管材的溫軋
國際上研制生產無縫管的技術是溫軋加冷軋技術,生產精密薄壁管材時常采用此技術,此技術特別適合于塑性低、中強和高強鈦合金管材的生產。
溫軋工藝的幾個主要因素:
(1) 加熱。實踐證明,采用感應加熱器加熱是合適的。前蘇聯采用感應加熱器加熱管坯。在管坯臨進入變形區前,用以工頻電流工作的感應器加熱到需要的溫度。在XIIT-75軋機上軋制管材用的感應加熱器(見圖3-29)內要安裝一個整體與感應圈絕緣的厚壁套管。
TC10的加熱溫度:開坯溫度為600~650℃,其他道次為300~400℃.TC1(OT4-1)、TC2(0T4)的加熱溫度為300~400℃.
(2)加工率。TC10鈦合金道次加工率為30%~40%,兩次退火間的總加工率可達80%;TC1、TC2合金道次加工率為45%~55%.
(3)工藝潤滑。軋制前管坯內外表面均勻涂一層膠體石墨乳,經烘干或晾干后軋制。
前蘇聯采用“(5%~7%)石墨+(35%~40%)鈉硝石+(8%~10%)熱石灰+水”成分的潤滑劑作為溫軋工藝的潤滑劑。
前蘇聯在研制生產OT4、0T4-1合金管材的過程中,由于這兩個合金的冷軋塑性較低,因此很難生產出冷軋管材。而采用預溫坯料的方法,可提高合金的塑性、降低合金的強化程度。在XIIT軋機上溫軋和冷軋OT4合金管材時,力學性能沿工作圓錐體長度變化的合金塑性8和合金的強化程度σ,與變形率ε的關系曲線如圖3-30所示。
圖3-30中的曲線表明,在相同變形率50%的情況下,溫軋金屬的強化程度顯著小于冷軋金屬的強化程度。而溫軋金屬的塑性顯著大于冷軋金屬的塑性。為生產OT4、0T4-1合金管材創造了條件,研制生產出合格的合金管材。為此,將OT4、0T4-1合金管材的加工改為溫軋。
溫軋管坯采用感應加熱器加熱,在管坯臨進入變形區前,用以工頻電流工作的感應器加熱到需要的溫度。感應器(見圖3-29)內要安裝一個整體的與感應圈絕緣的厚壁套管。當軋制以工頻感應方式加熱管材時,套管和閥桿被加熱到600~700℃溫度。因此,管材軋制時可加熱到300~400℃.
OT4、OT4-1合金管坯的最佳軋前加熱溫度范圍是300~400℃.在此溫度范圍內極限強度下降400~500 MPa,而伸長率由10%提高到15%.
在溫度高于400℃時,材料強度極限下降不多,而伸長率和斷面收縮率卻有下降,使變形條件惡化。此外,當提高溫度時,鈦及鈦合金強烈氧化,工具會發生過熱和回火,管子表面難于保持潤滑劑,耗電量也大。所以,溫度范圍的上限以400℃為界。
選擇坯料加熱溫度下限的決定因素是軋制管材質量的高低。在加熱溫度低于和高于300℃軋制的兩種管材表面質量的對比表明,在高于300℃溫度軋制的管材,其表面質量顯著高于在較低溫度下軋制的管材。所以,溫度范圍的下限溫度為300℃.
在總壓下量為25~30mm的溫軋時,可獲得優質管材。這時,可以得到45%~55%的加工率。從此,前蘇聯創立了溫軋方法。
