CN103143646A - 一种钛丝材矫直及定尺切断方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种钛丝材矫直及定尺切断方法。本发明的矫直及定尺切断设备包括张力传输机构、加热机构、接力夹持、切断机构及电源控制机构。根据丝材的牌号和直径，调整加热区温度与张力控制器，使丝材在一定温度与张力作用下发生塑性变形，达到矫直效果。根据钛及钛合金的加工特点，加热温度范围设定在400～700℃，张力范围6～40kgf。纯钛及单相钛合金的加热温度较低，双相钛合金的加热温度较高。张力随直径的增大而加大。本发明的优点在于：可实现连续矫直、定尺切断的功能，生产过程中节省人工，能够达到高效批量化生产的目的，可保持产品性能均一稳定，降低损耗，提高成材率。

Description

一种钛丝材矫直及定尺切断方法

技术领域

本发明涉及一种钛丝材矫直方法，尤其是一种钛及钛合金丝材连续矫直及定尺切断的方法。

背景技术

钛及钛合金的比强度高、屈强比大、弹性模量较低，室温下矫直回弹量较大。丝材加热至一定温度后，屈服强度降低，在预加载应力的作用下较易发生塑性变形，可达到良好的矫直效果。通常钛合金的矫直方法为辊式矫直和电热张力矫直。Φ1～6mm的钛细丝材常采用人工电热张力矫直的方法，存在许多不足之处：

1、丝材直径越小，加热速度越快，人为操作不易控制，难度较大，对操作工的熟练程度要求较高。

2、丝材加热过程中发生塑性变形，由于张力及丝材受热温度不可控，造成丝材减径不均匀，尺寸偏差较大，且性能不均一。

3、矫直效果较差，直线度≤5mm/m，无法满足高精度的要求。

4、对于定尺成品，需要人工分断、矫直，效率低。两端夹持部分需剪除，损耗大。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种结构简单、操作方便，可实现连续夹持、定尺切断，有利于提高效率、降低损耗、保持产品性能均一的钛丝材矫直及定尺切断的方法。

本发明的设计思路：在张力传输机构和加热机构的基础上，增加连续接力、定尺切断装置，达到钛丝材连续、高效矫直切断的目的。

本发明的矫直及定尺切断设备包括张力传输机构、加热机构、接力夹持、切断机构及电源控制机构。根据丝材的牌号和直径，调整加热区温度与张力控制器，使丝材在一定温度与张力作用下发生塑性变形，达到矫直效果。实际生产过程中，为便于操作一般先设定温度，通过张力传感器只调节张力参数。根据纯钛及钛合金的加工特点，加热温度范围设定在400～700℃，张力范围6～40kgf。纯钛及单相钛合金的加热温度较低，双相钛合金的加热温度较高。张力随直径的增大而加大。

与现有技术相比，本发明具有以下特点：

1、改点接触式电加热为箱式炉恒温加热，丝材的性能更加均匀、稳定。

2、丝材行进过程中，受热均匀，张力恒定，发生塑性变形稳定，变径均匀，尺寸偏差很小。

3、可以实现连续矫直、定尺切断，设备自动化程度较高，操作简便，适宜于规模化生产。

4、根据材料的热传导率、行进速度及设备的张力条件，此方法适应于Φ1～6mm的钛盘卷丝矫直。

5、可以实现定尺切断，与人工电热张力矫直的方法相比较省去两端夹持部分，降低损耗，提高成材率。

6、矫直效果好，直线度≤0.5mm/m。

7、丝材定尺下断误差≤±1mm。

8、本发明生产效率高、矫直效果好、节省人工，能够达到高效批量化生产的目的。

附图说明

附图是接力矫直定尺切断机整体示意图

图中：1-放线轮、2-张力传感器轮、3-电加热炉、4-冷却循环槽、5-接力牵引切断机、6-导轮、7托料架。

具体实施方式

在矫直切断过程中，通过以下步骤实现：

1、开启电源，根据丝材的牌号和规格，设定加热区温度，使加热区温度范围处于设定温度范围内，以保证丝材受热均匀，矫直后性能均一。

2、将丝材穿过加热炉、冷却水，使接力夹持夹头夹住丝材，在闭环传动链条和水平滑行导轨的作用下，夹持丝材前行；

3、行进至定尺长度前，另一循环接力夹持夹头夹持丝材，继续行进至定尺长度时，在切刀及导轨的作用下丝材被切断；

4、切断的丝材在导轮的作用下，矫直后的料滑入托料架。接力夹持夹头在切断的同时张开，然后在闭环传动链条的带动下继续前行，如此实现钛丝材的连续矫直及定尺切断的功能。

5、在进行步骤2、3、4时，通过张力控制器调整张力参数，达到矫直要求后，开始连续作业。

6、在矫直过程中，要不断抽检丝材的直线度。发现不符合要求时，必须及时调整张力参数，进行修正，确保丝材的矫直效果。

7、矫直完成后，将定尺丝材转入后续质检工序。

实施例1：α型钛合金：TA1，Φ6.0mm盘卷丝材矫直，加热温度400～450℃，张力32～40Kgf，定尺下段长度2000-2002mm；直线度≤0.5mm/m。

实施例2：β型钛合金丝材：TB2(Ti-5Mo-5V-8Cr-3Al)，Φ2.2mm盘卷丝材矫直，加热温度620～650℃，张力20～25Kgf，定尺下段长度2000-2002mm；直线度≤0.5mm/m。

实施例3：：α+β型钛合金丝材，TC4(Ti-6Al-4V)，Φ1.0mm盘卷丝材矫直，加热温度650～680℃，张力7～12Kgf，定尺下段长度2000-2002mm；直线度≤0.5mm/m。

Claims (6)

1.一种钛丝材矫直及定尺切断方法，其特征在于本发明的矫直及定尺切断设备包括张力传输机构、加热机构、接力夹持、切断机构及电源控制机构。根据丝材的牌号和直径，调整温度与张力参数，可以实现连续矫直、定尺切断的效果。本方法自动化程度高，操作简便，矫直精度高，可有效的提高成材率。

2.根据权利要求1所述其特征在于：张力传输机构采用磁粉制动器与接力夹持相配合的方式，使钛丝材在受热的状态下加载预应力，从而达到矫直的效果；同时张力控制器与磁粉制动器形成闭环控制，调节加载预应力的大小，使张力输出恒定。

3.根据权利要求1所述其特征在于：加热机构改点接触式电加热为箱式炉恒温加热，加热区长度为1.5～3m，加热区长度根据丝材直径可作适当调整。加热区至少包含两个热电偶，其位置及个数应保证检测加热区温度恒定。

4.根据权利要求1所述其特征在于：纯钛及钛合金丝矫直时，加热温度范围设定在400～700℃，张力范围6～40kgf。纯钛及单相钛合金的加热温度较低，双相钛合金的加热温度较高。张力随直径的增大而加大。

5.根据权利要求1所述其特征在于：接力夹持、切断机构包括接力夹持夹头、闭环传动链条和水平滑行导轨，具体操作步骤如下：

(1)、钛丝材经过加热区后，接力夹持夹头夹住丝材，在闭环传动链条和水平滑行导轨的作用下，夹持丝材前行。

(2)、经步骤(1)夹持丝材行进至定尺长度前，另一循环接力夹持夹头夹持丝材，继续行进至定尺长度时，在切刀及导轨的作用下丝材被切断。

(3)、经步骤(2)切断的丝材在导轮的作用下，矫直后的料滑入托料架；接力夹持夹头在切断的同时张开，在闭环传动链条的带动下继续前行。

(4)、经步骤(3)接力夹持夹头在闭环传动链条带动下重复实现步骤(1)、(2)、(3)，如此实现钛丝材的连续矫直及定尺切断的功能。

6.根据权利要求1所述其特征在于：适用于Φ1～6mm钛合金丝材的矫直及定尺切断，亦包含其它丝材利用以上所述方法进行矫直定尺切断。

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