[发明专利]钛或钛合金丝短流程连铸连挤设备及丝材制备方法

说明书

本发明提供一种钛或钛合金丝短流程连铸连挤设备，包括混送料装置、熔化铸锭装置、拉料装置、连续制棒装置、连续拉丝装置以及收丝装置；不同种类的原料经过送混料后进入熔化铸锭装置中的冷床上，经过等离子枪的加热熔炼形成金属液体，金属液体溢流至结晶器内进行铸锭成型，成型的铸锭通过拉料装置拉出后进入连续制棒装置，通过连续制棒装置得到拉丝所需的组织形态，再进入连续拉丝装置进行拉丝得到成型丝材，将成型丝材通过收丝装置收丝成盘。本发明还提供一种钛和钛合金丝短流程制备方法。本发明的钛或钛合金丝短流程设备通过连续化设计缩短加工工序，且通过连铸连挤的特定结构设计，得到具有成分更均匀、组织形态更佳的钛合金丝材。

技术领域

本发明涉及钛及钛合金材料加工技术领域，具体而言涉及一种钛或钛合金丝短流程连铸连挤设备及丝材制备方法。

背景技术

钛合金是一种新型材料，具有强度高，抗蚀性好，热强度高，低温性能好，密度低，导热性好等优点，被广泛应用在航天航空，医疗，海洋等行业中。传统的钛合金丝材加工，以海绵钛作为原材料，要经过压电极，熔炼，开坯锻造，锻造，加热，轧制，酸洗，热处理，拉丝等十多种工艺，该工艺存在以下问题：1、加工工序多，质量把控困难，且加工周期长；2、每种规格的丝材都需要投入一款模具，工模具投入成本高，且模具寿命短；3、现有技术总设备投资高。

为了降低钛合金的成本，相关研究人员提出了钛和钛合金短流程制备，公布号为CN108546831A的中国专利提出了一种钛和钛合金短流程制备装置与方法，具体包括送料机构、熔炼室、结晶机构、辊轮输送机构、切断机构、自动翻转器、自动推送机构以及水平运输轨道，送料机构将原料连续输送至熔炼室内的水冷铜炉床上，通过等离子枪进行熔炼形成金属液体，金属液体溢出至结晶机构进行管材或者棒材的成型，然后通过辊轮输送机构输送经由切断机构切成设定值长度，定长的管材或者棒材落入到自动翻转器翻转后，经由自动推送机构将其推出至水平运输轨道上进行输出。其通过原料连续化设计、缩短制备工艺流程，实现海绵钛到棒材或管材的不同规格的快速成型，制备工艺连续化。但该短流程制备无法进行连续的丝材生产，且其得到的棒材为铸态组织，性能差，无法直接进行丝材的生产。

发明内容

本发明目的在于提供一种钛或钛合金丝材短流程连铸连挤设备，通过连续化设计缩短加工工序，且通过连铸连挤的特定结构设计，得到具有成分更均匀、组织形态更佳的钛合金丝材。

为实现上述目的，本发明提出的钛或钛合金短流程连铸连挤设备包括混送料装置、熔化铸锭装置、拉料装置、连续制棒装置、连续拉丝装置以及收丝装置，不同种类的原料经过送混料后进入熔化铸锭装置中的冷床上，经过等离子枪的加热熔炼形成金属液体，金属液体溢出至结晶器内进行铸锭成型，成型的铸锭通过拉料装置拉出后进入连续制棒装置，通过连铸制棒装置得到拉丝所需的组织形态，再进入连续拉丝装置进行拉丝得到成型丝材，将成型丝材通过收丝装置收丝成盘。

其中，所述结晶器内为L形空心管道结构，结晶器的进料口设有第一感应线圈，通过第一感应线圈保持金属液体的熔融状态，结晶器的出料口设有第一冷却结构，通过第一冷却机构控制出料温度。

所述连续制棒装置包括加热机构和制棒机构，所述加热机构的一端设于拉料装置的出料口处，加热机构的另一端与制棒机构连接，铸锭经过加热机构加热后进入制棒机构。

所述制棒机构具有多组制棒辊轮，所述制棒辊轮轮匀布在基座内，制棒辊轮之间形成供铸锭轧制成棒料的空间，基座轴线与铸锭轴线同轴，制棒辊轮中心的固定轴与基座的中心轴位于不同平面上，且复合角度为30-40°；每个制棒辊轮具有圆柱面和圆锥面，构成制棒辊轮的轧制面，所述圆锥面的锥度为30-40°，所述圆柱面构成制棒辊轮的矫正面；铸锭通过制棒辊轮的轧制成棒材并进入连续拉丝装置。