y型、正Y型和倒Y型分布，且入口倒Y型輥模采用弧三角孔型，出口處倒Y型輥模采用圓形圓整孔型，正Y型輥模采用圓形延伸孔型，與二輥輥模拉拔采用橢圓-圓孔型相比，本發(fā)明使金屬變形更為均勻，更有利于金屬軸向流動，且減小了絲材的橢圓度。在加工異型鈦及鈦合金絲材時，本發(fā)明中的Y型輥模呈倒Y型分布，與二輥輥模拉拔相比，Y型輥模拉拔更有利于正三角形和正六邊形等異型鈦及鈦合金絲材的加工。與固定模拉拔相比，相同點在于金屬在變形區(qū)的應力、應變狀態(tài)相同，都是兩向壓縮、一向拉伸。不同點在于，Y型棍模將固定模中金屬與模具之間的滑動摩擦改變?yōu)楣魇侥＞吲c滾動軸承之間的滾動摩擦，摩擦力降低，進而拉應力下降，為使金屬發(fā)生塑性變形，模具對金屬作用的壓應力上升，使應力狀態(tài)向提高金屬塑性的方向轉(zhuǎn)化。因此，Y型輥式拉拔絲材道次變形程度比固定模拉拔高。同時，金屬與模具之間摩擦力的下降使得Y型輥模的磨損降低，有利于絲材盤重的增加。拉拔異型鈦及鈦合金絲材時，Y型輥模拉拔比固定模拉拔模具設計更為簡單。實施例1將Y型輥模與常規(guī)絲材拉拔設備和聚晶金剛石模具串聯(lián)，加工生產(chǎn)圓形截面鈦及鈦合金絲材。將軋制、扒皮得到的Φ7.0mm鈦及鈦合金線坯在圓盤式拉伸機驅(qū)動設備的帶動下送入Y型輥模，依次經(jīng)過倒Y型弧三角型、正Y型圓形延伸孔型和倒Y型圓形圓整孔型的拉拔后得到Φ6.0mm的鈦及鈦合金圓型半成品絲材，再將鈦及鈦合金圓型半成品絲材進入下一工序的倒Y型、正Y型和倒Y型輥模繼續(xù)延伸、減徑后送入聚晶金剛石固定模進行尺寸精整，最后繞在收線圓盤上，得到圓形截面的鈦及鈦合金絲材。
實施例1加工得到的圓形截面鈦及鈦合金絲材的規(guī)格為Φ5.5mm，橢圓度±0.01mm,表面粗糖度0.8 1.6 μ m,單重100kg。實施例2將Y型輥模按照倒Y型依次排列并與常規(guī)絲材拉拔設備聯(lián)合，加工生產(chǎn)正六邊形鈦及鈦合金異型材。將按道次變形率15% 35%確定的鈦及鈦合金坯料送入Y型輥模，依次經(jīng)過倒Y型弧三角型、正Y型圓形延伸孔型和倒Y型圓形圓整孔型的拉拔后得到Φ3.0mm鈦及鈦合金半成品絲材，再將Φ3.0mm鈦及鈦合金半成品絲材送進呈倒Y型分布的帶有120°夾角的V型槽的Y型輥模拉拔得到正六邊形鈦及鈦合金異型絲材。實施例2加工得到的正六邊形鈦及鈦合金異型絲材的截面面積為5.8mm2,表面粗糙度為0.8 1.6 μ m，單重100kg。實施例3將Y型輥模按照倒Y型依次排列并與常規(guī)絲材拉拔設備聯(lián)合，加工生產(chǎn)正三角形鈦及鈦合金異型材。直徑Φ 5.0mm的坯料送入Y型輥模，經(jīng)過倒Y型弧三角型孔型和倒Y型平三角孔型，在常規(guī)絲材拉拔設備牽引力的帶動下，拉拔得到截面面積為10.9mm2的正三角形鈦及鈦合金異型材，絲材表面粗糙度為0.8 1.6 μ m。
權(quán)利要求
1.鈦及鈦合金絲材的加工方法，其特征在于，將鈦及鈦合金坯料放進Y型輥模，并利用絲材拉拔設備進行拉拔，得到圓形截面或異型鈦及鈦合金絲材。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈦及鈦合金絲材的加工方法，其特征在于，所述Y型輥模包括3N只輥子，分為N組，每組3只輥子呈120°分布。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鈦及鈦合金絲材的加工方法，其特征在于，在拉拔圓形截面鈦及鈦合金絲材時N=3，即9只輥子分為3組，3組分別呈入口倒Y型、正Y型和出口倒Y型，且分別采用入口倒Y型弧三角孔型、正Y型圓形延伸孔型和出口倒Y型圓形圓整孔型。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鈦及鈦合金絲材的加工方法，其特征在于，在拉拔異型的鈦及鈦合金絲材時N=2 5，Y型輥模呈倒Y型分布，用于生產(chǎn)正三角形和正六邊形鈦及鈦合金絲材。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鈦及鈦合金絲材的加工方法，將鈦及鈦合金坯料放進Y型輥模，Y型輥模包括3N只輥子，分為N組，每組3只輥子呈120°分布，并利用絲材拉拔設備進行拉拔，得到圓形截面或異型鈦及鈦合金絲材。本發(fā)明鈦及鈦合金絲材的加工方法，與二輥輥模拉拔相比，使金屬變形更為均勻，Y型輥模拉拔更有利于金屬軸向流動，且減小了絲材的橢圓度。與固定模拉拔相比，Y型輥模摩擦力降低，使得Y型輥模的磨損降低，有利于絲材盤重的增加，絲材道次變形程度比固定模拉拔高。
文檔編號B21C1/20GK103203380SQ20131009293
公開日2013年7月17日 申請日期2013年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月21日
發(fā)明者于孟, 牛中杰, 雷亞軍, 田成民, 薛颯, 賈兵然, 胡琦 申請人:西安思維金屬材料有限公司