[发明专利]*0.03mm特种钛微细丝加工工艺

说明书

技术领域：

本发明涉及一种金属的超细加工，尤其涉及到一种特种钛微细丝加工工艺。

背景技术：

钛是一种稀有金属，具有密度小、耐高温、耐低温、耐腐蚀、稳定性好等优良的特性，钛合金强度高，强度大，密度是钢铁的一半而强度和钢铁差不多，在-253℃～500℃这样宽的温度范围内都能保持高强度；这些优点正是太空金属所必备的，钛的合金是制作火箭发动机的壳体及人造卫星、宇宙飞船的好材料，钛有“太空金属”之称；钛也是一种纯性金属，物质和它接触的时候，不会产生化学反应，因为钛的耐腐蚀性、稳定性高，使它在和人长期接触以后也不影响其本质，所以不会造成人的过敏，它是唯一对人类植物神经和味觉没有任何影响的金属，它被人们称为“亲生物金属”；钛在医学上也有着独特的用途，在骨头损伤处，用钛片和钛螺丝钉固定好，几个月后，骨头就会长在钛片上和螺丝钉的螺纹里，新的肌肉就包在钛片上，这种“钛骨”就如真的骨头一样，甚至可以用钛制人造骨头来代替人骨治疗骨折；钛的化合物在各领域也有着广泛的用途，二氧比钛是一种宝贵的白色颜料，叫钛白，兼有铅白的掩盖性能和锌白的持久性能，具有高熔点的性质，常被用来制造耐火玻璃、釉料、珐琅、陶土、耐高温的实验器皿等，四氯化钛在湿空气中会冒出大量白烟，由于它具有这种特性，在军事上常用它作为人造烟雾剂，钛酸钡晶体被广泛应用于超声波仪器和水底探测器中，在用金色装饰工艺品和日用品中，由于它们的硬度低、容易刺破和磨损，不能耐久，当在这些物质的表面镀一层氮化钛时，外观几乎和黄金的镀层一模一样，却比黄金以及硬质合金更耐磨；可见钛在很多行业都有着举足轻重的地位，然而钛广泛使用的最大障碍是钛冶炼难度大，因为钛的熔点高达1668℃，冶炼钛就要在更高的温度下进行，而在高温下钛的化学性质又变得很活泼，因此冶炼要在惰性气体保护下进行，还要不使用含氧材料，这就对冶炼设备、工艺提出了很高的要求，目前冶炼的钛70％左右用在军工、医用、体育用品、眼镜、耳环、头饰、电镀挂具、焊丝等方面，尤其是超细钛丝在制造飞机、导弹、航天飞机、人造卫星，军事工业等领域有着非常重要的作用，如用于长江水处理设备中的直径0.12mm的细钛丝，南京航空航天大学智能与结构研究所用于机器人传感器上的的钛镍合金丝，神舟七号国产宇航服上用到的钛丝就是超细钛丝，然而随着我国航天事业的不断发展，对以下超细钛丝的要求也越来越急切，然而在现有技术中，超细钛加工存在的主要问题是：

(1)钛是一种吸气材料，在加工过程中有少量气体成分进入到晶格中后，会大大降低材料的加工性能，导致可塑性差、容易粘模具；

(2)直径在0.05mm以下的微细钛丝加工存在以下两个难题：一是如何解决清除丝材表面的氧化皮而又不能断线，二是如何满足用户要求的延伸率。

发明内容：

本发明解决了现有的技术中存在的钛超细加工困难、工艺复杂的

问题，提供了一种加工工艺简单，直径可达0.03mm的特种钛微细丝加工工艺。

本发明技术方案所采用的工艺流程如下：

首先将钛线进行第一次拉丝，初步制得钛丝，

再将钛丝第一次热处理，热处理后第二次拉丝，获得钛丝，然后进行第二次热处理，随后对获得的钛丝进行清除氧化皮，获得钛丝，最后把钛丝进行绕盘整理成品。

具体的操作步骤如下：

(一)拉丝

为了减小工作区拉丝时产生的阻力，本工艺设计了以下的拉丝方案：

在常规润滑剂中添加了二硫化钼、菜油等万分，提高了润滑剂的润滑性能和粘附力，使润滑剂经过工作压力后牢固的黏着在钛丝的表面，使钛丝顺利通过拉丝模，以期降低钛丝表面和拉丝模定径带部位的摩擦力，把常规拉丝模R角弧度增加1～5°，定径带的长度缩短0.5～1.5mm，出口角度增加1～2°，以减少工作区阻力，模架和拉丝轴两端固定，适当缩短模架和拉丝轴之间的距离以减少工作区长度，减小共振现象的产生，防止共振强度大时断线的发生；在钛丝表面浸泡润滑剂，把钛丝饶在拉丝轴上，置于模架上，然后对钛丝施加工作拉力和压力进行拉丝。

第二次拉线过程和第一次拉线过程中的步骤和方法完全一致。

(二)热处理

钛丝材在拉伸加工中，当晶粒细化和分子链拉长到一定程度时(一般情况下压缩变形量可达到75％左右)，就要进行热处理，钛细丝，要得到较好的延伸率，是很难实现的，一般热处理工艺方法是将细丝绕到金属线轴上后，用真空炉热处理，但这种方法很难达到所需延伸率等要求，本工艺采用单线热处理方法，单线热处理的优点是温度和线速度可调节，能取得最佳的延伸率。