[发明专利]一种钛合金厚壁管的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钛合金厚壁管的制造方法，特别是涉及一种Ti-6Al-4V钛合金厚壁管的热拉伸制造方法，属于钛合金厚壁管的加工制作技术。

背景技术

Ti-6Al-4V钛合金由于具有强度高、耐腐蚀、生物相容性好等优异性能，被广泛用于航空、航海、医疗器械、生物植入物等领域。其用量约占钛材用量的50％。其中有相当数量需以管材供应。但由于该合金的变形抗力大，很难用通常的冷变形方法生产管材，外径小于15毫米的管材只能用钻孔的机械加工方法生产。其加工速度慢、精确度差、成材率低等特点，使这类管材价格非常昂贵。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术存在的上述问题，通过反复研究改进，给出了一种新的钛合金厚壁管的制造方法，这种钛合金厚壁管的制造方法采用新的热拉伸工艺生产Ti-6Al-4V钛合金厚壁管，克服了传统钻孔法的缺点，具有效率快、质量好、成材率高的特点。

本发明给出的技术方案是：这种钛合金厚壁管的制造方法，其特点包括有以下步骤：

(1)坯料准备：将穿孔后的管坯用机械或喷砂的方法除去表面氧化皮和表面缺陷；

(2)管坯加热：用管式电阻加热炉或中频加热炉加热到300-800℃；

(3)热拉伸：用硬质合金拉伸模，在双链式拉伸机上上边加热，边润滑边拉伸，使管坯直径减小，长度增大，经多道次拉伸，使管坯拉伸至所需尺寸，其中拉伸温度300-800℃，拉伸速度1-10米/分，道次加工率5-20％，润滑剂为石墨粉；

(4)热扒皮：将拉伸完毕的管坯预先加热到所需的温度，用磨有玉环形切削刀的硬质合金扒皮模，在双链式拉伸机上进行慢度拉拔，沿纵向削去管坯表面氧化皮和缺陷，其中拉拔温度300-800℃，拉拔速度1-10米/分，道次减径量0.1-0.4毫米；

(5)热矫直：将扒皮后的管坯两端固定在应力矫直机上，通以电流使其加热，边加热边拉伸，直至拉直为止，其中加热温度300-800℃，管材伸长率1-5％；

(6)无心磨：将矫直后的管材在无心磨床上磨去表面氧化膜，并使其外径达到公差要求；

(7)定尺下料：按客户要求的长度切断下料；

(8)抛光：按客户对粗糙度的要求对管材内外表面在抛光机上进行抛光，得到尺寸和内外质量都合格的产品。

在上述技术方案中所提及的设备均为市场上可以购置到的现有设备，例如，硬质合金扒皮模的生产厂家是株洲硬质合金集团有限公司(钻石牌，材质：合金YG8；型号：根据不同规格采用相应系列产品)；无心磨床的生产厂家是无锡机床股份有限公司(型号：MT1040A)；而管式电阻加热炉或中频加热炉、双链式拉伸机、应力矫直机等设备的生产厂家更多，依据工艺要求选择合适的设备则是本行业技术人员的应知应会。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：采用新的热拉伸工艺生产Ti-6Al-4V钛合金厚壁管，克服了传统钻孔法的缺点，具有效率快、质量好、成材率高的特点。

具体实施方式

首先将穿孔后的管坯用机械或喷砂的方法除去表面氧化皮和表面缺陷；再用管式电阻加热炉或中频加热炉加热到300-800℃；然后用硬质合金拉伸模，在双链式拉伸机上边加热，边润滑边拉伸，使管坯直径减小，长度增大。经多道次拉伸，使管坯拉伸至所需尺寸；再将拉伸完毕的管坯预先加热到所需的温度，用磨有玉环形切削刀的硬质合金扒皮模在双链式拉伸机上进行慢度拉拔，沿纵向削去管坯表面氧化皮和缺陷；再将扒皮后的管坯两端固定在应力矫直机上，通以电流使其加热，边加热边拉伸，直至拉直为止；将矫直后的管材在无心磨床上磨去表面氧化膜，并使其外径达到公差要求；按客户要求的长度切断下料；按客户对粗糙度的要求对管材内外表面在抛光机上进行抛光，最后得到尺寸和内外质量都合格的产品。

上述工艺流程中的主要工艺参数如下：

(1)管坯热拉伸：拉伸温度300-800℃，拉伸速度1-10米/分，道次加工率5-20％，润滑剂为石墨粉；

(2)热扒皮：拉拔温度300-800℃，拉拔速度1-10米/分，道次减径量0.1-0.4毫米；

(3)热矫直：加热温度300-800℃，管材伸长率1-5％。