Факторы, влияющие на волочение проволоки из титанового сплава
Проволока из титана и титановых сплавов широко используется в таких важных областях, как аэрокосмические крепежи, 3C-продукты, оправы для очков, автомобильные детали, медицинские инструменты и сварочные прутки. Обычно, когда диаметр проволоки из титана и титановых сплавов на 30-40% больше, чем размер конечного продукта, используется холодное волочение для получения проволочных изделий с высокой точностью размеров.
Процесс холодного волочения и контроль микроструктуры конечного продукта оказывают существенное влияние на производительность проволоки из титана и титановых сплавов. Основными факторами, влияющими на производительность волочения проволоки, помимо температуры и скорости волочения, являются качество сырья, параметры волоки, условия смазки и маршрут процесса волочения.
1. Качество сырья
Химический состав: Содержание основных химических элементов и примесных элементов не должно превышать допустимый диапазон. Такие элементы, как водород (H), кислород (O), азот (N), железо (Fe) и кремний (Si) могут оказывать существенное влияние на титан. Например, водород может вызывать водородную хрупкость в титановых сплавах, поэтому при производстве требуется строгий контроль.
Качество поверхности: Поверхность проволоки не должна иметь дефектов, таких как трещины, складки, рубцы, ушки или расслоение. Дефекты поверхности, такие как трещины и складки, могут появляться в сырье в разной степени. Эти дефекты могут образовывать трещины на поверхности, под поверхностью или внутри металла, которые могут далее развиваться в процессе волочения, приводя к резкому снижению прочности или даже к поломке. В отличие от трещин, складки нелегко обнаружить, поскольку они часто покрыты поверхностными слоями окисления и могут сохраняться во время волочения.
2. Процесс термической обработки
Процесс термической обработки при холодном волочении в основном включает отжиг проволоки, который включает предварительный отжиг сырья, промежуточный отжиг после деформации и окончательный отжиг. Целью предварительной обработки и промежуточного отжига является снижение эффектов наклепа, повышение пластичности и оптимизация пластичности, что делает материал более подходящим для следующего этапа процесса волочения.
3. Волочильные штампы
Волочильные фильеры для металла обычно изготавливаются из твердого сплава (YK6, YK8) или алмазных материалов. Твердый сплав состоит из карбида вольфрама и кобальта, причем карбид вольфрама является твердым и износостойким, выступая в качестве скелетного материала, в то время как кобальт увеличивает прочность сплава. Твердосплавные фильеры широко используются при волочении различных металлов и сплавной проволоки. Алмазные фильеры, обладающие высокой твердостью и износостойкостью, более дороги и сложны в обработке, поэтому используются только для волочения тонкой и сверхтонкой проволоки.
В зависимости от формы продольного сечения отверстия фильеры стандартные волочильные фильеры можно разделить на две формы: дугообразные фильеры и конические фильеры. Первые обычно используются для тонкой проволоки, тогда как конические фильеры обычно используются для труб, стержней и грубой проволоки. В зависимости от их функции во время волочения отверстия фильеры обычно делятся на четыре секции: входной конус (зона подачи + зона смазки), рабочий конус, зона калибровки и выходной конус.
4. Процесс рисования
Уменьшение за проход: Титановые сплавы имеют низкую пластичность при комнатной температуре, предел текучести близок к пределу прочности на растяжение, что приводит к высокому коэффициенту текучести. При волочении металлических материалов прочность материала после выхода из матрицы должна быть выше предела текучести материала внутри матрицы, чтобы предотвратить обрыв проволоки. Поэтому следует избегать слепого стремления к чрезмерному уменьшению за проход при волочении.
Общее обжатие: Прочность проволоки из титанового сплава увеличивается с общей степенью обжатия. Это происходит главным образом потому, что по мере увеличения количества холодной деформации происходит размножение дислокаций в зернах металла, что увеличивает сопротивление материала пластической деформации. Это приводит к упрочнению, которое увеличивает разрывное усилие проволоки и предел прочности на растяжение. Однако чрезмерное упрочнение снижает прочность проволоки, ее изгиб и скручивание, а в тяжелых случаях она становится хрупкой, с очень низкими характеристиками изгиба.
Скорость волочения: Скорость волочения является решающим фактором в процессе производства металлообработки и оказывает значительное влияние на производительность деформированного металла. Скорость деформации относится к скорости изменения деформации или относительного объема смещения за единицу времени. Титановые сплавы чувствительны к скорости деформации, и различные скорости деформации существенно влияют на их пластичность и производительность деформации. При тех же условиях волочения увеличение скорости волочения может повысить производительность труда и сэкономить энергию, но при этом должно быть обеспечено качество проволоки и плавность процесса волочения.
