CN113369324A - 一种钛合金连续挤压方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钛合金连续挤压方法，首先对模具进行预热，将预热完成的模具安装在钛合金挤压机中，并对其进行固定，并在模具内部涂抹润滑剂；在圆管坯的表面刷上防氧化涂料并对其进行加热，加热完成后将圆管坯安装在钛合金挤压机中；开启钛合金挤压机，使得上压块向下对圆管坯进行缓慢挤压，完成放置在底模中圆管坯的挤压加工，得到方形管材；在此过程中，对模具的预热温度在450至500℃之间，圆管坯的加热温度为900至950℃，所述玻璃润滑剂由如下原料制得：S i O2、A l 2O3、CaO、MgO、BaO、K2O+Na2O、F2、B2O3，钛合金挤压机的压力小于1200吨，挤压速度小于1.25mm/s。

Description

一种钛合金连续挤压方法
技术领域
本发明涉及金属材料加工技术领域，具体涉及一种钛合金连续挤压方法。
背景技术
钛合金热导率低，使得热挤压过程变得更为复杂，由于热导率低，坯料表层和内层产生极大的温差，当挤压低温度为400℃时，温差可达到200～250℃。坯锭表面和中心的金属产生不同的强度性能和塑性性能，导致在挤压过程中金属流动不均匀，继而发生不均匀变形，在钛合金管材表面产生大的附加拉应力。
如专利公开号为CN109013734B的发明专利提供的一种钛合金薄壁型材的挤压制备方法。所述耐腐蚀钛合金包括:熔炼出钛合金Φ710mm铸锭，将铸锭在锻造成Φ220×L mm的棒坯，对挤压筒、挤压模、挤压垫进行预热，预热温度300～500℃，然后利用润滑剂对挤压工具进行涂抹润滑处理；将棒坯快速转入挤压筒，转入时间小于1min，挤压速度120～300mm/s；制得钛合金型材。本发明实施例提供的钛合金薄壁型材的挤压制备方法，不仅实现了薄壁小截面型材在大吨位挤压机上的挤压制备，同时模具成本、人员成本、设备运行成本等大大降低；与传统工艺相比，本方法无需增加工序或特殊处理过程，可操作性强，可实现目前所有截面形状的钛合金型材的挤压，上述加工方法中，采用的更换模具的形状达到挤压成不同钛合金型材的效果，但仍然难以克服挤压过程受力不均匀的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钛合金连续挤压方法，以到达如下技术效果：
1、对模具进行预热，同时在模具内部涂抹润滑剂；在圆管坯的表面刷上防氧化涂料并对其进行加热，加热完成后将圆管坯安装在钛合金挤压机中，通过对原料本身的加工，使其在加工时减少内部应力的形成；
2、采用液压循环机构同时驱动多个挤压机构，使得几个挤压机构对原料同时受力，使其对模具中的原料受力均衡，不出现变形不均匀的现象。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种钛合金连续挤压方法，包括以下步骤:
步骤一、对模具进行预热，将预热完成的模具安装在钛合金挤压机中，并对其进行固定，并在模具内部涂抹润滑剂；
步骤二、在圆管坯的表面刷上防氧化涂料并对其进行加热，加热完成后将圆管坯安装在钛合金挤压机中；
步骤三、开启钛合金挤压机，使得上压块向下对圆管坯进行缓慢挤压，完成放置在底模中圆管坯的挤压加工，得到方形管材；
步骤四、待方形管材冷却后，取出，完成加工。
所述对模具的预热温度在450至500℃之间，圆管坯的加热温度为900至950℃。
步骤一中的润滑剂为玻璃润滑剂。
所述玻璃润滑剂由如下原料制得：SiO2、Al2O3、CaO、MgO、BaO、K2O+Na2O、F2、B2O3。
所述钛合金挤压机的压力小于1200吨，挤压速度小于1.25mm/s。
所述钛合金挤压机的工作过程包括以下步骤：
动力泵由电机驱动，从液压油箱中抽取液压油，运输至储能器中存储，当收到启动命令时，储能器对油缸供油，使得活动块在滑轨上滑动，活动块运动，通过驱动连杆的传动，带动中心轴旋转，当中心轴带动凸轮逆时针旋转时，驱动杆带动旋转块同时逆时针旋转，此时，连接杆二会沿着上盖板中间的连接处进行旋转，推动上盖板向下移动，安装板会沿着活动杆和滑竿向下滑动，带动上压块向下运动，对放置在底模中的管材进行挤压加工。
该钛合金挤压机包括底座、挤压成型装置、储能器、动力泵、液压油箱、驱动机构，其中底座的顶部一侧固定连接有液压油箱，所述底座的顶部中间位置固定连接有动力泵，所述底座的顶部另一侧固定连接有挤压成型装置，所述挤压成型装置的一侧固定连接有储能器，所述挤压成型装置的顶部一侧固定安装有驱动机构，所述储能器、动力泵、液压油箱和驱动机构之间通过管道连接形成完整回路为驱动机构提供动力，所述驱动机构包括活动块、驱动连杆、滑轨、油缸，其中油缸成长管状，所述油缸设置有若干滑轨，若干所述滑轨上滑动连接有活动块，若干所述活动块上均转动连接有驱动连杆，动力泵由电机驱动，从液压油箱中抽取液压油，运输至储能器中存储，当收到启动命令时，储能器对油缸供油，使得活动块在滑轨上滑动。
所述挤压成型装置包括底板，所述底板顶部固定安装若干挤压机构，若干所述挤压机构呈直线型排列，所述底板的顶部中间位置固定安装有底模，所述底模位于若干挤压机构的底部下方的中间位置，若干所述挤压机构种固定安装有上压块，所述上压块和底模相配合。
所述挤压机构包括安装板，所述安装板的四角位置均固定安装有限位套一，所述限位套一内部均滑动连接有滑套，所述滑套中滑动连接有活动杆，所述安装板的中间位置固定安装有两个限位套二，两个所述限位套二中均滑动连接有滑竿，两个所述滑竿的顶部固定连接有上盖板，若干所述滑竿的底部固定连接有上压块，若干所述活动杆的顶部固定连接有顶板，所述安装板的顶部两侧固定安装有竖板，两侧所述竖板上均固定连接有连接板，两个所述连接板之间转动连接有中心轴，两个所述竖板靠近顶部的中间位置转动连接有转轴。
所述中心轴上靠近中间位置固定安装有凸轮，所述凸轮与中心轴偏心连接，活动块运动，通过驱动连杆的传动，带动中心轴旋转，两个所述竖板之间转动连接有转轴，所述转轴的中间位置固定安装有旋转块，所述旋转块呈菱形，所述旋转块的两侧分别转动连接有连接杆二和连接杆一，所述连接杆一与顶板之间转动连接，所述连接杆二与上盖板之间转动连接，所述旋转块靠近中心轴的一侧固定连接有驱动杆，所述驱动杆贯穿凸轮的一侧且与凸轮之间转动连接，当中心轴带动凸轮逆时针旋转时，驱动杆带动旋转块同时逆时针旋转，此时，连接杆二会沿着上盖板中间的连接处进行旋转，推动上盖板向下移动，安装板会沿着活动杆和滑竿向下滑动，带动上压块向下运动，底模中的管材进行挤压，所述竖板和安装板之间固定安装有支撑板，在整体结构中起到支撑的作用，保证上压块在下降挤压过程不发生偏移。
本发明的有益效果：
1、对模具进行预热，同时在模具内部涂抹润滑剂；在圆管坯的表面刷上防氧化涂料并对其进行加热，加热完成后将圆管坯安装在钛合金挤压机中，通过对原料本身的处理，使其在加工时减少内部应力的形成；
2、当收到启动命令时，储能器对油缸供油，使得活动块在滑轨上滑动，活动块运动，通过驱动连杆的传动，带动中心轴旋转，当中心轴带动凸轮逆时针旋转时，驱动杆带动旋转块同时逆时针旋转，此时，连接杆二会沿着上盖板中间的连接处进行旋转，推动上盖板向下移动，安装板会沿着活动杆和滑竿向下滑动，带动上压块向下运动，对放置在底模中的管材进行挤压加工，采用液压循环机构同时驱动多个挤压机构，使得几个挤压机构对原料同时受力，使其对模具中的原料受力均衡。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明中生产工艺流程图；
图2是本发明钛合金挤压机结构示意图；
图3是本发明中驱动机构结构示意图；
图4是本发明中挤压机构结构示意图；
图5是本发明安装板连接结构示意图。
图中：1、底座；2、挤压成型装置；201、底板；202、底模；203、上压块；204、挤压机构；2041、限位套一；2042、滑套；2043、滑竿；2044、驱动杆；2045、顶板；2046、连接杆一；2047、中心轴；2048、转轴；2049、连接杆二；20410、上盖板；20411、限位套二；20412、安装板；20413、支撑板；20414、竖板；20415、连接板；20416、凸轮；20417、活动杆；20418、旋转块；3、储能器；4、动力泵；5、液压油箱；6、驱动机构；601、活动块；602、驱动连杆；603、滑轨；604、油缸。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-5所示：
实施例1
本发明为一种钛合金连续挤压方法，包括以下步骤:
步骤一、对模具进行预热，将预热完成的模具安装在钛合金挤压机中，并对其进行固定，并在模具内部涂抹润滑剂；
步骤二、在圆管坯的表面刷上防氧化涂料并对其进行加热，加热完成后将圆管坯安装在钛合金挤压机中；
步骤三、开启钛合金挤压机，使得上压块203向下对圆管坯进行缓慢挤压，完成放置在底模202中圆管坯的挤压加工，得到方形管材；
步骤四、待方形管材冷却后，取出，完成加工。
所述对模具的预热温度在450至500℃之间，圆管坯的加热温度为900至950℃。
步骤一中的润滑剂为玻璃润滑剂。
所述玻璃润滑剂由如下原料制得：SiO2、Al2O3、CaO、MgO、BaO、K2O+Na2O、F2、B2O3。
所述钛合金挤压机的压力小于1200吨，挤压速度小于1.25mm/s。
所述钛合金挤压机的工作过程包括以下步骤：
动力泵4由电机驱动，从液压油箱5中抽取液压油，运输至储能器3中存储，当收到启动命令时，储能器对油缸604供油，使得活动块601在滑轨603上滑动，活动块601运动，通过驱动连杆602的传动，带动中心轴2047旋转，当中心轴2047带动凸轮20416逆时针旋转时，驱动杆2044带动旋转块20418同时逆时针旋转，此时，连接杆二2049会沿着上盖板20410中间的连接处进行旋转，推动上盖板20410向下移动，安装板20412会沿着活动杆20417和滑竿2043向下滑动，带动上压块203向下运动，对放置在底模202中的管材进行挤压加工。
该钛合金挤压机包括底座1、挤压成型装置2、储能器3、动力泵4、液压油箱5、驱动机构6，其中底座1的顶部一侧固定连接有液压油箱5，所述底座1的顶部中间位置固定连接有动力泵4，所述底座1的顶部另一侧固定连接有挤压成型装置2，所述挤压成型装置2的一侧固定连接有储能器3，所述挤压成型装置2的顶部一侧固定安装有驱动机构6，所述储能器3、动力泵4、液压油箱5和驱动机构6之间通过管道连接形成完整回路为驱动机构6提供动力，所述驱动机构6包括活动块601、驱动连杆602、滑轨603、油缸604，其中油缸604成长管状，所述油缸604设置有若干滑轨603，若干所述滑轨603上滑动连接有活动块601，若干所述活动块601上均转动连接有驱动连杆602，动力泵4由电机驱动，从液压油箱5中抽取液压油，运输至储能器3中存储，当收到启动命令时，储能器对油缸604供油，使得活动块601在滑轨603上滑动。
所述挤压成型装置2包括底板201，所述底板201顶部固定安装若干挤压机构204，若干所述挤压机构204呈直线型排列，所述底板201的顶部中间位置固定安装有底模202，所述底模202位于若干挤压机构204的底部下方的中间位置，若干所述挤压机构204种固定安装有上压块203，所述上压块203和底模202相配合。
所述挤压机构204包括安装板20412，所述安装板20412的四角位置均固定安装有限位套一2041，所述限位套一2041内部均滑动连接有滑套2042，所述滑套2042中滑动连接有活动杆20417，所述安装板20412的中间位置固定安装有两个限位套二20411，两个所述限位套二20411中均滑动连接有滑竿2043，两个所述滑竿2043的顶部固定连接有上盖板20410，若干所述滑竿2043的底部固定连接有上压块203，若干所述活动杆20417的顶部固定连接有顶板2045，所述安装板20412的顶部两侧固定安装有竖板20414，两侧所述竖板20414上均固定连接有连接板20415，两个所述连接板20415之间转动连接有中心轴2047，两个所述竖板20414靠近顶部的中间位置转动连接有转轴2048。
所述中心轴2047上靠近中间位置固定安装有凸轮20416，所述凸轮20416与中心轴2047偏心连接，活动块601运动，通过驱动连杆602的传动，带动中心轴2047旋转，两个所述竖板20414之间转动连接有转轴2048，所述转轴2048的中间位置固定安装有旋转块20418，所述旋转块20418呈菱形，所述旋转块20418的两侧分别转动连接有连接杆二2049和连接杆一2046，所述连接杆一2046与顶板2045之间转动连接，所述连接杆二2049与上盖板20410之间转动连接，所述旋转块20418靠近中心轴2047的一侧固定连接有驱动杆2044，所述驱动杆2044贯穿凸轮20416的一侧且与凸轮20416之间转动连接，当中心轴2047带动凸轮20416逆时针旋转时，驱动杆2044带动旋转块20418同时逆时针旋转，此时，连接杆二2049会沿着上盖板20410中间的连接处进行旋转，推动上盖板20410向下移动，安装板20412会沿着活动杆20417和滑竿2043向下滑动，带动上压块203向下运动，底模202中的管材进行挤压，所述竖板20414和安装板20412之间固定安装有支撑板20413，在整体结构中起到支撑的作用，保证上压块203在下降挤压过程不发生偏移。
上述实施例1是针对长条形小管径管材的挤压加工。
实施例2
当加工对象为管径较大的圆形管材时，可将底板201上的各个挤压机构204设置成圆周排列，同时若干挤压机构204的2043底部固定连接圆形压块，压块配合凸模压杆对工件的中心处进行挤压，将圆管胀形成方管，得到钛合金大口径方形薄壁管材。
本发明的工作原理：
动力泵4由电机驱动，从液压油箱5中抽取液压油，运输至储能器3中存储，当收到启动命令时，储能器对油缸604供油，使得活动块601在滑轨603上滑动，活动块601运动，通过驱动连杆602的传动，带动中心轴2047旋转，当中心轴2047带动凸轮20416逆时针旋转时，驱动杆2044带动旋转块20418同时逆时针旋转，此时，连接杆二2049会沿着上盖板20410中间的连接处进行旋转，推动上盖板20410向下移动，安装板20412会沿着活动杆20417和滑竿2043向下滑动，带动上压块203向下运动，对放置在底模202中的管材进行挤压加工。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以及特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。此外，“第一”、“第二”仅由于描述目的，且不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (6)

1.一种钛合金连续挤压方法，其特征在于，包括以下步骤:
步骤一、对模具进行预热，将预热完成的模具安装在钛合金挤压机中，并对其进行固定，并在模具内部涂抹润滑剂；
步骤二、在圆管坯的表面刷上防氧化涂料并对其进行加热，加热完成后将圆管坯安装在钛合金挤压机中；
步骤三、开启钛合金挤压机，使得上压块(203)向下对圆管坯进行缓慢挤压，完成放置在底模(202)中圆管坯的挤压加工，得到方形管材；
步骤四、待方形管材冷却后，取出，完成加工。
2.根据权利要求1所述的一种钛合金连续挤压方法，其特征在于，所述对模具的预热温度在450至500℃之间，圆管坯的加热温度为900至950℃。
3.根据权利要求1所述的一种钛合金连续挤压方法，其特征在于，步骤一中的润滑剂为玻璃润滑剂。
4.根据权利要求3所述的一种钛合金连续挤压方法，其特征在于，所述玻璃润滑剂由如下原料制得：SiO2、Al2O3、CaO、MgO、BaO、K2O+Na2O、F2、B2O3。
5.根据权利要求1所述的一种钛合金连续挤压方法，其特征在于，所述钛合金挤压机的压力小于1200吨，挤压速度小于1.25mm/s。
6.根据权利要求1所述的一种钛合金连续挤压方法，其特征在于，所述钛合金挤压机的工作过程包括以下步骤：
动力泵(4)由电机驱动，从液压油箱(5)中抽取液压油，运输至储能器(3)中存储，当收到启动命令时，储能器对油缸(604)供油，使得活动块(601)在滑轨(603)上滑动，活动块(601)运动，通过驱动连杆(602)的传动，带动中心轴(2047)旋转，当中心轴(2047)带动凸轮(20416)逆时针旋转时，驱动杆(2044)带动旋转块(20418)同时逆时针旋转，此时，连接杆二(2049)会沿着上盖板(20410)中间的连接处进行旋转，推动上盖板(20410)向下移动，安装板(20412)会沿着活动杆(20417)和滑竿(2043)向下滑动，带动上压块(203)向下运动，对放置在底模(202)中的管材进行挤压加工。
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