[发明专利]粗线径钛合金丝材生产工艺

说明书

本发明涉及粗线径钛合金丝材生产工艺，属于金属材料成型及加工技术领域，该工艺包括丝坯制备、丝坯预处理和拉丝，丝坯预处理时，对丝坯酸洗糙化再以喷粉方式包覆复配的润滑粉剂，润滑粉剂附着性好不易脱落，在拉丝过程中充分润滑，并在拉丝前进行矫直，减小拉丝各向异性，减少拉裂纹产生；该工艺中，丝坯保持在较高塑性下进行拉丝，降低拉丝回弹力，同时提供用于拉丝生产的自锁装置，通过光电传感器监控断丝情况，断丝发生时，及时夹住丝材，防止高温的丝材回弹烫伤工人以及损伤设备，降低安全风险；此外通过本发明生产的丝材圆度在0.009‑0.023mm，无需再进行扒皮处理，成材率高。

技术领域

本发明属于金属材料成型及加工技术领域，具体地，涉及粗线径钛合金丝材生产工艺。

背景技术

钛合金因其优秀的力学性能、耐腐蚀性而逐渐取代不锈钢在电子、汽车、航空航天及医疗行业的地位，作为常规金属产品的圆线的生产工艺自然成为开发重点之一。对于粗线径钛合金丝材生产目前主要的工艺有轧制和拉丝两种。

对于轧制工艺：轧制的粗线径钛合金丝材公差跨度大，圆廓度也较差，为了达到使用需求，通常需要进行扒皮处理，而扒皮量通常达到1mm左右，成材率降低15％～20％，其加工屑料价格昂贵但难以回收，大大增加生产成本。

对于拉丝工艺：钛合金强度高，高于φ10的钛合金丝材在拉丝时，收线回弹力大，易出现拉裂纹，脱模和断丝时，丝材易弹出烫伤工人，同时损坏机器。

发明内容

为了克服背景技术中提到的技术问题，本发明的目的在于提供粗线径钛合金丝材生产工艺。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

粗线径钛合金丝材生产工艺，包括如下工序：

工序S1：丝坯制备：取钛合金盘材加热至950-1000℃，采用四辊线材连轧机轧制成线径为φ10-φ14的钛合金线材，制得钛合金丝坯；

工序S2：丝坯预处理：

退火：将丝坯放入加热炉中，升温至750-780℃保温50min-70min，随后出炉空冷至不超过120℃，完成退火处理；对轧制的丝坯进行退火，减轻组织应力，防止在拉丝过程中因应力集中导致断丝，空冷至不超过120℃，该温度下进行强制降温对钛合金组织没有明显影响，利用余热有助于后续氧化皮清理；

酸洗：将退火后的丝坯浸入酸液中进行刷洗，之后用清水冲洗，最后热风干燥；通过在酸液中刷洗，去除表面质地较松的氧化皮，其硬度较高，将其刷除，防止在拉丝时，作为杂质影响拉丝精度，并且损伤拉拔模具，同时酸洗后，对丝坯表面均匀糙化，有利于后续喷粉挂粉；

矫直：将酸洗后的丝坯传送至平立矫直机中进行矫直处理；便于进料及穿炉；

喷粉：采用喷粉机向矫直后的丝坯表面喷覆润滑粉剂，得到预处理丝坯；

工序S3：制丝：

热处理：将预处理丝坯导入加热炉中在惰性气体保护下加热并保温；

多道次拉丝：将热处理后的丝坯的一端穿过拉拔模并通过牵引机拉拔，后续重复热处理和拉拔，直至达到设计线径，收盘机对丝材盘卷，每盘脱模前停机，自锁装置夹持丝材，从丝材末端切断；

成品退火：将收盘的丝材放入加热炉中，升温至680-720℃，保温1-2h，之后空冷至室温，制成钛合金丝材。

进一步地，工序S1中，盘材轧制的总变形量控制为65％-82％，轧制得到的钛合金线材的圆度不超过1.2mm。

进一步地，工序S2中，酸液为体积分数为5-7％的稀硫酸溶液，丝坯浸入酸液中的时间为15-25min。