CN107790493A - 一种钛棒的轧制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钛棒的轧制方法，通过三辊Y型连轧机组、两辊连轧机组、无扭连轧机组的组合，采用合适的孔型系统、轧制速度和道次压下量，将直径为Φ100mm的纯钛棒坯一次加热后，通过三辊Y型连轧机组将加热至650～800℃的Φ100mm纯钛棒坯经4‑6道次轧至Φ80‑50mm棒材或棒坯，再用两辊连轧机组经8‑12道次纵向连轧至Φ20‑10mm棒材或线坯，再用无扭连轧机组，将两辊连轧机组轧制的Φ10mm线坯经2‑6道次轧至Φ8‑6mm线坯；纯钛初轧温度700‑800℃，终轧温度650‑800℃。具有节能、高效的特点。
Description
技术领域
本发明属于钛棒的处理加工方法技术领域，涉及一种钛棒的轧制方法。
背景技术
钛及钛合金具有高比强、耐酸碱、与人体亲和力强的特点，而广泛用于航空、医药、石油化工等行业。目前，国内生产Φ30-8mm钛及钛合金棒材的一般采用锻造、旋锻、轧制三种方法；Φ20-8mm钛及钛合金成卷线坯一般采用轧制方法。
现有方法一：锻造
锻造是稀有金属开坯及锻制棒材、饼材、环材的等基本方法之一，锻造设备可以使用锻锤、液压机等通用设备，也可生产使用精锻机等专用设备。Φ30-20mm棒材通常采用电动空气锤，锻造方法是将Φ50mm棒坯加热后，经多火次锻造，可加工出Φ30-20mm的棒坯。
用锻造加工钛及钛合金棒材的方法的优点是设备简单、投资少，操作简单；缺点是工作环境恶劣(噪音大、温度高)，加热火次多、能耗高，中断次数多、成品率低，棒材长度短(一般在1-2m)、椭圆度大(2-3mm)、表面质量差(易产生裂纹、折迭、压坑等)。
现有方法二：旋锻
旋锻实质上是模锻的一种特殊形式，旋锻机的工作原理是由两块锻模一方面环绕被锻坯条轴线高速旋转，同时，另一方面又对坯条进行高速锻打，从而是坯条变形。旋锻工艺是将Φ20mm棒坯加热后，经多火次锻造，可加工出Φ18-8mm的棒坯。
用旋锻加工钛及钛合金棒材的方法的优点是设备简单、投资少，操作简单；缺点是工作环境恶劣(噪音大、温度高)，操作工劳动强度大、生产效率低，加热火次多、能耗高，棒材长度短(一般在1-2m)，表面质量差(易产生裂纹、扭曲等)，道次变形量小、仅局限于棒材表面变形、棒材内外层组织性能相差大。
现有方法三：两辊轧制
应用250两辊轧机既可生产Φ30-8mm的棒材，又可生产Φ16-8mm的成卷线材。按机架的排列和轧制方式的不同，250两辊轧制可分为横列式非连续轧制和纵列式连续轧制两种。
250两辊横列式非连续轧制
250两辊横列式非连续轧机其优点是电控和传动简单，缺点是在于轧制速度不能随工艺要求而变化，由此导致：轧制速度只有1档，对成品轧机来说太低，而对粗轧来说又太快；温度降太快，产品单重小(约5kg)，小规格产品难以生产，产品尺寸波动大；生产不稳定，劳动强度大，过多依靠操作人员的技艺。
针对两辊轧机的不足，人们开始研究三辊Y型连轧机。
三辊Y型连轧机结构特点：
三辊Y型轧机，简称Y型轧机。首先是由德国KOCKS公司于1975年在研制成功的钢管张力减径机的成熟经验的基础上发展起来，主要用于轧制黑色金属和有色金属。二十世纪九十年代，美国就开始用于轧制钛及钛合金棒线材。但我国二十世纪八十年代、九十年代将Y型连轧机应用于轧制钢线材、钨钼线材，但一直未将Y型轧机应用于钛及钛合金棒线材的生产。
Y型轧机区别于其它轧机的最大特点是机架内有3个互成120°交角的圆盘状轧辊，包括轧辊、传动轴、传动齿轮；其轧槽组成孔型，观其外形，三个轧辊的布置相似于字母“Y”，故称Y型轧机。
经过几十年的发展变化，目前国内外采用的三辊Y型连轧机根据机架形式的不同可分为闭式机架的三辊Y型轧机和开式机架的三辊Y型轧机两种。一般闭式机架牌坊为整体铸钢(铸铁)结构，开式机架牌坊由3个高强度螺栓将两片铸钢(铸铁)开式牌坊联结组成，便于装拆轧辊更换孔型。
发明内容
本发明的目的是提供一种钛棒的轧制方法，具有节能、高效的特点。
本发明所采用的技术方案是，一种钛棒的轧制方法，通过三辊Y型连轧机组、两辊连轧机组、无扭连轧机组的组合，采用合适的孔型系统、轧制速度和道次压下量，将直径为Φ100mm的纯钛棒坯一次加热后，通过三辊Y型连轧机组将加热至650～800℃的Φ100mm纯钛棒坯经4-6道次轧至Φ80-50mm棒材或棒坯，再用两辊连轧机组经8-12道次纵向连轧至Φ20-10mm棒材或线坯，再用无扭连轧机组，将两辊连轧机组轧制的Φ10mm线坯经2-6道次轧至Φ8-6mm线坯；纯钛初轧温度700-800℃，终轧温度650-800℃。
本发明的特点还在于，
粗轧采用三辊Y型连轧机组轧制，4-6个道次，道次平均延伸系数1.2-1.5，终轧温度控制在600-850℃，三辊Y型连轧机组轧制速度0.1-0.5m/s，单道次加工变形率设定在15％～40％。
两辊连轧机组采用全连续轧制，孔型系统采用椭圆-圆，圆孔型采用切线扩张，扩张角20-35°，道次平均延伸系数1.1-1.4，终轧温度控制在600-850℃。
无扭两辊连轧机组采用全连续轧制，采用椭圆-圆孔型系统，道次平均延伸系数1.02-1.1，终轧温度控制在600-850℃。
两辊连轧机组轧制速度为0.4m/s-2.5m/s。
无扭两辊连轧机组轧制速度为2.0m/s-8.5m/s。
本发明的有益效果是：一种钛棒的轧制方法能耗降低了，生产效率提高了，纯钛棒线材横截面尺寸精度提高了，纯钛棒线材的单重提高了，纯钛棒线材的组织性能优良，轧件表面质量好，劈头少。由于轧件在三辊轧机中处于三向压应力状态，三面压缩，六面加工，因此变形均匀，宽展小，这样就保证轧件表面质量好，劈头少。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明的一种钛棒的轧制方法，通过三辊Y型连轧机组、两辊连轧机组、无扭连轧机组的组合，采用合适的孔型系统、轧制速度和道次压下量，将直径为Φ100mm的纯钛棒坯一次加热后，通过三辊Y型连轧机组将加热至650～800℃的Φ100mm纯钛棒坯经4-6道次轧至Φ80-50mm棒材或棒坯，再用两辊连轧机组经8-12道次纵向连轧至Φ20-10mm棒材或线坯，再用无扭连轧机组，将两辊连轧机组轧制的Φ10mm线坯经2-6道次轧至Φ8-6mm线坯；纯钛初轧温度700-800℃，终轧温度650-800℃；
粗轧采用三辊Y型连轧机组轧制，4-6个道次，道次平均延伸系数1.2-1.5，终轧温度控制在600-850℃，三辊Y型连轧机组轧制速度0.1-0.5m/s，单道次加工变形率设定在15％～40％。
两辊连轧机组采用全连续轧制，孔型系统采用椭圆-圆，圆孔型采用切线扩张，扩张角20-35°，道次平均延伸系数1.1-1.4，终轧温度控制在600-850℃，轧制速度为0.4m/s-2.5m/s；无扭两辊连轧机组采用全连续轧制，采用椭圆-圆孔型系统，道次平均延伸系数1.02-1.1，终轧温度控制在600-850℃，轧制速度为2.0m/s-8.5m/s。
实施例1：
三辊型轧机组：三辊型轧机组是由Φ100mm棒坯加热炉和三辊型轧机及前后滚道、冷床组成。Φ100mm棒坯加热炉采用电加热，自动控制、数显、记录打印，加热炉内的纯钛棒坯温度控制在650-800℃。三辊型轧机的孔型为椭圆-方、椭圆-圆孔型系统，道次平均延伸系数1.2-1.5，终轧温度控制在600-850℃。滚道可满足Φ80-50mm单重小于100kg的棒材和棒坯滚动的要求，冷床满足纯钛棒材冷却要求。三辊型轧机组可生产Φ80-50mm的圆棒材和方棒及其它异形棒材，棒材的最大单重100kg；还可出Φ50mm的棒坯，最大单重100kg，为轧制小棒材和线坯提供坯料。
实施例2：
两辊连轧机组：两辊连轧机组是由Φ50mm棒坯加热炉和连轧机组、专用导卫、滚道、冷床、飞剪、收线盘卷机组成。Φ50mm棒坯加热炉采用电加热，自动控制、数显、记录打印，加热炉内的纯钛棒坯温度精度控制在±10℃。两辊连轧机的孔型椭圆-圆孔型系统，道次平均延伸系数1.1-1.4，终轧温度控制在600-850℃。所有轧机均采用变频电机传动，在中间道次的前后机架之间设有可拆卸的滚动专用导卫，使前一机架轧出的轧件方便甩出、并扭转90°便于后一机架咬入。每个机架可独立调速，满足成品棒材对轧棍转速的要求。滚道可满足Φ40-10mm单重小于100kg的棒材滚动的要求，冷床满足纯钛棒材冷却要求，飞剪和收线成卷机满足Φ16-10mm线坯切头尾要求。两辊连轧机组可出Φ40-10mm的纯钛圆棒材棒材的单重小于100kg。
实施例3
无扭连轧机：无扭连轧机是由无扭轧机和收线成卷机及移动冷床组成。无扭连轧机的孔型为椭圆-圆孔型系统，道次平均延伸系数1.02-1.1，道次断面收缩率小于20％，终轧温度控制在600-850℃，控制线材的成品尺寸精度，改善成品表面质量。收线成卷机能够快速地将线坯盘成线卷，移动冷床可将线卷冷却并自动送出。无扭连轧机组可生产Φ8-6mm的线坯，单重达到100kg。
Claims (6)
1.一种钛棒的轧制方法，其特征在于，通过三辊Y型连轧机组、两辊连轧机组、无扭连轧机组的组合，采用合适的孔型系统、轧制速度和道次压下量，将直径为Φ100mm的纯钛棒坯一次加热后，通过三辊Y型连轧机组将加热至650～800℃的Φ100mm纯钛棒坯经4-6道次轧至Φ80-50mm棒材或棒坯，再用两辊连轧机组经8-12道次纵向连轧至Φ20-10mm棒材或线坯，再用无扭连轧机组，将两辊连轧机组轧制的Φ10mm线坯经2-6道次轧至Φ8-6mm线坯；纯钛初轧温度700-800℃，终轧温度650-800℃。
2.根据权利要求1所述的一种钛棒的轧制方法，其特征在于，所述粗轧采用三辊Y型连轧机组轧制，4-6个道次，道次平均延伸系数1.2-1.5，终轧温度控制在600-850℃，三辊Y型连轧机组轧制速度0.1-0.5m/s，单道次加工变形率设定在15％～40％。
3.根据权利要求1所述的一种钛棒的轧制方法，其特征在于，所述两辊连轧机组采用全连续轧制，孔型系统采用椭圆-圆，圆孔型采用切线扩张，扩张角20-35°，道次平均延伸系数1.1-1.4，终轧温度控制在600-850℃。
4.根据权利要求1所述的一种钛棒的轧制方法，其特征在于，所述无扭两辊连轧机组采用全连续轧制，采用椭圆-圆孔型系统，道次平均延伸系数1.02-1.1，终轧温度控制在600-850℃。
5.根据权利要求3所述的一种钛棒的轧制方法，其特征在于，所述两辊连轧机组轧制速度为0.4m/s-2.5m/s。
6.根据权利要求4所述的一种钛棒的轧制方法，其特征在于，所述无扭两辊连轧机组轧制速度为2.0m/s-8.5m/s。
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