[发明专利]一种冷却速率可控的钛合金丝材在线退火方法及装置

说明书

本发明公开了一种冷却速率可控的钛合金丝材在线退火方法及装置，其适用于直径Φ≤4mm的钛合金丝材，包括：管式炉，其加热区由前到后依次包括退火区、缓冲区和补偿区，各区均为独立的腔室，在沿轴向方向上，各区通过贯通孔相连通，所述贯通孔用于丝材轴向依次贯通穿过；各区内均设置有电阻丝，用于加热对应的各区，且使所述退火区的温度设定为细丝材的退火温度值；所述缓冲区的温度为比退火温度值低200‑300℃；所述补偿区的温度为200‑300℃。降低丝材在线退火后的冷却速率，从而提高小规格丝材的塑性，改善其使用性能。

【技术领域】

本发明属于技术领域，尤其是涉及一种冷却速率可控的钛合金丝材在线退火方法及装置。

【背景技术】

钛合金具有高的比强度，良好的抗氧化性、耐蚀性及生物相容性，其丝材产品已广泛应用于航空航天、兵器、舰船及生物植入物领域，成为重要的稀有金属材料。经过几十年的摸索改进与发展，已形成一套流程可靠、稳定的钛及钛合金丝材生产工艺，目前，主要存在两种典型的钛及钛合金丝材退火方法：一种是进行直接进行退火，即将盘卷丝材或将直条丝材捆扎后，直接放入地坑炉或真空炉中进行退火，该方法操作简单，易于实现，但丝材受热不均，且受炉体体积限制，无法进行一次性大批量退火，因而，一定程度上，效率亦不高；另一种是采用在线退火，该方法是通过一定转速的辊轮组带动丝材进入温度一定的管式炉完成退火，解决了直接退火时受热不均的问题，且可实现一次性大批量退火，但生产中发现，对于小规格丝材，通常直径为Φ≤4mm，室温塑性低，达不到使用性能要求。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种冷却速率可控的钛合金丝材在线退火方法及装置，降低丝材在线退火后的冷却速率，从而提高小规格丝材的塑性，改善其使用性能。

本发明采用以下技术方案：一种冷却速率可控的钛合金丝材在线退火装置，其特征在于，其适用于直径Φ≤4mm的钛合金丝材，包括：

管式炉，其加热区由前到后依次包括退火区、缓冲区和补偿区，各区均为独立的腔室，在沿轴向方向上，各区通过贯通孔相连通，所述贯通孔用于丝材轴向依次贯通穿过；

各区内均设置有电阻丝，用于加热对应的各区，且使所述退火区的温度设定为细丝材的退火温度值；所述缓冲区的温度为比退火温度值低200-300℃；所述补偿区的温度为200-300℃。

进一步地，该退火区、缓冲区和补偿区的长度比值为：4:1:1。

进一步地，各区之间均竖直设置有隔热网，并通过所述隔热网形成独立的腔室。

进一步地，在所述管式炉的前方同轴设置有电动机，在所述电动机上设置有辊轮，所述辊轮用于带动丝材前行。

进一步地，该管式炉的后方设置有过线槽，过线槽的后方依次设置有下断机和收线槽。

本发明还公开了一种冷却速率可控的钛合金丝材在线退火方法，使用上述的一种冷却速率可控的钛合金丝材在线退火装置，该方法如下：

上述退火区的温度设定为细丝材的退火温度值；缓冲区的温度值比退火温度值低200-300℃；补偿区的温度为200-300℃；

拉拔后的丝材穿过辊轮，在电动机的带动下，辊轮转动，带动丝材前行，依次穿过退火区、缓冲区和补偿区；在退火区，丝材完成退火；在缓冲区，丝材冷却降温；在补偿区，保持丝材的温度为200-300℃；

丝材由补偿区后端穿出，此时，丝材的温度为200-300℃；穿出后，其依次进入所述过线槽、下断机和收线槽。

本发明的有益效果是：降低丝材退火后的冷却速率，避免在室温组织中形成马氏体及其他亚稳相，有效提高丝材塑性。

【附图说明】

图1为一种冷却速率可控的钛合金丝材在线退火装置的结构示意图；