鈦合金環材鍛件軋制技術介紹

鈦及鈦合金具有比強度高、耐蝕性好等特點，其環材在航空、航天、艦船、化工等工業得到廣泛應用。鈦及鈦合金環材的生產主要采用自由鍛和在專用軋環機軋制的方法進行。由于鈦及鈦合金塑性差，自由鈦鍛件生產鈦合金環材火次變形量小，環材生產周期長、尺寸精度低、表面質量差、環材的內部組織不易均勻、無法生產變截面環材等缺點；而軋制生產鈦合金環材則具有軋制速度快、環材溫降小、材料塑性好、火次變形量大、可生產變截面環材等優點，是一種先進的環材生產工藝。

鈦及鈦合金環材軋制設備根據軋制中環形件位 置分為立式軋環機和臥式軋環機，又根據軋制方式分為徑向軋環機和徑向－軸向軋環機。

環材軋制前，必須制備出滿足環材軋制要求的 環坯。環坯制備目前最常用的方法是采用自由鍛對 棒坯鐓粗、沖孔制備而成。環材軋制用環坯內徑必 須大于軋環機芯輥 30 mm 以上，環坯高度一般與軋 環的高度相同或稍高，壁厚根據軋環機的徑向軋制 力大小、鈦合金的變形抗力、環件內在質量要求而 不同，由于軋環機最適合軋制薄壁環材，因此一般 環坯壁厚不要超過 200 mm。

環材軋制不同于板材軋制，軋輥的直徑不同， 主輥的直徑遠遠大于芯輥的直徑，軋制變形時，輥 縫是連續變化的，即芯輥不斷向主輥方向直線運動， 輥縫減小，環件壁厚減小，直徑增大。

在環材軋制過程中，隨著環坯尺寸的變化，坯料的實際變形速度總是在變化。軋環速度的分布是鈦及鈦合金環材軋制的關鍵因素，是對整個軋環過程進行控制的主導環節，環坯壁厚的縮減速度直接影響輾壓過程的穩定性，也會直接影響環件的尺寸精度及形狀誤差。

鈦鍛件軋制鈦及鈦合金環材常見的缺陷主要有橢圓、端面毛刺、表面裂紋、喇叭口、組織不合。環件橢圓的原因主要是坯料溫度不均，軋制速度分配不合理，整形階段時間短，軋機未調整好；端面毛刺主要是由于火次變形量大，坯料斷面處倒角小等原因造成；喇叭口主要是芯輥剛度差，設備未調整合適等原因造成；組織不合主要是坯料組織差，同時軋制變形量小，軋制工藝不合理，坯料軋制過程中溫升嚴重，超過鈦合金材料β轉變點等原因造成。