[發明專利]三輥Y型連軋機軋制鈦及鈦合金棒線材的方法

無效

• 申請號: 200610069108.1
• 申請日: 2006-09-27
• 公開（公告）號: CN101152653A
• 公開（公告）日: 2008-04-02
• 發明（設計）人: 朱恩科;譚華;蔡協勇;陳學軍;王清火;趙振剛
• 申請（專利權）人: 廈門虹鷺鎢鉬工業有限公司
• 主分類號: B21B1/18
• 分類號: B21B1/18;B21B13/08;B21B37/16;B21B37/74;B21B27/02;B21B37/56;B21B37/46;B21B15/00
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司
• 代理人: 張松亭

技術領域

本發明涉及一種鈦及鈦合金棒線材的加工方法

技術背景

鈦及鈦合金具有高比強、耐酸堿、與人體親和力強的特點，而廣泛用于航空、醫藥、石油化工等行業。目前，國內生產Φ30-8mm鈦及鈦合金棒材的一般采用鍛造、旋鍛、軋制三種方法；Φ20-8mm鈦及鈦合金成卷線坯一般采用軋制方法。

現有方法一：鍛造

鍛造是稀有金屬開坯及鍛制棒材、餅材、環材的等基本方法之一，鍛造設備可以使用鍛錘、液壓機等通用設備，也可生產使用精鍛機等專用設備。Φ30-20mm棒材通常采用電動空氣錘，鍛造方法是將Φ50mm棒坯加熱后，經多火次鍛造，可加工出Φ30-20mm的棒坯。

用鍛造加工鈦及鈦合金棒材的方法的優點是設備簡單、投資少，操作簡單；缺點是工作環境惡劣(噪音大、溫度高)，加熱火次多、能耗高，中斷次數多、成品率低，棒材長度短(一般在1-2m)、橢圓度大(2-3mm)、表面質量差(易產生裂紋、折迭、壓坑等)。

現有方法二：旋鍛

旋鍛實質上是模鍛的一種特殊形式，旋鍛機的工作原理是由兩塊鍛模一方面環繞被鍛坯條軸線高速旋轉，同時，另一方面又對坯條進行高速鍛打，從而是坯條變形。旋鍛工藝是將Φ20mm棒坯加熱后，經多火次鍛造，可加工出Φ18-8mm的棒坯。

用旋鍛加工鈦及鈦合金棒材的方法的優點是設備簡單、投資少，操作簡單；缺點是工作環境惡劣(噪音大、溫度高)，操作工勞動強度大、生產效率低，加熱火次多、能耗高，棒材長度短(一般在1-2m)，表面質量差(易產生裂紋、扭曲等)，道次變形量小、僅局限于棒材表面變形、棒材內外層組織性能相差大。

現有方法三：兩輥軋制

應用250兩輥軋機既可生產Φ30-8mm的棒材，又可生產Φ16-8mm的成卷線材。按機架的排列和軋制方式的不同，250兩輥軋制可分為橫列式非連續軋制和縱列式連續軋制兩種。

250兩輥橫列式非連續軋制

250兩輥橫列式非連續軋機如圖1所示，其優點是電控和傳動簡單，缺點是在于軋制速度不能隨工藝要求而變化，由此導致：

①軋制速度只有1檔，對成品軋機來說太低，而對粗軋來說又太快；

②溫度降太快，產品單重小(約5kg)，小規格產品難以生產，產品尺寸波動大；

③生產不穩定，勞動強度大，過多依靠操作人員的技藝。

250兩輥縱列式軋制

250兩輥縱列式連續軋機如圖2所示，其缺點是電控和傳動復雜，優點是：

①連軋能夠保證各道軋制速度隨軋件延伸系數按比例增加，實現了粗軋時低速咬入和精軋時高速軋制；

②溫度降很小(達到一定速度后反而升溫)，保證了所要求的軋制溫度。因為連軋時避免了往復軋制和橫移，節約了時間。

250兩輥軋機軋制鈦及鈦合金棒線材的不足

250兩輥軋機(橫列式非連續軋制或縱列式連續軋制)軋制成Φ30-8mm棒材或Φ16-8mm的成卷線材方法，由于軋件收到兩向壓縮應力，易產生劈頭開裂，寬展大易出現耳子；加之采用90°扭曲軋制，軋件在入口到衛中不穩定，導致軋制中廢料多、成品率低。三輥Y型連軋機

針對兩輥軋機的不足，人們開始研究三輥Y型連軋機。

三輥Y型連軋機結構特點

三輥Y型軋機，簡稱Y型軋機。首先是由德國KOCKS公司于1975年在研制成功的鋼管張力剪徑機的成熟經驗的基礎上發展起來，主要用于軋制黑色金屬和有色金屬。二十世紀九十年代，美國就開始用于軋制鈦及鈦合金棒線材。但我國二十世紀八十年代、九十年代將Y型連軋機應用于軋制鋼線材、鎢鉬線材，但一直未將Y型軋機應用于鈦及鈦合金棒線材的生產。

Y型軋機區別于其它軋機的最大特點是機架內有3個互成120°交角的圓盤狀軋輥(見圖3)，其中3.1為軋輥，3.2為傳動軸，3.3為傳動齒輪；其軋槽組成孔型，觀其外形，三個軋輥的布置相似于字母“Y”，故稱Y型軋機。

經過幾十年的發展變化，目前國內外采用的三輥Y型連軋機根據機架形式的不同可分為閉式機架的三輥Y型軋機和開式機架的三輥Y型軋機兩種。一般閉式機架牌坊為整體鑄鋼(鑄鐵)結構，開式機架牌坊由3個高強度螺栓將兩片鑄鋼(鑄鐵)開式牌坊聯結組成，便于裝拆軋輥更換孔型。

根據機架傳動方式的不同，機架有上傳動機架和下傳動機架兩種形式(見圖3a.b)，且同一機組的上傳動和下傳動機架均采用同一種機架，只是在使用過程中顛倒過來即可，不僅使同一機組的所有機架能夠通用，而且也可以充分利用軋輥。