專利名稱：鈦及鈦合金絲的加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于新材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種鈦及鈦合金絲的加工方法。
背景技術(shù)：
鈦具有密度低、比強(qiáng)度高、耐腐蝕、線脹系數(shù)小、生物相容性好等優(yōu)異性能。高精度 鈦絲是作為鈦設(shè)備焊接、鈦零部件加工的原材料， 一般應(yīng)用于兩個(gè)方面， 一是作為結(jié)構(gòu)件進(jìn) 一步加工制作標(biāo)準(zhǔn)件、精密儀器結(jié)構(gòu)件、掛件、絲網(wǎng)等；二是大量用于鈦設(shè)備、航空航天器、 軍工產(chǎn)品、文體用品制造過程的焊接。三是超細(xì)絲直接用于控制設(shè)備的零部件用于精密儀 器結(jié)構(gòu)件。這三個(gè)用途都對鈦及鈦合金絲的精度、表面質(zhì)量都有較高的要求。
現(xiàn)有的鈦及鈦合金絲加工技術(shù)存在很多缺陷。目前國內(nèi)外生產(chǎn)鈦及鈦合金絲材， 主要采用的是拉制、修磨、退火、酸堿洗、定尺切斷、調(diào)直等工藝。在整個(gè)生產(chǎn)過程中間需要 20個(gè)拉制道次、3-4次中間修磨、10次中間退火、2到3次酸堿洗過程、調(diào)直過程等。在高 溫加熱情況下通過孔?？刂平z材直徑，直絲加工難度大，表面精度差、吸氫氧嚴(yán)重，單盤重 量低，滿足不了對高精度鈦絲的要求；酸堿清洗表面具有很大的污染性，只能酸洗鈦絲材的 表面，且不能生產(chǎn)光亮絲材。調(diào)直工藝又會使絲材表面形成難以消除的調(diào)直紋，使細(xì)絲材 表面損傷更加嚴(yán)重。采用酸堿洗工藝進(jìn)行處理，再使用調(diào)直機(jī)進(jìn)行絲材調(diào)直，這樣工藝比 較復(fù)雜，生產(chǎn)效率低、成品率低，又大量浪費(fèi)了能源、造成環(huán)境污染；同時(shí)原產(chǎn)品表面為酸洗 表面，調(diào)直機(jī)進(jìn)行絲材調(diào)直時(shí)又會損傷表面，使其表面產(chǎn)生無法消除的調(diào)直紋，表面比較粗 糙。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種鈦及鈦合金絲的加工方法，在加工的過程中不用采用酸 堿洗工藝進(jìn)行處理，加工出來的高精度鈦絲表面光亮。 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，鈦及鈦合金絲的加工方法，按以下步驟進(jìn)行
先取規(guī)格為①10mm-①llmm的鈦及鈦合金坯料，通過無心車床進(jìn)行扒皮，除去 0. 8mm-lmm的表層金屬，得到光亮的、除去表面氧化皮的鈦及鈦合金絲，采用角磨機(jī)修模 l-2次，消除鈦及鈦合金絲上的裂紋以及細(xì)縫，再將鈦及鈦合金絲放入真空爐中，抽真空，在 1-2小時(shí)加熱到750-80(TC，再保溫2-3小時(shí)后自然冷卻到室溫，然后取出鈦及鈦合金絲，接 著通過輥模冷軋機(jī)進(jìn)行冷軋到規(guī)格為①5mm-①6mm的鈦及鈦合金絲，然后再將鈦及鈦合金 絲放入真空爐中，抽真空，在1-2小時(shí)加熱到750-800°C，再保溫2-3小時(shí)后自然冷卻到室 溫，再將得到的①5mm-①6mm的鈦及鈦合金絲通過輥模冷軋機(jī)，軋制成規(guī)格為①lmm-①3mm 的表面光亮、無氧化的鈦及鈦合金細(xì)絲。 本發(fā)明鈦及鈦合金絲的加工方法的有益效果是，通過無心車床去皮、真空退火、輥 模冷拉連續(xù)拉制，實(shí)現(xiàn)高精度、高效能鈦絲的生產(chǎn)。可連續(xù)生產(chǎn)，免除了原酸堿洗生產(chǎn)工藝， 減少了多道次拉制的環(huán)節(jié)，大大提高生產(chǎn)效率，節(jié)約了生產(chǎn)成本，可以生產(chǎn)原來老工藝不可 能生產(chǎn)的高精度鈦絲產(chǎn)品。
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本發(fā)明鈦及鈦合金絲的加工方法與現(xiàn)有工藝相比還具有如下優(yōu)勢 1、采用輥模冷軋絲新技術(shù)，去除了原生產(chǎn)加工過程中的酸、堿洗加工工序，實(shí)現(xiàn)無
污染生產(chǎn)，解決了光亮型絲材加工生產(chǎn)難題； 2、通過真空退火工藝控制鈦絲的氫氧含量； 3、實(shí)現(xiàn)50KG以上自動焊接用大盤絲材的生產(chǎn)問題； 4、比原有工藝生產(chǎn)工序減少多道，可實(shí)行連續(xù)生產(chǎn)，效率提高35%，成品率提高提 高45%，生產(chǎn)成本降低25% ; 5、將鈦絲的表面光潔度提高到V7-V8級水平。
具體實(shí)施例方式
下面通過具體實(shí)施方式
對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。 本發(fā)明的鈦及鈦合金絲的加工方法，具體按照以下步驟實(shí)施先取規(guī)格為①10mm-①llmm的鈦及鈦合金坯料，通過無心車床進(jìn)行扒皮，除去
0. 8mm-lmm的表層金屬，得到光亮的、除去表面氧化皮的鈦及鈦合金絲，采用角磨機(jī)修模
l-2次，消除鈦及鈦合金絲上的裂紋以及細(xì)縫，再將鈦及鈦合金絲放入真空爐中，抽真空，在
1-2小時(shí)加熱到750-80(TC，再保溫2-3小時(shí)后自然冷卻到室溫，然后取出鈦及鈦合金絲，接
著通過輥模冷軋機(jī)進(jìn)行冷軋到規(guī)格為①5mm-①6mm的鈦及鈦合金絲，然后再將鈦及鈦合金
絲放入真空爐中，抽真空，在1-2小時(shí)加熱到750-800°C，再保溫2-3小時(shí)后自然冷卻到室
溫，再將得到的①5mm-①6mm的鈦及鈦合金絲通過輥模冷軋機(jī)，軋制成規(guī)格為①lmm-①3mm
的表面光亮、無氧化的鈦及鈦合金絲。 本發(fā)明方法最后得到的鈦合金絲表面光亮呈銀白色，表面沒有氧化，工藝當(dāng)中減 少了酸堿洗的步驟，節(jié)約了能源，避免造成環(huán)境污染。本發(fā)明的步驟當(dāng)中關(guān)鍵技術(shù)為采用輥 模冷軋技術(shù)，以及真空退火技術(shù)。 現(xiàn)有的拉制的步驟是將坯料從與成品斷面形狀相同的?？字欣鰜?，優(yōu)點(diǎn)是成品 的尺寸精度高，缺點(diǎn)是表面質(zhì)差，加工率低。而本發(fā)明方法當(dāng)中輥模冷軋改變了原有的工 藝輥模冷軋工藝技術(shù)原理就是利用帶孔型的被動輥來軋制金屬，是一種介于傳統(tǒng)模拉拔 和軋制之間的塑性變形方法，其實(shí)質(zhì)是在由非傳動的，自由轉(zhuǎn)動的輥?zhàn)咏M成的孔型中拉制 線材，輥模拉撥時(shí)，在變形區(qū)中，金屬單元體上的應(yīng)力，應(yīng)變狀態(tài)與固定模拉拔基本一致，都 是一向拉制兩向壓縮。線材在軸線方向上是拉制，其他兩方向上是壓縮。拉制時(shí)金屬材料 與輥?zhàn)娱g是相對滾動，表面摩擦力很??；使輥拉中拉應(yīng)力下降，壓應(yīng)力上升，應(yīng)力狀態(tài)向提 高金屬塑性方向轉(zhuǎn)化，所以輥模拉拔每道次變形程度比固定模拉拔有很大的提高。
輥模拉制最大改變是將坯料從旋轉(zhuǎn)的三輥的間隙中拉出來，優(yōu)點(diǎn)是可以增加道次 壓縮量，減少了拉制過程的動力消耗，延長了工具的使用壽命；通過真空退火減少氫氧的吸 入，保證產(chǎn)品性能的提高或穩(wěn)定。本項(xiàng)目所采用輥模拉制方法拉制出了表面質(zhì)量光滑，產(chǎn)品 品種從①3mm-①lmm近十幾種規(guī)格，并生產(chǎn)單盤重量大于50KG的超長鈦冷軋絲，滿足自動 焊機(jī)對超長細(xì)絲的要求。 本發(fā)明鈦及鈦合金絲的加工方法與現(xiàn)有工藝相比具有如下優(yōu)勢 1、采用輥模冷軋絲新技術(shù)，去除了原生產(chǎn)加工過程中的酸、堿洗加工工序，實(shí)現(xiàn)無
污染生產(chǎn)，解決了光亮型絲材加工生產(chǎn)難題；
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2、通過真空退火工藝控制鈦絲的氫氧含量； 3、實(shí)現(xiàn)50KG以上自動焊接用大盤絲材的生產(chǎn)問題； 4、比原有工藝生產(chǎn)工序減少5道，可實(shí)行連續(xù)生產(chǎn)，效率提高35%，成品率提高提 高45%，生產(chǎn)成本降低25% ; 5 、將鈦絲的表面光潔度提高到V 7- ▽ 8級水平。
質(zhì)量指標(biāo) 經(jīng)檢測，本發(fā)明方法制得的鈦及鈦合金細(xì)絲滿足國標(biāo)鈦及鈦合金絲GB/ T3623-2007的規(guī)定、外科植入物用鈦及鈦合金加工材GB/T 13810-2007的規(guī)定、鈦細(xì)棒、 絲、鍛件和環(huán)材宇航材料技術(shù)規(guī)范ASTM 4921G的規(guī)定、鈦及鈦合金細(xì)棒美國材料試驗(yàn)協(xié)會 規(guī)范ASTM B863的規(guī)定、外科植入物用加工材ASTM F136的規(guī)定。
實(shí)施例1 先取規(guī)格為①10mm的鈦及鈦合金坯料，通過無心車床進(jìn)行扒皮，除去0. 8mm的 表層金屬，得到光亮的、除去表面氧化皮的鈦及鈦合金絲，采用角磨機(jī)修模1次，消除鈦及 鈦合金絲上的裂紋以及細(xì)縫，再將鈦及鈦合金絲放入真空爐中，抽真空，在1小時(shí)加熱到 750°C ，再保溫2小時(shí)后自然冷卻到室溫，然后取出鈦及鈦合金絲，接著通過輥模冷軋機(jī)進(jìn) 行冷軋到規(guī)格為①5mm的鈦及鈦合金絲，然后再將鈦及鈦合金絲放入真空爐中，抽真空，在 1小時(shí)加熱到750。C，再保溫2小時(shí)后自然冷卻到室溫，再將得到的①5mm的鈦及鈦合金絲 通過輥模冷軋機(jī)，軋制成規(guī)格為①lmm的表面光亮、無氧化的鈦及鈦合金絲。
實(shí)施例2 先取規(guī)格為①llmm的鈦及鈦合金坯料，通過無心車床進(jìn)行扒皮，除去lmm的表層 金屬，得到光亮的、除去表面氧化皮的鈦及鈦合金絲，采用角磨機(jī)修模2次，消除鈦及鈦合 金絲上的裂紋以及細(xì)縫，再將鈦及鈦合金絲放入真空爐中，抽真空，在2小時(shí)加熱到800°C， 再保溫3小時(shí)后自然冷卻到室溫，然后取出鈦及鈦合金絲，接著通過輥模冷軋機(jī)進(jìn)行冷軋 到規(guī)格為①6mm的鈦及鈦合金絲，然后再將鈦及鈦合金絲放入真空爐中，抽真空，在2小時(shí) 加熱到800°C ，再保溫3小時(shí)后自然冷卻到室溫，再將得到的①6mm的鈦及鈦合金絲通過輥 模冷軋機(jī)，軋制成規(guī)格為①3mm的表面光亮、無氧化的鈦及鈦合金絲。
實(shí)施例3 先取規(guī)格為①10mm的鈦及鈦合金坯料，通過無心車床進(jìn)行扒皮，除去0. 9mm的 表層金屬，得到光亮的、除去表面氧化皮的鈦及鈦合金絲，采用角磨機(jī)修模2次，消除鈦及 鈦合金絲上的裂紋以及細(xì)縫，再將鈦及鈦合金絲放入真空爐中，抽真空，在2. 5小時(shí)加熱到 78(TC，再保溫2. 5小時(shí)后自然冷卻到室溫，然后取出鈦及鈦合金絲，接著通過輥模冷軋機(jī) 進(jìn)行冷軋到規(guī)格為①5mm的鈦及鈦合金絲，然后再將鈦及鈦合金絲放入真空爐中，抽真空， 在1. 5小時(shí)加熱到78(TC，再保溫2. 5小時(shí)后自然冷卻到室溫，再將得到的①5mm的鈦及鈦 合金絲通過輥模冷軋機(jī)，軋制成規(guī)格為①2mm的表面光亮、無氧化的鈦及鈦合金絲。
權(quán)利要求
一種鈦及鈦合金絲的加工方法，其特征在于，按以下步驟進(jìn)行先取規(guī)格為Φ10mm-Φ11mm的鈦及鈦合金坯料，通過無心車床進(jìn)行扒皮，除去0.8mm-1mm的表層金屬，得到光亮的、除去表面氧化皮的鈦及鈦合金絲，采用角磨機(jī)修模1-2次，消除鈦及鈦合金絲上的裂紋以及細(xì)縫，再將鈦及鈦合金絲放入真空爐中，抽真空，在1-2小時(shí)加熱到750-800℃，再保溫2-3小時(shí)后自然冷卻到室溫，然后取出鈦及鈦合金絲，接著通過輥模冷軋機(jī)進(jìn)行冷軋到規(guī)格為Φ5mm-Φ6mm的鈦及鈦合金絲，然后再將鈦及鈦合金絲放入真空爐中，抽真空，在1-2小時(shí)加熱到750-800℃，再保溫2-3小時(shí)后自然冷卻到室溫，再將得到的Φ5mm-Φ6mm的鈦及鈦合金絲通過輥模冷軋機(jī)，軋制成規(guī)格為Φ1mm-Φ3mm的表面光亮、無氧化的鈦及鈦合金細(xì)絲。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鈦及鈦合金絲的加工方法，先取鈦及鈦合金坯料，通過無心車床進(jìn)行扒皮，得到光亮的、除去表面氧化皮的鈦及鈦合金絲，采用角磨機(jī)修模，再將鈦及鈦合金絲放入真空爐中退火，然后取出鈦及鈦合金絲，接著通過輥模冷軋機(jī)進(jìn)行冷軋，然后再將鈦及鈦合金絲放入真空爐中退火，再將得到的鈦及鈦合金絲通過輥模冷軋機(jī)，軋制成規(guī)格為Φ1mm-Φ3mm的表面光亮、無氧化的鈦及鈦合金細(xì)絲。本發(fā)明的鈦合金細(xì)絲的加工方法，實(shí)現(xiàn)高精度、高效能鈦絲的生產(chǎn)?？蛇B續(xù)生產(chǎn)，免除了原酸堿洗生產(chǎn)工藝，減少了多道次拉制的環(huán)節(jié)，大大提高生產(chǎn)效率，節(jié)約了生產(chǎn)成本，可以生產(chǎn)原來老工藝不可能生產(chǎn)的高精度鈦絲產(chǎn)品。
文檔編號B23P15/00GK101716715SQ20091021909
公開日2010年6月2日 申請日期2009年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月20日
發(fā)明者馮小剛, 孫建科, 李明星, 苗小龍 申請人:寶雞市三鑫金屬有限責(zé)任公司