鈦棒軋制過程分析及軋機孔型設(shè)計

某廠鈦合金棒連軋生產(chǎn)機組為8機架三輥Y型乳機，鈦合金牌號為TC4，坯料為直徑25mm的鈦棒，經(jīng)8道次乳制成直徑為15mm的成品，原始孔型為平三角-圓-平三角-圓-平三角-圓-圓-圓孔型。但是在實際生產(chǎn)中，乳出的鈦合金成品棒材往往存在著貫穿產(chǎn)品全長的耳子、軋件大幅度扭轉(zhuǎn)以及成品棒材圓度差等諸多問題，最終導(dǎo)致產(chǎn)品尺寸精度不達標(biāo)。針對上述問題，提出設(shè)想：能否對平三角孔型加以改進，使改進后的平三角孔型能夠減弱乳件金屬的周向流動不均勻性造成的乳件扭轉(zhuǎn)，同時減小乳件金屬在圓孔型中向輥縫處的流動幅度。
1.基于改進型“平三角-圓”孔型系統(tǒng)，結(jié)合ANSYS/LS-DYNA非線性有限元軟件，生動形象的模擬出了鈦合金棒材在連軋機組中的變形過程。
2.同時梯形塊的存在也限制了軋件金屬的周向流動，迫使金屬軸向延伸，進而提高了道次延伸系數(shù)，增加了道次壓下量，在一定程度上解決了因壓下量過大帶來的諸多問題，還可以充分利用現(xiàn)有設(shè)備，增大坯料尺寸繼而增強了坯料的加工能力。
3.從最終的模擬結(jié)果可以直觀的看出改進型“平三角-圓”孔型系統(tǒng)能夠很好改善鈦合金棒材的圓度，進而提高了產(chǎn)品的尺寸精度。
4.改進型平三角孔型相當(dāng)于在傳統(tǒng)的平輥輥底處加裝了一圈梯形塊，這樣在軋制時，梯形塊壓入軋件中并且軋件被壓入的部位出現(xiàn)在下一道次圓孔型的輥縫處，減少了軋件金屬向輥縫處的流動幅度，從而減少了耳子的產(chǎn)生。
5.梯形塊壓入軋件中也起到了對軋件的定位作用，大大減弱了軋件在傳統(tǒng)平三角孔型中由于軋件金屬密度不均勻、軋件的彈性回復(fù)、軋機工作震動引起的軋件金屬周向流動的不均勻性，在很大程度上降低了在傳統(tǒng)“平三角-圓”孔型系統(tǒng)中常見的軋件扭轉(zhuǎn)問題的發(fā)生概率。

對于鈦合金棒材，傳統(tǒng)的方法是采用橫列式乳機往復(fù)乳制。為了改善鈦棒的機械性能和加工工藝性，采用熱連乳技術(shù)生產(chǎn)小規(guī)格鈦合金棒材是必要的。隨著應(yīng)用范圍的推廣、需求量的增大，對鈦合金產(chǎn)品的質(zhì)量要求也進一步增加，這就要求對鈦合金的生產(chǎn)加工工藝進一步優(yōu)化。