CN103331321A - 一种钛合金型材的挤压制备方法 - Google Patents

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陈由红
王淑云
东赟鹏
孙兴
张敏聪
于勇
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Abstract

本发明是一种钛合金型材的挤压制备方法，该方法设计提供了一种钛合金材料挤压成型时用的玻璃润滑剂，将该玻璃润滑剂成型后制成玻璃润滑垫，将玻璃润滑垫放置在挤压模具中，可以有效地钛合金材料与挤压模具之间的接触面进行润滑，另外，为了使玻璃润滑垫更好的发挥作用，本发明技术方案还对挤压模具中的挤压模芯(1)的结构进行了新的设计，在挤压模芯(1)与钛合金坯料(4)接触的前端面上，加工一内凹的型腔(7)，用于放置玻璃润滑垫，通过对型腔(7)的侧壁与挤压模芯(1)前端面之间的夹角的设计，可以使玻璃润滑垫在挤压过程更好的起到润滑作用，为高质量钛合金型材挤压提供了保证，使该种成型方法具有变形抗力小，容易成形，稳定性好、成品率高的优点。

Description

一种钛合金型材的挤压制备方法
技术领域
本发明是一种钛合金型材的挤压制备方法，属于金属材料的成型加工技术领域。
背景技术
钛合金具有强度高、质量轻和良好的抗腐蚀等特性，在航空、航天领域有着重要的应用。在钛合金型材挤压方面，美国和俄罗斯采用挤压法生产的钛合金型材已在飞机和舰艇上广泛应用，并已经形成了完备的型材生产工艺标准体系和质量控制标准体系。为满足飞机结构件和发动机环件的应用需求，钛合金型材挤压+闪光焊环件工艺在国外已成熟应用。我国国民经济和国防建设迅速发展，也对钛合金型材产生了迫切需求，但国内对于钛合金挤压型材的研究工作较少，要实现型材的工业化生产和成熟应用，还需要进行大量的全面的工艺方法研究，掌握钛合金型材挤压的关键技术和质量控制。
目前国内对钛合金挤压成型的方法是在钛合金材料外包一层铜皮进行挤压，外包铜皮是为了防止钛合金材料在挤压过程中发生断裂、裂纹、孔隙等缺陷，但外包铜皮大大增加了加工成本，在后期的处理中还必须要去除铜皮。
发明内容
本发明正是针对上述现有技术中存在的问题而设计提供了一种钛合金型材的挤压制备方法，其目的是在钛合金材料挤压过程中，对钛合金材料与挤压模具之间的接触面进行润滑，保证挤压出高质量的钛合金型材。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
该种钛合金型材的挤压制备方法，该制备方法的过程是：首先根据生产的要求制造挤压模具，挤压模具包括挤压模芯(1)、挤压筒(3)和挤压杆(6)，然后将钛合金坯料(4)加热到相变点温度以下30～50℃并保温热透，将挤压模具加热到300℃～500℃，将钛合金坯料(4)装入挤压模具，最后，开动压机，挤压杆(6)通过挤压垫(5)推动合金坯料(4)向前运动，将钛合金坯料(4)从挤压模芯(1)挤出，得到钛合金型材，其特征在于：
A挤压模芯(1)与钛合金坯料(4)接触的前端面上，加工一内凹的型腔(7)，在钛合金坯料(4)装入挤压模具前，在型腔(7)内放置玻璃润滑垫(2)，型腔(7)的侧壁与挤压模芯(1)前端面之间的夹角α为45°～75°；
B所述玻璃润滑垫(2)的化学成分及重量百分比为：8号或9号玻璃粉85～90%，水玻璃5～8%，余量为水，制备方法是将按比例称取的玻璃粉、水玻璃和水搅拌混匀后，得到玻璃润滑剂，将玻璃润滑剂成型，并干燥或在200℃下烘干得到玻璃润滑垫(2)。
型腔(7)的侧壁与挤压模芯(1)前端面之间的夹角α为60°。
挤压模具的加热温度为350℃。
钛合金坯料(4)装入挤压模具前，在其表面喷涂玻璃润滑剂。
挤压前，在挤压模具的挤压筒(3)的内壁上抹涂油基润滑剂。
与现有技术相比，本发明技术方案设计提供了一种钛合金材料挤压成型时用的玻璃润滑剂，将该玻璃润滑剂成型后制成玻璃润滑垫，将玻璃润滑垫放置在挤压模具中，可以有效地钛合金材料与挤压模具之间的接触面进行润滑，另外，为了使玻璃润滑垫更好的发挥作用，本发明技术方案还对挤压模具中的挤压模芯(1)的结构进行了新的设计，在挤压模芯(1)与钛合金坯料(4)接触的前端面上，加工一内凹的型腔(7)，用于放置玻璃润滑垫，通过对型腔(7)的侧壁与挤压模芯(1)前端面之间的夹角的设计，可以使玻璃润滑垫在挤压过程更好的起到润滑作用，为高质量钛合金型材挤压提供了保证，使该种成型方法具有变形抗力小，容易成形，稳定性好、成品率高的优点。
附图说明
图1为本发明技术方案中挤压模芯的结构示意图
图2为图1的俯视图
图3为本发明技术方案的挤压方法的示意图
图4为采用本发明技术方案挤压出的钛合金型材示意图
具体实施方式
以下将结合附图和实施例对本发明技术方案作进一步地详述：
参见附图1～3所示，所述实施例中的钛合金材料为中国牌号TC6的α＋β型两相钛合金。该种钛合金材料的相变点温度为990℃，根据所要制备的型材制备了“工”形的挤压模芯(1)、挤压筒(3)和挤压杆(6)，在挤压模芯(1)与钛合金坯料(4)接触的前端面上，加工一内凹的型腔(7)，在钛合金坯料(4)装入挤压模具前，在型腔(7)内充填玻璃润滑垫(2)，型腔(7)的侧壁与挤压模芯(1)前端面之间的夹角α为60°，挤压筒(3)的直径为120mm。
所述玻璃润滑垫(2)的化学成分及重量百分比为：8号或9号玻璃粉90%，水玻璃5%，余量为水，制备方法是将按比例称取的玻璃粉、水玻璃和水搅拌混匀后，得到玻璃润滑剂，将玻璃润滑剂成型，并干燥或在200℃下烘干得到玻璃润滑垫(2)，单件重量100g。
将钛合金坯料(4)置于电炉中加热到940℃，保温时间120min，将挤压模具加热到350℃并保温热透，之后在挤压模具的挤压筒(3)中依次放置玻璃润滑垫2、钛合金坯料(4)和挤压垫5，开动压机，挤压杆(6)通过挤压垫(5)推动合金坯料(4)向前运动，挤压速度为20mm/s，钛合金棒坯从挤压模芯(1)的后端挤出，完成所需要的钛合金型材制备。钛合金坯料(4)装入挤压模具前，在其表面喷涂玻璃润滑剂，挤压前，在挤压模具的挤压筒(3)的内壁上抹涂油基润滑剂。
与现有技术相比，本发明技术方案能够成功挤压出高质量的钛合金型材。挤压抗力抗力小，容易成形，稳定性好、成品率高。

Claims (5)

1.一种钛合金型材的挤压制备方法，该制备方法的过程是：首先根据生产的要求制造挤压模具，挤压模具包括挤压模芯(1)、挤压筒(3)和挤压杆(6)，然后将钛合金坯料(4)加热到相变点温度以下30～50℃并保温热透，将挤压模具加热到300℃～500℃，将钛合金坯料(4)装入挤压模具，最后，开动压机，挤压杆(6)通过挤压垫(5)推动合金坯料(4)向前运动，将钛合金坯料(4)从挤压模芯(1)挤出，得到钛合金型材，其特征在于：
A挤压模芯(1)与钛合金坯料(4)接触的前端面上，加工一内凹的型腔(7)，在钛合金坯料(4)装入挤压模具前，在型腔(7)内放置玻璃润滑垫(2)，型腔(7)的侧壁与挤压模芯(1)前端面之间的夹角α为45°～75°；
B所述玻璃润滑垫(2)的化学成分及重量百分比为：8号或9号玻璃粉85～90%，水玻璃5～8%，余量为水，制备方法是将按比例称取的玻璃粉、水玻璃和水搅拌混匀后，得到玻璃润滑剂，将玻璃润滑剂成型，并干燥或在200℃下烘干得到玻璃润滑垫(2)。
2.根据权利要求1所述的钛合金型材的挤压制备方法，其特征在于：型腔(7)的侧壁与挤压模芯(1)前端面之间的夹角α为60°。
3.根据权利要求1所述的钛合金型材的挤压制备方法，其特征在于：挤压模具的加热温度为350℃。
4.根据权利要求1所述的钛合金型材的挤压制备方法，其特征在于：钛合金坯料(4)装入挤压模具前，在其表面喷涂玻璃润滑剂。
5.根据权利要求1所述的钛合金型材的挤压制备方法，其特征在于：挤压前，在挤压模具的挤压筒(3)的内壁上抹涂油基润滑剂。
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