钛合金棒材轧制的孔型设计与应用

由于钛及钛合金变形抗 力较高 ，轧 制棒材 、线 材时 的道次 平 均 延伸 系数 都 不 大 ＿ 。根 据 以往 的生 ２ Ｊ
产 经验 ，纯 钛 的延 伸 系数一 般取 为 ＝１ ２ ８ ． ４ ，则轧
制道 次为 ：
ｎ ＝ ｌ３ ． ２ ｇ ． ４８ ＝ １ ． ８ ｇ ４ ５ ／ｌ １ ２ ５ ９
—
３１ ．４×（ ） ÷
无 明显棱 角 ，不 易 产 生 局 部 应 力 ，从 而 消 除 了 因 断 面温 度分 布不 均 而 引 起 的 轧 制裂 纹 因素 ；孔 型形 状 有利 于去 除氧 化皮 ，改 善轧件 表 面质量 。
本研究 设计 了钛 及 钛 合 金棒 材 轧 制 椭 圆 一圆孔 型 系统 ，并对 比了采 用 椭 圆 一圆孔 型 系 统 与使 用 椭
产生 了角 部 裂纹 ，后 续 加 工会 产生 缺 陷 ，直接 影 响
圆棒 ，其轧 制 总延伸 系数 为 ：
３１ ． ４×（ ）
∑ — — ３・２ ４５
到轧 制钛 及钛 合金 棒材 的质量 和成 品率 。
在 钢材 轧 制 中广 泛应 用 椭 圆 一圆孔 型 系统 ，其 主要 优点 是 轧 制 前 后 轧 件 断 面形 状 变 化 平 滑 过 渡 ，
根据 钢 材轧 制 工 作 经验 ，一对 椭 圆 一圆孔 型 的 延 伸 系数应 在 １ ３ ． ０～１６ ． ９范 围 内 ，再 根 据孔 型设 计
原 则将 总延伸 系数 合理 地分 配给各 对孔 型 。 ２３ 各 个等 轴断面 尺 寸计算 ． 根 据延 伸 系数 和体 积 不 变 定 律 ，计 算 各个 等 轴
本设计 以 ７ｍ ｍ棒 坯轧 制成 西 ８ｍｍ棒 材为例 ，
介绍 椭 圆 一圆孔 型 系统 和设 计 。 ２ １ 轧制道 次确 定 ． 坯料规 格 为 ７ ｍ 锻 坯 ，成 品 尺 寸 为 西 ｌ ｍ ８ｍＴ ｌ
重 ，孔 型磨损 快 且 不 均 匀 。方 形 孔 型 不 能 去 除 氧化 皮 ，反 而会 使 其 折 叠 起来 ； 由于 是人 工 喂料 ，一 般 很难 达 到短 间隔连 续 ，就会造 成 轧件 中途 温 度 降低 ，
目前 ，国 内钛及钛合 金棒材轧 制普 遍采用 椭 圆 一
方孔 型 系统 ，优点 为道 次延 伸 系数 大 ，轧制 道 次少 ，
轧制 过程 中温 降 小 ，轧 件 在 孔 型 中稳 定 性 好 ¨ 。但 是 宝钛 股份有 限公 司 在 使 用 中 发 现 ，轧 制 过 程 中棒 材 易 出现裂 纹 和折 叠 等 缺 陷 ，棒 材 成 品 率 低 且后 续
拉丝 过 程 易 断 裂 。根 据 现 场 观 察 和 理 论 分 析 发 现 ， 椭 圆 一 孔 型系 统 轧 制棒 材 的过 程 中不 均 匀 变形 严 方
置 的 占用 ，节 约成本 。 （ ）根据 钛 材 变形 特 性 ，孔 型 圆角 要 比钢 材 大 ３
１２—１５倍 。 ． ．
系统轧制钛合金棒材 的对 比试验 。其结果表明 ，两种孔型系统轧制的棒材力学性 能基本一致 ，组织 均为两相 区加 工 组织 ，无原始 Ｊ Ｂ晶界 ，但椭圆 一圆孔型系统轧出的棒材晶粒较细小 ，等轴 晶较 多 ，外 表面质量好 ，可提高钛合金 棒 材的成品率 。轧后检查辊槽表面 ，发现椭圆 一圆孔 型系统的辊槽 无明显变化 ，可 减少换辊 、修辊 的次数 ，降低轧 辊
钛 工 业 进 展
Ｔｔｎｕ ｄ ｓｒ Ｐｏｒｓ ｉ ｉｍＩ ｕｔ ｒｇｅｓ ａ ｎ ｙ ２ ９卷
断 面 的尺 寸 。以 第 一 、二 道 次 为 例 ，假 定 第 一 对 孔 型 延伸 系数 为／∑ ． １ ｚ ＝１６ ，则第 二道 轧件轧 后尺 寸为
第二 道次 圆孔 型参 数 ： 由上 述计 算 已知 圆轧 件 高 ｈ ＝３ ｍ，宽 ｂ ７ｍ ＝ ３． ｍ，则 孔型 高度 ｈ ＝ ： ３ ｍ。 ７ １ｍ ｋ ｈ ＝ ７ｍ
＝ ７ｍ ３ ｍ。
２ ４ 中间断面 尺 寸确定 ．
由 ｚ乌萨托夫斯基公式 ，计算 中间椭圆轧件尺寸 。 ． 同样 以第 一 、二道 次为 例说 明计算 方法 。
消耗 。
关键词 ：钛合金棒材 ；椭 圆 一圆孔型系统 ；孔型设计
遵循 如下 原则 ：
ｌ 刖 置
（ ） ４道轧 制采 用大 变形量 ，迅 速压 缩轧件 断 １前 面 ，为后 续轧 制变形 减轻 压力 。 （ ）增强 孔 型 的共 用 性 ，通 过调 整 辊 缝 达 到 孔 ２ 型共 用 的 目的 ，尽 量 减 少 过 渡孔 型 和轧 辊 及 导 卫 装
第２ ９卷 第 ４期
２ ２芷 ０１
８月
Ｔ ｉ
Ａ２ ２４ Ｖｕ Ｎ２ ｏｓ ０ ｕ９ ｏ ｌｔ ． ｇ １ －
钛 合 金 棒 材 轧 制 的孑 型 设 计 与应 用 Ｌ
宋敏 奇 ，杨 万青 ，冯 奇
（ 宝钛集 团有 限公司 ，陕西 宝鸡 ７ １１） ２０ ４
摘
要 ：设计了钛合金棒材轧制用椭圆 一圆孔型 ，并在 ５ ０横 列式轧机 进行 了椭 圆 一圆孔型 系统和椭 圆 一方孔 型
圆 一方孔 型系 统 轧制 的 Ｔ ６钛 合 金棒 材 组 织 、力 学 Ｃ
性能 和表 面质 量 。
考 虑轧 机布 置形式 ，轧 制道 次应取 ＝１ 。 ６
２ ２ 延伸 系数分 配 ．
２ 孔 型 设 计
根据钛 及 钛 合 金 组织 和性 能特 点 ，孔 型设 计 应
收 稿 日期 ：２ １ ０２—０ 来自百度文库 ４— ６ 作 者 简 介 ：宋 敏 奇 （ ９７ ） １５ 一 ，男 ，高级 工 程 师 。
根据 公式 ，孔 型槽 口宽 Ｂ ＝ｈ ＋△ ，△为 １～ ４
ｍｍ，取 Ｂ ＝４ ． ｍ。 ｋ ０ ４ｍ 扩 张角 ０＝ ５ 。 ３ 。 辊 缝 ｓ ０ １ ０ ２ ｈ ＝５ ５～ ． ｍ，取 ｓ ＝（ ． ５～ ． ） ２ ． ７ ４ ｍ ＝
６ ｍｍ ｏ
Ｄ ＝７ ２ ４佩