鈦管材擠壓的主要工藝要求為:按照確定的工藝,或者對不同直徑的軋棒進(jìn)行機械加工,或者對坯料進(jìn)行擠壓穿孔,均可獲得空心管述。正向擠壓時,在擠壓筒內(nèi)錠坯長度減少到接近變形區(qū)壓縮錐高度時的金屬流動階段稱為紊流擠壓階段。這時擠壓力升高,金屬徑向流動增加,外層金屬沿著擠壓墊片從周邊向中心做回轉(zhuǎn)交錯的紊亂流動,并形成了擠壓縮尾。反向擠壓時,此階段的金屬流動與正向擠壓類似。在立式擠壓機上擠壓中等直徑和較小直徑管材的工藝過程,包括穿孔和隨后擠壓這兩道工序。在采用這種方法以前,是用預(yù)先鉆孔的坯料進(jìn)行擠壓的。鉆孔直徑取決于管子的內(nèi)徑。當(dāng)鉆穿通孔時,碎屑量達(dá)20%,鉆頭的消耗量也相當(dāng)高。最近幾年又進(jìn)行了一系列的工作,結(jié)果是鉆孔被穿孔取而代之。
在不同的工藝條件下擠壓各種制品,金屬流動是不同的。根據(jù)金屬流動的特性分析,擠壓金屬的流動模型基本上有4種:
(1)在反向擠壓和靜液擠壓時出現(xiàn)。錠坯與擠壓筒之間絕大部分沒有摩擦力,只有靠近模子附近處筒壁上才存在著摩擦力,金屬流動均勻,幾乎沿錠坯整個高度都沒有金屬周邊層剪切變形,彈性區(qū)的體積較大,塑性變形區(qū)只局限在??诟浇绤^(qū)很小。在整個擠壓的過程中,壓力、變形和溫度條件穩(wěn)定,所以不產(chǎn)生中心縮尾和環(huán)行縮尾。
(2)在潤滑擠壓時,錠坯與擠壓筒之間的摩擦力極小時出現(xiàn)。塑性變形區(qū)與死區(qū)比模型1大些,金屬的流動較均勻,不產(chǎn)生中心縮尾和環(huán)行縮尾。一般情況下,擠壓紫銅、黃銅、錫磷青銅、鋁、鎂合金、鋼等屬于流動模型2。
(3)錠坯內(nèi)外溫差較大,且受到擠壓筒和模子之間的較大摩擦力時出現(xiàn)。塑性變形區(qū)幾乎擴展到整個錠坯,但在基本擠壓階段尚未發(fā)生外部金屬向中心流動的情況,在擠壓后期出現(xiàn)較短的縮尾。一般情況下,擠壓a黃銅、白銅、鎳合金、鋁合金等屬于流動模型3。
(4)當(dāng)錠坯與擠壓筒之間的摩擦力很大,且錠坯內(nèi)外溫差又很大時出現(xiàn)。擠壓黃銅、鋁青銅、鈦合金等屬于流動模型。
前蘇聯(lián)的鈦合金管材包括12種鈦合金的2000多個工業(yè)品種規(guī)格。根據(jù)現(xiàn)行技術(shù)條件,鈦及鈦合金管材可分為熱擠壓管、熱軋管、冷變形管和焊接管4類。
鈦及鈦合金的無縫管材可采用幾種工藝流程來生產(chǎn)。熱軋管材一般是在二輥或三輥穿孔軋機上軋制生產(chǎn)。
薄壁無縫管材多按下列流程制造:
(1) 擠壓一軋制;
(2) 擠壓一軋制一拉伸;
(3) 穿孔一軋制。
研究表明,當(dāng)孔徑大于130mm時,最好用盲孔模對坯料進(jìn)行穿孔,保留25~30mm的堵頭。過薄的堵頭會使作用在擠壓針上的力急劇增加。當(dāng)對直徑大于130mm的環(huán)形件直通穿孔時,可形成一種料頭,其長度為穿孔直徑的1.2~1.3倍。這會顯著增加金屬消耗,并使工藝過程變得不經(jīng)濟。擠壓管材用穿孔坯料或軋棒,應(yīng)車去表面缺陷和吸氣層。直徑為80mm以上的管材一般在30-50MN的臥式水壓機上擠壓,而直徑較小的管材則在丨6MN臥式水壓機或6MN立式水壓機上擠壓。為了使兩相合金管材獲得高的塑性指標(biāo),應(yīng)在不高于iooot的溫度下進(jìn)行擠壓。950尤擠壓后在許多情況下都會使宏觀組織粗糙化,這是完全在a+P相區(qū)進(jìn)行變形而形成纖維狀組織的結(jié)果。