管材的温轧
国际上研制生产无缝管的技术是温轧加冷轧技术,生产精密薄壁管材时常采用此技术,此技术特别适合于塑性低、中强和高强钛合金管材的生产。
温轧工艺的几个主要因素:
(1) 加热。实践证明,采用感应加热器加热是合适的。前苏联采用感应加热器加热管坯。在管坯临进入变形区前,用以工频电流工作的感应器加热到需要的温度。在XIIT-75轧机上轧制管材用的感应加热器(见图3-29)内要安装一个整体与感应圈绝缘的厚壁套管。
TC10的加热温度:开坯温度为600~650℃,其他道次为300~400℃.TC1(OT4-1)、TC2(0T4)的加热温度为300~400℃.
(2)加工率。TC10钛合金道次加工率为30%~40%,两次退火间的总加工率可达80%;TC1、TC2合金道次加工率为45%~55%.
(3)工艺润滑。轧制前管坯内外表面均匀涂一层胶体石墨乳,经烘干或晾干后轧制。
前苏联采用“(5%~7%)石墨+(35%~40%)钠硝石+(8%~10%)热石灰+水”成分的润滑剂作为温轧工艺的润滑剂。
前苏联在研制生产OT4、0T4-1合金管材的过程中,由于这两个合金的冷轧塑性较低,因此很难生产出冷轧管材。而采用预温坯料的方法,可提高合金的塑性、降低合金的强化程度。在XIIT轧机上温轧和冷轧OT4合金管材时,力学性能沿工作圆锥体长度变化的合金塑性8和合金的强化程度σ,与变形率ε的关系曲线如图3-30所示。
图3-30中的曲线表明,在相同变形率50%的情况下,温轧金属的强化程度显著小于冷轧金属的强化程度。而温轧金属的塑性显著大于冷轧金属的塑性。为生产OT4、0T4-1合金管材创造了条件,研制生产出合格的合金管材。为此,将OT4、0T4-1合金管材的加工改为温轧。
温轧管坯采用感应加热器加热,在管坯临进入变形区前,用以工频电流工作的感应器加热到需要的温度。感应器(见图3-29)内要安装一个整体的与感应圈绝缘的厚壁套管。当轧制以工频感应方式加热管材时,套管和阀杆被加热到600~700℃温度。因此,管材轧制时可加热到300~400℃.
OT4、OT4-1合金管坯的最佳轧前加热温度范围是300~400℃.在此温度范围内极限强度下降400~500 MPa,而伸长率由10%提高到15%.
在温度高于400℃时,材料强度极限下降不多,而伸长率和断面收缩率却有下降,使变形条件恶化。此外,当提高温度时,钛及钛合金强烈氧化,工具会发生过热和回火,管子表面难于保持润滑剂,耗电量也大。所以,温度范围的上限以400℃为界。
选择坯料加热温度下限的决定因素是轧制管材质量的高低。在加热温度低于和高于300℃轧制的两种管材表面质量的对比表明,在高于300℃温度轧制的管材,其表面质量显著高于在较低温度下轧制的管材。所以,温度范围的下限温度为300℃.
在总压下量为25~30mm的温轧时,可获得优质管材。这时,可以得到45%~55%的加工率。从此,前苏联创立了温轧方法。
