[发明专利]热成型设备及钛或钛合金型材的制备方法

说明书

本发明涉及一种热成型设备及钛或钛合金型材的制备方法。该热成型设备包括：锻压装置，包括能够相对运动的上工作台和下工作台；模具，包括上模和下模，所述上模设于所述上工作台上，所述下模设于所述下工作台上且与所述上模相对设置，所述上模和所述下模能够相互配合形成型腔；炉体，所述上工作台、所述下工作台、所述上模和所述下模设于所述炉体内；及加热装置，设于所述炉体内，以用于对所述炉体加热。采用上述热成型设备可进行在线加热模压，进而可提高制得的钛或钛合金型材成型的组织均匀性，并改善钛或钛合金型材的表面外观质量，由此提高了成型型材的拉伸强度和屈服强度。

技术领域

本发明涉及钛或钛合金技术领域，特别是涉及一种热成型设备及钛或钛合金型材的制备方法。

背景技术

钛及钛合金材料具有低密度、轻质量、高比强度、低温性能和高温性能良好、抗蚀性能优异等诸多优点。随着钛及钛合金应用领域的不断拓展，钛及钛合金型材在各个领域均已得到应用，小到眼镜架、表链等领域，大到航空、航天、海洋、化工等诸多领域。

在传统技术中，制造U型、V型、Z型、L型、W型等钛或钛合金型材的主要分为三种工艺：机械加工、轧制成型、挤压成型。采用机械加工生产部分异型材和变断面钛合金型材，加工量巨大，金属利用率低下，资源浪费严重。轧制成型的产品尺寸受轧制设备限制，产品尺寸小、范围窄；同时热轧成型存在孔型设计复杂、生产周期长、轧机和轧辊消耗大、成本较高、轧制过程温度控制难度大等缺陷。挤压成型可生产形式各异、截面复杂的型材，具有生产灵活、加工效率高、组织性能好等优点；然而其缺点也较为明显，主要有以下几个方面：(1)钛或钛合金在挤压过程中受温度、挤压速度、润滑条件及模具结构的影响大，极易引起钛或钛合金材料与模具的粘结，从而导致型材表面出现沟槽等缺陷；(2)由于钛的导热性较差，热挤压时坯料表层与中心易产生较大温差，促使金属流动不均匀性加剧，表层易产生较大的附加拉应力，在制品表面易形成裂纹，严重时可能产生中心缩孔；(3)薄壁钛合金型材在挤压后容易出现截面畸变和扭曲等缺陷，后续校直困难；(4)挤压钛合金时热效应显著，不合适的挤压工艺对组织和性能的控制有不利影响。

因此，传统技术还有待发展和改进。

发明内容

基于此，有必要提供一种能够提高成型型材的组织均匀性和改善成型型材的表面外观质量、进而提高成型型材的拉伸强度和屈服强度的热成型设备及钛或钛合金型材的制备方法。

一种热成型设备，包括：

锻压装置，包括能够相对运动的上工作台和下工作台；

模具，包括上模和下模，所述上模设于所述上工作台上，所述下模设于所述下工作台上且与所述上模相对设置，所述上模和所述下模能够相互配合形成型腔；

炉体，所述上工作台、所述下工作台、所述上模和所述下模设于所述炉体内；及

加热装置，设于所述炉体内，以用于对所述炉体加热。

在其中一些实施例中，所述加热装置设于所述炉体的顶壁和底壁上，并与所述上工作台和所述下工作台相对设置。

在其中一些实施例中，所述炉体包括相对设置的第一炉门和第二炉门，所述第一炉门和所述第二炉门的内壁上均设有所述加热装置。

在其中一些实施例中，所述热成型设备还包括进料装置，所述进料装置设于所述炉体内，用于将待加工工件自所述第一炉门输送至所述下模的加工工位上。

在其中一些实施例中，所述热成型设备还包括出料装置，所述出料装置设于所述炉体外，且位于靠近所述第二炉门的位置，用于将待加工工件自所述下模的加工工位输送至所述炉体外。

在其中一些实施例中，在所述上模和所述下模相互配合的两个表壁中，一个表壁上设有限位凹槽，另一个表壁在相应位置设有与所述限位凹槽相配合的限位销。