[发明专利]一种钛合金棒材矫直方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钛合金棒材矫直方法，特别是涉及一种小规格钛合金棒材的矫直方法。

背景技术

钛合金棒材的加工过程中，矫直是关键工序之一。由于钛合金室温下比强度高、弹性强，一般须采用热矫直。根据棒材直径的不同，矫直方法分为辊式矫直和电热张力矫直。Φ30mm以上的钛合金棒材采用多辊式结构；Φ13～Φ30mm的棒材采用两辊矫直；对于小规格Φ13mm以下的棒材，辊式矫直操作复杂，一般多采用电热张力矫直的方式。

电热张力矫直设备成本低，操作简单，普遍应用于生产实践中。随着机械加工技术的不断发展，精密数控纵切机床(卧式加工中心)被逐渐应用到钛行业进行器械、紧固件等的加工。纵切机床的应用对材料的外观质量包括棒材的直线度提出了更高的要求，一般要求材料直线度控制在0.5mm/m以内。而传统的电热张力矫直为卧式结构，此方法存在一个不可避免的缺点：由于所施加的张力与材料自身的重力不在同一方向，重力无法平衡，矫直时中间部位会向下坠，卸载后棒材会出现大的弧形弯曲，尤其直径越小长度越长的材料此问题越严重，影响棒材的直线度水平，无法满足高精度加工机床的要求。

发明内容

本发明的目的是针对以上问题，提供一种操作简单，可以避免材料矫直时出现弧形弯曲问题的矫直方法，能够制备出直线度≤0.5mm/m的钛合金小规格棒材。

本发明的构思是，依据电热张力矫直的原理，改变棒材矫直时的受力方向，采用立式电热张力矫直，使棒材所受张力与重力在同一方向上，避免材料自重对矫直产生的影响，以此达到良好的矫直效果。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种钛合金棒材的矫直方法，其特征在于该方法是立式电热张力矫直，立式电热张力矫直是将小规格钛合金棒材沿垂直方向上端用夹具夹紧，下端悬挂配重物施加张力，使张力与重力保持在同一方向上，棒材在其他方向不受力，通电加热，根据棒材直径大小调节电流，使棒材均匀受热，达到设定温度后，加热数秒，断电冷却至接近室温卸除配重物，将棒材置于平台上。

本发明与现有技术相比具有以下优点：本发明矫直方法解决了材料在传统电热张力矫直过程中由于自重出现弧形弯曲的问题，提高了材料的直线度，并且此矫直方法简便易操作。

附图说明

图是立式电热张力矫直示意图。

图中G为棒材重力，F为张力。

图中1是固定在支架上的夹具；2是被矫直材料；3是自由悬挂的大力钳；4是悬挂在大力钳下端的配重物，可根据材料及尺寸的不同来调整。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明。

实施例1

TC4钛合金Φ5mm棒材矫直方法：将Φ5mm的TC4合金棒材上端用夹具夹紧，下端用挂有配重物的大力钳夹紧，选择10kg的配重物，施加张力。开通电源，将电流调至1500A，当材料温度达到设定的850℃，加热3秒，断电冷却至室温，卸除配重物，经检测其直线度为0.3mm/m。

实施例2

TC26钛合金Φ13mm棒材矫直方法：将Φ13mm的TC26钛合金棒材上端用夹具夹紧，下端用挂有配重物的大力钳夹紧，选择50kg的配重物，施加张力。开通电源。将电流调至1800A，当材料温度达到设定的800℃，加热10秒，断电冷却至室温，卸除配重物，经检测其直线度为0.2mm/m。

实施例3

TA2钛合金截面积为130mm²弧形板矫直方法：将截面积为130mm²弧形板上端用夹具夹紧，下端用挂有配重物的大力钳夹紧，选择35kg的配重物，施加张力。开通电源，将电流调至1650A，当材料温度达到设定的700℃，加热8秒，断电冷却至室温，卸除配重物，经检测其直线度为0.35mm/m。

实施例4

TC20钛合金截面积为20mm²方棒矫直方法：将截面积为20mm²方棒的上端用夹具夹紧，下端用挂有配重物的大力钳夹紧，选择8kg的配重物，施加张力。开通电源，将电流调至1600A，当材料温度达到设定的780℃，加热4秒，断电冷却至室温，卸除配重物，经检测其直线度为0.25mm/m。

参见以上实施例，一种钛合金棒材矫直方法不仅运用于Φ5～Φ13mm钛合金棒材，还适用于截面面积为20～130mm²的异型材。