純鈦管坯熱擠壓工藝改進(jìn)
發(fā)布人：上海艾荔艾合金股份有限公司www.shailiai.cn
更新時間：2016-04-20
熱擠壓是純鈦無縫管材生產(chǎn)中的重要工序。金屬鈦具有極高化學(xué)活性，在空氣中加熱易被氣體污染。同時，在擠壓過程中鈦強(qiáng)烈粘結(jié)擠壓工模具，導(dǎo)致鈦比鋼鐵材料加工性差。所以，純鈦熱擠壓生產(chǎn)中通常采用純銅包套加熱+油基石墨潤滑工藝。
熱擠壓是純鈦無縫管材生產(chǎn)中的重要工序。金屬鈦具有極高化學(xué)活性，在空氣中加熱易被氣體污染。同時，在擠壓過程中鈦強(qiáng)烈粘結(jié)擠壓工模具，導(dǎo)致鈦比鋼鐵材料加工性差。所以，純鈦熱擠壓生產(chǎn)中通常采用純銅包套加熱+油基石墨潤滑工藝。
為進(jìn)一步提高純鈦管坯的生產(chǎn)率與成材率，科研人員在16.3MN雙動臥式油擠壓機(jī)上采用Φ150mm擠壓筒擠壓Φ45mm×6mm純鈦管坯，導(dǎo)致擠壓比從14.2L升高至22.9L。隨著擠壓比提高，在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)了許多質(zhì)量問題，包括擠壓針粘銅粘鈦、管坯內(nèi)表面銅包套破損、管坯內(nèi)表面凹坑、頻繁悶車、壓余超厚等。并出現(xiàn)了批次性的管坯報廢問題，造成了很大經(jīng)濟(jì)損失。
金屬鈦及其合金管坯擠壓潤滑普遍采用半流體油基潤滑劑。現(xiàn)擠壓生產(chǎn)中使用的油基潤滑劑成分配比為15%～25%（體積含量）石墨+氣缸油。其中，氣缸油的缺點是耐壓性差，閃點低，其作用主要是粘合固體潤滑劑。氣缸油雖然能起到粘接作用，但將其涂抹在預(yù)熱后的擠壓筒與擠壓工模具表面時會產(chǎn)生大量有毒煙霧。
采用Φ150mm擠壓筒擠壓生產(chǎn)Φ45mm×6mm純鈦管使擠壓力大幅增高，導(dǎo)致擠壓管坯內(nèi)表面銅包套和擠壓針表面之間摩擦力也大幅增高。由于擠壓錠坯內(nèi)孔和擠壓針表面之間工藝間隙很小，而油基潤滑劑中石墨體積含量僅為15%～25%，所以實際起作用潤滑膜層更薄，加上擠壓針輕微彎曲變形使局部潤滑膜更薄，導(dǎo)致潤滑效果不能滿足要求，因此需要解決更苛刻條件下的擠壓潤滑問題。
改進(jìn)措施為：（1）采用一種新型水基潤滑劑（8%石墨+14%?MoS2+粘接劑和水，為質(zhì)量分?jǐn)?shù)）替代現(xiàn)有油基潤滑劑進(jìn)行試驗。為盡量減小摩擦力，向該水基潤滑劑中摻雜一定數(shù)量、摩擦系數(shù)更小的固體潤滑劑MoS2。（2）銅包套工藝改進(jìn)。目前，每擠壓100t鈦管約需7t包套用銅板，價值40～50萬元。擠壓錠坯外包套是采用0.8mm厚的純銅板卷筒焊接而成的。如果改用0.5mm壁厚銅板制作外包套，則內(nèi)、外包套擠壓后壁厚相近。因此，采用0.5mm厚銅板進(jìn)行試驗。試驗結(jié)果表明：
采用水基潤滑劑和油基潤滑劑相比，潤滑劑成本下降80%以上，且無油煙污染。工藝過程簡單易行，操作快捷簡便，可完全代替現(xiàn)用油基潤滑劑。采用0.5mm壁厚銅板制作外包套擠壓后包套完好率達(dá)100%，管坯內(nèi)外表面銅包套光滑良好。該方法可節(jié)約銅板37.5%，經(jīng)濟(jì)效益顯著。且由于銅板減薄，能大幅降低人工包套的勞動強(qiáng)度，提高剪板、卷筒、包套等工序的勞動效率，具有較高應(yīng)用價值。
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