[發明專利]一種鎳鈦合金管材連續熱拉拔成型方法

有效

• 申請號: 201310370798.4
• 申請日: 2013-08-22
• 公開（公告）號: CN103394532A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 馬光;張科;鄭晶;賈志華;王軼;操齊高
• 申請（專利權）人: 西北有色金屬研究院
• 主分類號: B21C1/24
• 分類號: B21C1/24;B21C9/00;B21C9/02
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 譚文琰

技術領域

本發明屬于鎳鈦合金管材加工技術領域，具體涉及一種鎳鈦合金管材連續熱拉拔成型方法。

背景技術

鎳鈦合金毛細管在航空航天、醫療和民用工業等領域有廣泛的用途。鎳鈦合金管材是一種難加工的型材。1963年，美國海軍軍械研究室發現鎳鈦合金的形狀記憶效應和超彈性性能。此后，鎳鈦合金的塑性成型問題就一直是各國塑性加工領域研究的熱點和難點，尤其是鎳鈦合金的常規管材和特種管材的加工技術問題。鎳鈦合金管材在航空航天器液體管接頭、生物醫用導管和血管支架、衛星空間桁架連接套管、微型航天器、昆蟲機器人等微型武器和裝備中做連接、緊固、驅動元件等方面都有重要的應用。目前，國內僅能生產尺寸規格較大的鎳鈦合金管材，而且尺寸公差不能有效控制，使用受到一定限制，鎳鈦合金毛細管市場基本處于空白，主要依靠進口，但進口渠道不暢且費用高。在國內，鎳鈦合金管材的加工方法主要采用多道次冷軋加中間真空退火，工藝效率低、成本高、而且成品率很低。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術的不足，提供一種省時省工、生產效率較高且成本較低，可以制備尺寸精度高且表面質量好的鎳鈦合金管材的連續熱拉拔成型方法。該方法采用感應加熱，加熱速度快，可以連續加熱實現連續熱拉拔，提高了生產效率；另外，可以利用電流的集膚效應在熱處理階段有效地降低管材表面的加工硬化狀態，有利于材料后續的塑性加工。該方法所用的連續熱拉拔成型裝置采用石墨管，不僅可以起到對材料保溫的作用，而且具有潤滑作用，能夠有效避免管材在爐管內軸向拉伸運動時表面劃傷。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種鎳鈦合金管材連續熱拉拔成型方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、將芯棒插入鎳鈦合金管坯中，得到組合體；所述芯棒的長度大于管坯的長度；

步驟二、采用連續熱拉拔成型裝置對步驟一中所述組合體進行熱拉拔；所述連續熱拉拔成型裝置包括石英管，設置于石英管內的石墨管，和纏繞于石英管外的感應線圈，以及用于為感應線圈供電的高頻感應加熱電源；所述石英管包括入口管，通過漸擴段與入口管相連的等徑段，和通過漸縮段與等徑段相連的出口管；所述石墨管的左端與入口管的右端內壁貼合，石墨管的右端與出口管的左端內壁貼合；所述石墨管與石英管的漸擴段、等徑段和漸縮段之間形成空腔；所述石墨管上設置有一端與石墨管相通另一端穿出等徑段管壁且用于向石墨管內通入保護氣體的第一氣體管道；所述石英管的等徑段上設置有用于向空腔內通入保護氣體的第二氣體管道；所述石英管的等徑段上設置有用于測量石墨管外壁溫度的測溫管；所述石英管的出口管處設置有拉拔機；所述熱拉拔的方法為：將組合體的芯棒頭部從入口管穿入，穿過石墨管后從出口管穿出，然后穿過拉拔機的拉拔模具并夾持于拉拔機的夾具上；向石英管和石墨管中通入保護氣體，待石英管和石墨管中的空氣排凈后開啟高頻感應加熱電源，通過感應線圈對石墨管和組合體進行加熱，待石墨管的外壁溫度達到720℃～760℃時，開啟拉拔機，拉拔機的拉拔小車帶動組合體勻速運行將組合體送入拉拔模具中進行拉拔；

步驟三、對步驟二中拉拔后的組合體重復步驟二10次以上；

步驟四、將步驟三中重復拉拔后的組合體加熱至750℃～800℃，然后對加熱后的組合體中的芯棒進行塑性拉伸使芯棒減徑，最后將減徑后的芯棒取出，得到鎳鈦合金管材。

上述的一種鎳鈦合金管材連續熱拉拔成型方法，步驟一中所述鎳鈦合金管坯內表面的粗糙度Ra＜3.2，芯棒外表面的粗糙度Ra＜3.2，管坯的外徑與芯棒的直徑之比為1.4～3.0。

上述的一種鎳鈦合金管材連續熱拉拔成型方法，步驟一中所述鎳鈦合金管坯的材質為Ni-50.8Ti或Ni-44Ti，芯棒的材質為316L不銹鋼。

上述的一種鎳鈦合金管材連續熱拉拔成型方法，步驟一中所述芯棒表面電鍍有厚度為2μm～10μm的銅潤滑涂層。

上述的一種鎳鈦合金管材連續熱拉拔成型方法，步驟一中所述組合體中芯棒頭部露出管坯100mm～300mm，芯棒尾部露出管坯200mm～500mm。