工業生(sheng)產中,純(chun)鈦棒(bang)(bang)的(de)生(sheng)產方(fang)式(shi)主(zhu)要(yao)有鍛(duan)造、軋(ya)制、擠(ji)(ji)壓(ya)3種。鍛(duan)造生(sheng)產的(de)純(chun)鈦棒(bang)(bang)由(you)于(yu)鍛(duan)造火次多,最終制品(pin)表(biao)面扒皮(pi)量較(jiao)大(da),單(dan)邊基(ji)本在5mm以(yi)上(shang),但(dan)可以(yi)生(sheng)產對(dui)(dui)組織(zhi)(zhi)要(yao)求較(jiao)高的(de)制品(pin)。軋(ya)制方(fang)式(shi)生(sheng)產效(xiao)率高,扒皮(pi)量小,單(dan)邊扒皮(pi)2~3mm即可清除表(biao)面的(de)氧(yang)化(hua)層和軋(ya)制缺陷,但(dan)目前(qian)(qian)成熟的(de)軋(ya)制棒(bang)(bang)坯(pi)基(ji)本在Φ80mm以(yi)下,Φ80mm以(yi)上(shang)規格的(de)純(chun)鈦棒(bang)(bang)目前(qian)(qian)主(zhu)要(yao)還(huan)是以(yi)鍛(duan)造為(wei)(wei)主(zhu)。為(wei)(wei)了研究更為(wei)(wei)經濟的(de)生(sheng)產工藝,就鍛(duan)造和擠(ji)(ji)壓(ya)相結(jie)合的(de)方(fang)式(shi)生(sheng)產品(pin)質較(jiao)高的(de)純(chun)鈦棒(bang)(bang)進行(xing)探(tan)討,重點研究了鑄態坯(pi)料直接擠(ji)(ji)壓(ya)和鍛(duan)態坯(pi)料擠(ji)(ji)壓(ya)對(dui)(dui)純(chun)鈦棒(bang)(bang)材表(biao)面質量、顯微組織(zhi)(zhi)和力學性能的(de)影響。
實驗材料為(wei)(wei)1級海(hai)綿鈦(tai)(粒度為(wei)(wei)0.85~12.7mm)經(jing)兩(liang)次真空電弧熔煉(lian)制得的(de)(de)(de)純鈦(tai)鑄(zhu)錠,規格(ge)分(fen)(fen)別(bie)為(wei)(wei)Φ300mm×1600mm、Φ600mm×2400mm。Φ300mm×1600mm鑄(zhu)錠經(jing)過(guo)車(che)床扒皮和中分(fen)(fen)鋸切(qie),制備(bei)成2節規格(ge)為(wei)(wei)Φ292mm×800mm的(de)(de)(de)擠(ji)壓錠坯(pi)(pi);Φ600mm×2400mm鑄(zhu)錠經(jing)總變形(xing)量為(wei)(wei)80%左(zuo)右的(de)(de)(de)兩(liang)火次鍛造拔長(chang),制備(bei)成2節Φ292mm×800mm的(de)(de)(de)擠(ji)壓錠坯(pi)(pi)。
實驗采用(yong)35MN臥式擠(ji)(ji)壓機。擠(ji)(ji)壓前,用(yong)T2紫銅皮包(bao)覆坯料(liao)(liao)表面,以便在高溫(wen)(wen)(wen)擠(ji)(ji)壓時(shi)起到潤滑作用(yong),防止擠(ji)(ji)壓坯料(liao)(liao)粘(zhan)接模(mo)(mo)具(ju)。采用(yong)石墨、二(er)硫化鉬、氣缸油質(zhi)量比為(wei)1∶2∶5的(de)(de)潤滑劑潤滑擠(ji)(ji)壓筒,采用(yong)二(er)硫化鉬、氣缸油、瀝青(qing)質(zhi)量比為(wei)1∶2∶4的(de)(de)潤滑劑潤滑擠(ji)(ji)壓模(mo)(mo)。模(mo)(mo)具(ju)為(wei)65°半(ban)錐(zhui)角的(de)(de)錐(zhui)形凹模(mo)(mo),定徑(jing)帶(dai)長度(du)為(wei)15mm,擠(ji)(ji)壓前純鈦(tai)錠(ding)坯采用(yong)電(dian)阻爐加熱(re),加熱(re)溫(wen)(wen)(wen)度(du)為(wei)800℃,保溫(wen)(wen)(wen)時(shi)間為(wei)3h,擠(ji)(ji)壓比為(wei)9.57,擠(ji)(ji)壓后的(de)(de)純鈦(tai)棒直徑(jing)為(wei)95mm。
制備鑄(zhu)態(tai)和鍛態(tai)錠坯的金相試樣,腐(fu)蝕劑為(wei)體積比(bi)為(wei)1∶3∶7的HF、HNO3、H2O混(hun)合溶(rong)液(ye),采用Leica MM-6金相顯微鏡觀(guan)(guan)察(cha)材(cai)料(liao)的顯微組織(zhi)。對擠壓后的棒材(cai)取樣分別(bie)進行(xing)金相組織(zhi)觀(guan)(guan)察(cha)和拉(la)伸性(xing)能測試。試驗結果表(biao)明:
(1)包覆銅皮擠壓純鈦棒時,采用鍛態坯料和鑄態坯料擠壓后棒材的表面質量有明顯差異,鍛造后的坯料可以擠壓得到表面光潔的純鈦棒,而鑄鈦坯料擠壓后棒材表面有大量的溝槽,表面質量很差。
(2)純鈦鑄態坯料因為有粗大的柱狀晶,導致滑移變形難以發生,在擠壓過程中主要以孿生變形為主,金屬流動性較差,擠壓后棒材組織中含有較多的孿晶。純鈦鍛造坯料為等軸組織,在擠壓過程中,滑移和孿生同時進行,流動性較好,擠壓后棒材組織為細小的等軸組織。
(3)通過較少火次鍛造和(he)擠壓相結(jie)合的方(fang)式(shi),可以生產出表(biao)面質量和(he)力學(xue)性能均符合要求的高品質純鈦棒材。
