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管材的溫軋
國際上研制生產(chǎn)無縫管的技術(shù)是溫軋加冷軋技術(shù),生產(chǎn)精密薄壁管材時常采用此技術(shù),此技術(shù)特別適合于塑性低、中強(qiáng)和高強(qiáng)鈦合金管材的生產(chǎn)。
溫軋工藝的幾個主要因素:
(1) 加熱。實(shí)踐證明,采用感應(yīng)加熱器加熱是合適的。前蘇聯(lián)采用感應(yīng)加熱器加熱管坯。在管坯臨進(jìn)入變形區(qū)前,用以工頻電流工作的感應(yīng)器加熱到需要的溫度。在XIIT-75軋機(jī)上軋制管材用的感應(yīng)加熱器(見圖3-29)內(nèi)要安裝一個整體與感應(yīng)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(dá)80%;TC1、TC2合金道次加工率為45%~55%.
(3)工藝潤滑。軋制前管坯內(nèi)外表面均勻涂一層膠體石墨乳,經(jīng)烘干或晾干后軋制。
前蘇聯(lián)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(lián)在研制生產(chǎn)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(chǎn)出冷軋管材。而采用預(yù)溫坯料的方法,可提高合金的塑性、降低合金的強(qiáng)化程度。在XIIT軋機(jī)上溫軋和冷軋OT4合金管材時,力學(xué)性能沿工作圓錐體長度變化的合金塑性8和合金的強(qiáng)化程度σ,與變形率ε的關(guān)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(qiáng)化程度顯著小于冷軋金屬的強(qiáng)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(chǎn)OT4、0T4-1合金管材創(chuàng)造了條件,研制生產(chǎn)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(yīng)加熱器加熱,在管坯臨進(jìn)入變形區(qū)前,用以工頻電流工作的感應(yīng)器加熱到需要的溫度。感應(yīng)器(見圖3-29)內(nèi)要安裝一個整體的與感應(yīng)圈絕緣的厚壁套管。當(dāng)軋制以工頻感應(yīng)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(nèi)極限強(qiáng)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(qiáng)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(dāng)提高溫度時,鈦及鈦合金強(qiáng)烈氧化,工具會發(fā)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(zhì)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(zhì)量的對比表明,在高于300℃溫度軋制的管材,其表面質(zhì)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(yōu)質(zhì)管材。這時,可以得到45%~55%的加工率。從此,前蘇聯(lián)創(chuàng)立了溫軋方法。