CN114393030B - 一种u型不等边钛合金型材生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种U型不等边钛合金型材生产方法，包括以下步骤：S1：准备钛合金板条坯料；S2：将钛合金板条坯料用箱式电阻炉加热至950℃后，转入自动送料跑道，用Φ365纵列式6连轧机组连续通过K12、K11、K10、K9、K8、K7孔型，空冷至室温，用砂轮打磨机对经轧制后的钛合金板条坯料表面进行修磨，清理缺陷及裂纹，然后重新加热至930℃，保温40分钟，再用Φ365纵列式6连轧机组连续通过K6、K5、K4、K3、K2、K1孔型，轧制出半成品。本发明提供的U型不等边钛合金型材生产方法，轧制过程中全自动完成，无需人工操作，节约轧制成本，主机设备轧辊辊面利用率相比传统方式提高20％，生产方式可节约人工7‑8人，成品收得率达85％以上，大大降低了原材料成本，满足批量生产的重要条件。
Description
技术领域
本发明涉及金属加工领域，尤其涉及一种U型不等边钛合金型材生产方法。
背景技术
钛合金指的是多种用钛与其他金属制成的合金金属。钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属，钛合金强度高、耐蚀性好、耐热性高；
钛合金型材在应用中具有多种形状，其中包括U形不等边型材。
目前对U形不等边型材钛合金的生产，传统生产方式分为两种，第一种为钛板材折弯，利用折弯机折弯加工成90°直角等边型材。此种方式容易造成直角部位材料断裂板材浪费过大，角度偏大或偏小，精度无法控制，成品长度受折弯机刀口限制，折弯型材成品R角无补肉填充其支撑强度及承载强度无法满足材料应用要求。
第二种为利用钛板条焊接成型，首先将U型材腰部、腿部用料切割成长板条状，用氩弧焊将两只腿部焊接到腰部板条上，此种生产方法成本高昂，人工生产效率低下，且焊接时产生的热感应区分布整条U型材上，大大减小了材料的支撑强度及耐腐蚀性能。
因此，有必要提供一种U型不等边钛合金型材生产方法解决上述技术问题。
发明内容
本发明提供一种U型不等边钛合金型材生产方法，解决了U型不等边钛合金型材生产方法成本高的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供的U型不等边钛合金型材生产方法，包括以下步骤：
S1：准备钛合金板条坯料；
S2：将钛合金板条坯料用箱式电阻炉加热至950℃后，转入自动送料跑道，用Φ365纵列式6连轧机组连续通过K12、K11、K10、K9、K8、K7孔型，空冷至室温，用砂轮打磨机对经轧制后的钛合金坯料半成品表面进行修磨，清理缺陷及裂纹，然后重新加热至930℃，保温40分钟，再用Φ365纵列式6连轧机组连续通过K6、K5、K4、K3、K2、K1孔型，轧制出半成品；
S3：利用热轧后材料余温，通过自动跑道输送至在线辊式张力矫直机，进行张力矫直；
S4：材料冷却后，用带锯床进行长度定尺下料；
S5：消应力退火矫直，将下料后型材装入台车式电阻退火炉，温度700～800℃消应力退火，保温30分钟，出炉后送入11辊矫直机进行热矫直；
S6：用通过式喷砂机喷砂清理表层氧化皮:
S7：酸洗钝化表面，将喷砂后型材放入酸槽中酸洗钝化，表明酸洗至银灰色即可；
S8：用水寖式超声波探伤机进行探伤，标准为A级，介质为水，探伤合格为成品，不合格为废品。
优选的，所述S7中酸液比例为硝酸15％、氢氟酸5％，其余为水。
优选的，所述S2中砂轮打磨机包括放置板，所述放置板的一端设置有夹锁机构，所述放置板的另一端设置有定位板，所述放置板的一侧设置有滑轨，所述滑轨上滑动连接有安装架，所述安装架的一侧通过固定架安装有滚轮，所述滚轮的一侧安装有驱动电机，所述安装架上安装有可调节打磨机构。
优选的，所述安装架的一侧设置有轴向带动机构，所述轴向带动机构包括带动轴和从动轴，所述带动轴转动连接于所述固定架上，所述带动轴的表面固定连接有齿轮，所述滑轨的一侧固定连接有齿板，所述齿轮与所述齿板啮合。
优选的，所述带动轴的表面且位于齿轮的一侧固定连接有第一传动轮，所述从动轴贯穿转动连接于所述安装架上，所述从动轴的表面固定连接有第二传动轮，所述第二传动轮通过传动带与第一传动轮传动连接。
优选的，所述安装架上转动连接有旋转机构，所述旋转机构包括旋转轴，所述旋转轴上贯穿开设有矩形孔，所述旋转轴的表面固定连接有从动锥齿轮，所述从动轴位于安装架内部的一端固定连接有主动锥齿轮，所述主动锥齿轮与所述从动锥齿轮啮合。
优选的，所述可调节打磨机构包括连接架，所述连接架上固定安装有第二伸缩缸，所述第二伸缩缸的输出端转动连接有矩形轴，所述矩形轴通过矩形孔贯穿旋转轴，所述矩形轴的底端连接有打磨盘。
优选的，所述夹锁机构包括第一伸缩缸，所述第一伸缩缸安装于所述放置板的一端，所述第一伸缩缸的输出轴连接有L形锁板。
优选的，所述安装架的一端转动连接有支撑板，所述支撑板的底部安装有支撑轮，所述安装架的一端设置有定位机构。
优选的，所述定位机构包括支撑轴，所述支撑板的一端套设于所述支撑轴的表面，所述支撑轴的一端固定连接有固定板，所述固定板的一侧固定连接有螺帽，所述螺帽的内部螺纹连接有定位销，所述支撑板的上侧开设有定位孔。
与相关技术相比较，本发明提供的U型不等边钛合金型材生产方法具有如下有益效果：
本发明提供一种U型不等边钛合金型材生产方法，轧制过程中全自动完成，无需人工操作，节约轧制成本，主机设备轧辊辊面利用率相比传统方式提高20％，生产方式可节约人工7-8人，成品收得率达85％以上，大大降低了原材料成本，满足批量生产的重要条件。
附图说明
图1为本发明提供的U型不等边钛合金型材生产方法的步骤框图；
图2为本发明K1孔型图；
图3为本发明K2孔型图；
图4为本发明K3孔型图；
图5为本发明K4孔型图；
图6为本发明K5孔型图；
图7为本发明K6孔型图；
图8为本发明K7孔型图；
图9为本发明K8孔型图；
图10为本发明K9孔型图；
图11为本发明K10孔型图；
图12为本发明K11孔型图；
图13为本发明K12孔型图；
图14为本发明提供的U型不等边截面图；
图15为本发明提供的U型不等边钛合金型材生产方法的第三实施例的结构示意图；
图16为图1所示的输送结构的结构示意图；
图17为图1所示的A部放大示意图；
图18为图1所示的B部放大示意图；
图19为图1所示的C部放大示意图。
图中标号：
1、放置板，
2、夹锁机构，21、第一伸缩缸，22、L形锁板，3、定位板，4、滑轨，5、安装架，
6、轴向带动机构，61、带动轴，62、齿轮，63、第一传动轮，64、从动轴，65、第二传动轮，66、主动锥齿轮，
7、齿板，
8、可调节打磨机构，81、连接架，82、第二伸缩缸，83、矩形轴，84、打磨盘，
9、旋转机构，10、滚轮，11、驱动电机，12、连接臂，13、支撑轮，14、支撑板，
15、定位机构，151、支撑轴，152、固定板，153、螺帽，154、定位销。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
第一实施例
请结合参阅图1-14，其中，一种U型不等边钛合金型材生产方法，包括以下生产步骤：
S1：准备钛合金板条坯料为钛合金牌号TA15的钛合金板条料坯料，尺寸为：δ15×95×4000mm
S2：该坯料用箱式电炉加热至950℃后，转入自动送料跑道，用Φ365纵列式6连轧机组连续通过K12、K11、K10、K9、K8、K7孔型进行轧制，空冷至室温，用手提砂轮对表面进行修磨，清理缺陷及裂纹，然后重新加热至930℃，保温40分钟，再用Φ365纵列式6连轧机组连续通过K6、K5、K4、K3、K2、K1孔型，轧制出半成品。
S3：利用热轧后材料余温，通过自动跑道输送至在线辊式张力矫直机，进行张力矫直。
轧辊直径配比方式如下：轧机工作速度为5米/秒
S4：材料冷却后，用带锯床进行长度定尺下料，将其锯切成长度6米/支。
S5消应力退火矫直，将下料后型材装入台车式电阻退火炉，温度780℃消应力退火，保温30分钟，出炉后送入11辊矫直机进行热矫直，矫直后直线度可达到2mm/m。
S6：用通过式喷砂机喷砂清理表层氧化皮。
S7：酸洗钝化表面，将喷砂后型材放入酸槽中酸洗钝化，酸液比例为硝酸15％、氢氟酸5％，其余为水，浸泡15分钟左右，表明酸洗至银灰色即可，然后用清水冲洗干净。
S8：用超声波探伤机进行探伤，标准为A级，介质为水，探伤合格为成品，探伤不合格为废品，探伤结束后成品放入室温为60℃烘干室内烘干。
经以上生产方式加工后，成品规格为：B50×H32×b20×δ3mm的U型不等边型材成品力学性能实测值如下图
型材尺寸厚度公差满足±0.2mm，型材表面光泽，无裂纹、无夹杂、组织均匀、无偏析，超声波探伤满足A级标准。
第二实施例
请结合参阅图1-14，其中，一种U型不等边钛合金型材生产方法，包括以下生产步骤：
S1：准备钛合金板条坯料为为钛合金牌号TC4的钛合金板条料坯料，尺寸为δ15×95×4000mm
S2：将该坯料用箱式电炉加热至930℃后，转入自动送料跑道，用Φ365纵列式6连轧机组连续通过K12、K11、K10、K9、K8、K7孔型进行轧制，空冷至室温，用手提砂轮对表面进行修磨，清理缺陷及裂纹，然后重新加热至930℃，保温40分钟，再用Φ365纵列式6连轧机组连续通过K6、K5、K4、K3、K2、K1孔型，轧制出半成品。
S3：利用热轧后材料余温，通过自动跑道输送至在线辊式张力矫直机，进行张力矫直；
轧辊直径配比方式如下：轧机工作速度为5.5米/秒
S4：材料冷却后，用带锯床进行长度定尺下料，用带锯床锯切成长度6米/支。
S5：消应力退火矫直，将下料后型材装入台车式退火炉，温度780℃消应力退火，保温30分钟，出炉后送入11辊矫直机进行热矫直，矫直后直线度可达到2mm/m。
S6：用通过式喷砂机喷砂清理表层氧化皮。
S7：酸洗钝化表面，将喷砂后型材放入酸槽中酸洗钝化，酸液比例为硝酸15％、氢氟酸5％，其余为水，浸泡15分钟左右，表明酸洗至银灰色即可，然后用清水冲洗干净。
S8：用超声波探伤机进行探伤，标准为A级，介质为水，探伤合格为成品，探伤不合格为废品，探伤结束后成品放入室温为60℃烘干室内烘干。
经以上生产方式加工后，B80×H43×b20×δ3mm的U型不等边型材成品力学性能实测值如下图
U型材尺寸厚度公差满足±0.2mm，型材表面光泽，无裂纹、无夹杂、组织均匀、无偏析，超声波探伤满足A级标准。
与相关技术相比较，本发明提供的U型不等边钛合金型材生产方法具有如下有益效果：
该U型不等边钛合金型材，轧制过程中全自动完成，无需人工操作，节约轧制成本，主机设备轧辊辊面利用率相比传统方式提高20％，生产方式可节约人工7-8人，成品收得率达85％以上，大大降低了原材料成本，满足批量生产的重要条件。
第三实施例
请结合参阅图15、图16、图17、图18和图19，基于本申请的第一实施例提供的U型不等边钛合金型材生产方法，本申请的第三实施例提出另一种U型不等边钛合金型材生产方法。第三实施例仅仅是第一实施例优选的方式，第二实施例的实施对第一实施例的单独实施不会造成影响。
具体的，本申请的第三实施例提供的U型不等边钛合金型材生产方法的不同之处在于，U型不等边钛合金型材生产方法，所述S2中砂轮打磨机包括放置板1，所述放置板1的一端设置有夹锁机构，所述放置板1的另一端设置有定位板3，所述放置板1的一侧设置有滑轨4，所述滑轨4上滑动连接有安装架5，所述安装架5的一侧通过固定架安装有滚轮10，所述滚轮10的一侧安装有驱动电机11，所述安装架5上安装有可调节打磨机构8。
放置板1用于放置待打磨的钛合金板条坯料，将钛合金板条坯料放置在放置板1的中间，滚轮10滑入滑轨4的内部。
所述安装架5的一侧设置有轴向带动机构6，所述轴向带动机构6包括带动轴61和从动轴64，所述带动轴61转动连接于所述固定架上，所述带动轴61的表面固定连接有齿轮62，所述滑轨4的一侧固定连接有齿板7，所述齿轮62与所述齿板7啮合。
所述带动轴61的表面且位于齿轮62的一侧固定连接有第一传动轮63，所述从动轴64贯穿转动连接于所述安装架5上，所述从动轴64的表面固定连接有第二传动轮65，所述第二传动轮65通过传动带与第一传动轮63传动连接。
第二传动轮65的直径小于第一传动轮63，且传动臂不大于1：3，从而可以对从动轴64提速，即对打磨盘进行提速处理，其中第一传动轮63和第二传动轮65可以为齿轮或者皮带轮，其中对应的传动带为链条或者皮带。
所述安装架5上转动连接有旋转机构9，所述旋转机构9包括旋转轴91，所述旋转轴91上贯穿开设有矩形孔93，所述旋转轴91的表面固定连接有从动锥齿轮92，所述从动轴64位于安装架5内部的一端固定连接有主动锥齿轮66，所述主动锥齿轮66与所述从动锥齿轮92啮合。
旋转轴91的上端转动连接于安装架5转动连接，主动锥齿轮66的直径与从动锥齿轮92的直径相同，或者主动锥齿轮66的直径大于从动锥齿轮92。
所述可调节打磨机构8包括连接架81，所述连接架81上固定安装有第二伸缩缸82，所述第二伸缩缸82的输出端转动连接有矩形轴83，所述矩形轴83通过矩形孔93贯穿旋转轴91，所述矩形轴83的底端连接有打磨盘84。
第一伸缩缸21和第二伸缩缸82为气缸或者液压缸，有电力驱动，其中第二伸缩缸82通过蓄电池供电，第一伸缩缸21通过电源线与外部电源连接供电。
所述夹锁机构2包括第一伸缩缸21，所述第一伸缩缸21安装于所述放置板1的一端，所述第一伸缩缸21的输出轴连接有L形锁板22。
L形锁板22和位于放置板1另一侧的定位板3高度均低于合金板材，便于打磨盘对合金板材端部进行打磨。
所述安装架5的一端转动连接有支撑板14，所述支撑板14的底部安装有支撑轮，所述安装架5的一端设置有定位机构15。
所述定位机构15包括支撑轴151，所述支撑板14的一端套设于所述支撑轴151的表面，所述支撑轴151的一端固定连接有固定板152，所述固定板152的一侧固定连接有螺帽153，所述螺帽153的内部螺纹连接有定位销154，所述支撑板14的上侧开设有定位孔。
通过设置定位销154配合支撑板14上的定位孔，可以对支撑板14的轴向进行限位，使其稳定的对安装架5进行支撑；
其中支撑板14与支撑轴151套设的部分粘接有橡胶套，可以辅助对支撑板14辅助轴向限位；
其中定位销154的端部设置带动柄，定位销154靠近带动柄的一端开设有与螺帽153适配的螺纹；
其中再将待打磨的板材放置到放置板1的中间后，通过夹锁机构2配合定位板3对板材进行夹紧，然后将支撑板12放下，通过支撑轮13对其支撑，然后通过定位机构15对其限位；
然后通过开关，启动驱动电机11，驱动电机11带动滚轮10转动，从而带动整个打磨设备进行移动，安装架5移动的过程中，可以齿轮62与齿板7作用，带动带动轴61转动，带动轴61通过第一传动轮63和第二传动轮65带动从动轴64转动，从动轴64带动主动锥齿轮66主动，主动锥齿轮66通过从动锥齿轮92带动旋转轴91转动，旋转轴91带动矩形轴83转动，从而带动打磨盘84转动，其中在开启驱动电机11前，启动第二伸缩缸82，推动打磨盘84与待加工的板件上侧接触；
从而在驱动电机11带动安装架5移动的同时，通过轴向带动机构6可以带动打磨盘84转动，对板材进行打磨处理，减少驱动设备的加入，更加的节能环保，且通过自动打磨处理，节省的人工的加入，降低成本；
其中在放置板1的两端均设置光电开关，当安装架5移动至放置板1一端设置可以控制驱动电机11自动停止，且驱动电机11通过蓄电池供电，电池设置在安装架5上，且驱动电机11的输出轴可以正反向转动。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (6)
1.一种U型不等边钛合金型材生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：准备钛合金板条坯料；
S2：将钛合金板条坯料用箱式电阻炉加热至950℃后，转入自动送料跑道，用Φ365纵列式6连轧机组连续通过K12、K11、K10、K9、K8、K7孔型，空冷至室温，用砂轮打磨机对经轧制后的半成品坯料表面进行修磨，清理缺陷及裂纹，然后重新加热至930℃，保温40分钟，再用Φ365纵列式6连轧机组连续通过K6、K5、K4、K3、K2、K1孔型，轧制出半成品；
S3：利用热轧后材料余温，通过自动跑道输送至在线辊式张力矫直机，进行张力矫直；
S4：材料冷却后，用带锯床进行长度定尺下料；
S5：消应力退火矫直，将下料后型材装入台车式电阻退火炉，温度700 ~800°C消应力退火，保温30分钟，出炉后送入11辊矫直机进行热矫直；
S6：用通过式喷砂机喷砂清理表层氧化皮:
S7：酸洗钝化表面，将喷砂后型材放入酸槽中酸洗钝化，表明酸洗至银灰色即可；
S8：用水寖式超声波探伤机进行探伤，标准为A级，介质为水，探伤合格为成品，不合格为废品；
所述S2中砂轮打磨机包括放置板，所述放置板的一端设置有夹锁机构，所述放置板的另一端设置有定位板，所述放置板的一侧设置有滑轨，所述滑轨上滑动连接有安装架，所述安装架的一侧通过固定架安装有滚轮，所述滚轮的一侧安装有驱动电机，所述安装架上安装有可调节打磨机构；
所述安装架的一侧设置有轴向带动机构，所述轴向带动机构包括带动轴和从动轴，所述带动轴转动连接于所述固定架上，所述带动轴的表面固定连接有齿轮，所述滑轨的一侧固定连接有齿板，所述齿轮与所述齿板啮合；
所述带动轴的表面且位于齿轮的一侧固定连接有第一传动轮，所述从动轴贯穿转动连接于所述安装架上，所述从动轴的表面固定连接有第二传动轮，所述第二传动轮通过传动带与第一传动轮传动连接；
所述安装架上转动连接有旋转机构，所述旋转机构包括旋转轴，所述旋转轴上贯穿开设有矩形孔，所述旋转轴的表面固定连接有从动锥齿轮，所述从动轴位于安装架内部的一端固定连接有主动锥齿轮，所述主动锥齿轮与所述从动锥齿轮啮合。
2.根据权利要求1所述的U型不等边钛合金型材生产方法，其特征在于，所述S7中酸液比例为硝酸15%、氢氟酸5%，其余为水。
3.根据权利要求1所述的U型不等边钛合金型材生产方法，其特征在于，所述可调节打磨机构包括连接架，所述连接架上固定安装有第二伸缩缸，所述第二伸缩缸的输出端转动连接有矩形轴，所述矩形轴通过矩形孔贯穿旋转轴，所述矩形轴的底端连接有打磨盘。
4.根据权利要求1所述的U型不等边钛合金型材生产方法，其特征在于，所述夹锁机构包括第一伸缩缸，所述第一伸缩缸安装于所述放置板的一端，所述第一伸缩缸的输出轴连接有L形锁板。
5.根据权利要求1所述的U型不等边钛合金型材生产方法，其特征在于，所述安装架的一端转动连接有支撑板，所述支撑板的底部安装有支撑轮，所述安装架的一端设置有定位机构。
6.根据权利要求5所述的U型不等边钛合金型材生产方法，其特征在于，所述定位机构包括支撑轴，所述支撑板的一端套设于所述支撑轴的表面，所述支撑轴的一端固定连接有固定板，所述固定板的一侧固定连接有螺帽，所述螺帽的内部螺纹连接有定位销，所述支撑板的上侧开设有定位孔。
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2022
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