本实用新型专利技术公开了一种钛合金丝材热拉拔装置。本实用新型专利技术包括箱式加热炉、辊模机构和收料机。辊模机构位于箱式加热炉和收料机之间。箱式加热炉的穿丝孔与辊模机构的穿丝孔同心，并且箱式加热炉的穿丝孔与辊模机构的穿丝孔中心的高度与收料机丝材切合处位于同一水平面。并且辊模机构所使用的变形轮与整形轮圆周表面孔型槽的尺寸与丝材加工前直径对应。本实用新型专利技术具有单道次变形量大、效率高、明显细化晶粒、无需润滑剂，并且出现断丝的几率远远小于丝模拉拔。实验证明，在钛合金丝材拉拔中，火次变形量达到60％也未引起丝材开裂。同时，本实用新型专利技术无需碱爆酸洗池，现场环境良好，且材料消耗量小。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于金属压力加工领域，涉及一种钛合金丝材热拉拔装置，具体为一种对抗拉强度在IOOOMPa以上钛合金丝材进行热拉拔的装置。
技术介绍
目前，抗拉强度在IOOOMPa以上的钛合金丝材主要加工方法为丝模热拉拔加工， 其加工过程为丝材经箱式加热炉加热到一定温度后，再穿过具有固定孔型的丝模进行拉拔，实现对钛合金丝材的减径加工。在拉拔机构前加装箱式加热炉，是因为抗拉强度IOOOMPa以上的钛合金，在室温下断面收缩率一般不超过40%，对其进行冷拉拔加工，累计变形量达到25%时就得进行退火处理，否则会引起丝材开裂，生产效率低下，成本较高，不适合工业化生产。丝材加热后再拉拔，就克服上述缺陷，拉拔火次变形量达到60%也不会引起丝材开裂。用于丝模热拉拔加工的装置具有结构简单，投资小，对工人操作水平依赖较低的特点。但该装置在热拉情况下，因钛材粘性较大，单道次拉拔变形量较小，晶粒破碎不充分， 无法有效改善其组织，且需石墨乳做润滑剂，另外还需配置碱爆酸洗池去除丝材表面污染物，废液污染严重，工作环境恶劣，材料损耗严重，且断丝率较高。现有一种加工纯钛丝的辊模机构，其原理为丝材穿过由两个变形轮组成的变形机构进行压扁加工，再穿过由两个整形轮组成的整形机构进行归圆加工，完成对丝材的减径加工，两个变形轮组成的变形机构与两个整形轮组成的整形机构呈90度前后分布安装。 丝材穿过辊模机构时属滚动摩擦，摩擦力较小，可以进行单道次大变形加工，且不需润滑剂。如果将热拉生产线中的丝模机构置换成辊模机构，可以成功解决现有加工技术的单道次变形量过小，晶粒破碎不充分的技术性难题，同时在拉拔过程中无需润滑剂，工作现场环境良好，断丝率极低。目前尚无看到有关将辊模机构用于钛合金丝材热拉拔的报道。
技术实现思路
为克服现有技术中存在的需配置碱爆酸洗池去除丝材表面污染物，废液污染严重，工作环境恶劣，材料损耗严重，且断丝率较高的不足，本专利技术提出了一种钛合金丝材热拉拔装置。本专利技术包括箱式加热炉、辊模机构和收料机。辊模机构位于箱式加热炉和收料机之间。辊模机构位于箱式加热炉和收料机之间；箱式加热炉的穿丝孔与辊模机构的穿丝孔同心，并且箱式加热炉的穿丝孔与辊模机构的穿丝孔中心的高度与收料机丝材切合处位于同一水平面。变形轮圆周表面孔型槽圆弧半径、孔型槽高度、孔型槽宽度分别为R1, H1, B1 ；整形轮圆周表面孔型槽圆弧半径、孔型槽高度、孔型槽宽度分别为&，h2，B2。辊模机构所使用的变形轮与整形轮圆周表面孔型槽的尺寸，与丝材加工前直径的对应关系如下R1 = aX Φ17 H1 = bX Φ 丄，饵=-[Rl-Hx)2 . R2 = CX H2 = dx Φ ,,B2 = I^R22-[R2-H2)2 · 上式中，a为变形轮孔型槽圆弧半径R1的系数；b为变形轮孔型槽高度H1的系数； c为整形轮孔型槽圆弧半径&的系数；d为整形轮孔型槽高度H2的系数；其中，a = 0. 58、 b = 0.43、c = 0. 50、d = 0.46。O1为丝材加工前直径为，Φ2为加工后丝材直径。加工完后的丝材直径Φ2的调节范围如下φ2 = eX (^1，其中 e 为系数，e = 0. 92 0. 94。本专利技术具有单道次变形量大、效率高、明显细化晶粒、无需润滑剂，并且出现断丝的几率远远小于丝模拉拔。实验证明，在钛合金丝材拉拔中，火次变形量达到60 %也未引起丝材开裂。同时，本专利技术无需碱爆酸洗池，现场环境良好，且材料消耗量小。附图说明图1为钛合金丝材热拉拔装置的结构示意图；图2为箱式加热炉示意图；图3为辊模机构结构示意图；图4为孔型槽示意图；图5两个变形轮构成的变形槽的示意图；图6为两个变形轮与两个整形轮的配合示意图；图7为收料机正视图；图8为收料机侧视图。其中1.箱式加热炉 2.辊模机构 3.收料机 7.热电偶 8.紧固螺栓 9.辊模支架 10.轴承套 14.整形轮 15.绕丝筒 16.减速机 17.电机 18 型槽的高度B.孔型槽的宽度具体实施方式本实施例是一种钛合金丝材热拉拔装置，所成形的丝材具有高抗拉、高屈服、低塑性的力学性能，属难变形类材料。本实施例包括箱式加热炉1、辊模机构2和收料机3。辊模机构2位于箱式加热炉 1和收料机3之间。箱式加热炉1的穿丝孔与辊模机构2穿丝孔同心，并且箱式加热炉穿丝孔与辊模机构穿丝孔中心的高度与收料机丝材切合处位于同一水平面。变形轮圆周表面孔型槽圆弧半径、孔型槽高度、孔型槽宽度分别为R1, H1, B1 ；整形轮圆周表面孔型槽圆弧半径、孔型槽高度、孔型槽宽度分别为&，h2，B2。辊模机构所使用的变形轮与整形轮圆周表面孔型槽的尺寸，与丝材加工前直径的对应关系如下R1 = ax H1 = b X φ ,,B1 =2^]R^ -(R1-H,)2 _R2 = cX H2 = dX Φ ,,B2 二 2φξ -(R2 -H2)2 .4.电阻丝 5.隔离管 6.耐火砖 11.孔型槽 12.弹簧13.变形轮 .丝材R.孔型槽圆弧的半径H.孔上式中，a为变形轮孔型槽圆弧半径R1的系数；b为变形轮孔型槽高度H1的系数； c为整形轮孔型槽圆弧半径&的系数；d为整形轮孔型槽高度H2的系数；其中，a = 0. 58、 b = 0.43、c = 0. 50、d = 0.46。O1为丝材加工前直径为，Φ2为加工后丝材直径。加工完后的丝材直径Φ2的调节范围如下φ2 = eX (^1，其中 e 为系数，e = 0. 92 0. 94。如图2所示。箱式加热炉1的体积为3000X 500X 500，用铁皮做外壳，然后填充耐火砖6，中心部分加装电阻丝4，工作功率为20kw，工作最高温度为950°C，穿一根横截面积为700mm2的圆形不锈钢的隔离管5，用来隔绝电阻丝4与所拉拔丝材，箱式加热炉1中部插一根热电偶7。如图3所示。辊模机构2为现有技术，包括两个变形轮13和两个整形轮14和辊模支架9。两个变形轮13处于同一平面，两个变形轮的圆周表面相对应，使两个变形轮13 的圆周表面的孔型槽11对应组成变形槽(如图5所示)。整形槽的形成同变形槽的形成， 即两个整形轮14处于同一平面，两个整形轮14的圆周表面相对应，使两个整形轮的圆周表面的孔型槽对应组成整形槽。两个变形轮13和两个整形轮14均安装在辊模支架9上，并且两个变形轮13的轴线与两个整形轮14的轴线相互垂直，即两个变形轮的端面水平安装在辊模支架9上，并位于箱式加热炉1 一端；两个整形轮的端面垂直安装在辊模支架9上， 并位于收料机3 —端。两个变形轮13所形成的变形槽的中心线与两个整形轮14所形成的整形槽的中心线重合，保证丝材18在拉拔中无扭曲。对称的两半辊模壳体通过紧固螺栓8固紧连接，组合成辊模支架9。8个轴承套10 分别套装在两个变形轮13和两个整形轮14的轴承上，并固定在辊模支架9中部。通过弹簧12调整两个变形轮13之间的间距本实施例中，拉拔O1 = 8. Omm的丝材到Φ2 = 7. 5mm，所用的变形轮的R1 = 4. 64mm, H1 = 3. 44mm, B1 = 4. 48mm，所用的整形轮 R2 = 4. 0mm, H2 = 3. 68mm, B2 = 3. 98mm。如图7、图8所示，收料本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种钛合金丝材热拉拔装置，其特征在于，所述的拉拔装置包括箱式加热炉（１）、辊模机构（２）和收料机（３）；辊模机构（２）位于箱式加热炉（１）和收料机（３）之间；箱式加热炉（１）的穿丝孔与辊模机构（２）的穿丝孔同心，并且箱式加热炉穿丝孔与辊模机构穿丝孔中心的高度与收料机丝材切合处位于同一水平面；辊模机构（２）中，变形轮与整形轮圆周表面孔型槽的尺寸与丝材加工前直径Φ１的对应关系如下：Ｒ１＝ａ×φ１，Ｈ１＝ｂ×φ１，Ｒ２＝ｃ×φ１，Ｈ２＝ｄ×φ１，上式中，Ｒ１为变形轮圆周表面孔型槽圆弧半径，Ｈ１为变形轮圆周表面孔型槽高度，Ｂ１为变形轮圆周表面孔型槽宽度；Ｒ２为整形轮圆周表面孔型槽圆弧半径，Ｈ２为整形轮圆周表面孔型槽高度，Ｂ２为整形轮圆周表面孔型槽宽度；ａ为变形轮孔型槽圆弧半径Ｒ１的系数；ｂ为变形轮孔型槽高度Ｈ１的系数；ｃ为整形轮孔型槽圆弧半径Ｒ２的系数；ｄ为整形轮孔型槽高度Ｈ２的系数；其中，ａ＝０．５８、ｂ＝０．４３、ｃ＝０．５０、ｄ＝０．４６。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王瑞，黄崇高，吕尚宁，李建康，吴占军，
申请(专利权)人：西安航天博诚新材料有限公司，
类型：实用新型
国别省市：87
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。