纯钛卷精轧头部翘曲属于典型的热力耦合问题,考虑到轧件的横向变形量较小,可视为平面应变问题,利用有限元软件MSC.Marc建立非对称有限元模型。试验结果如下:
(1)针对热连轧纯钛卷的精轧翘头问题,建立热力耦合非对称轧制模型,过程模拟表明纯钛轧制时变形区内的金属流动略呈“w”型,与普通碳钢轧制的变形区“C”金属流动不同。
(2)通过计算分析,得到轧件表面温差、摩擦系数的不同对精轧翘头的影响为明显,氧化层厚度和辊径差对精轧翘头的影响不显著。
(3)控制精轧翘头的具体措施为在精轧入口处增加水冷装置。钛加工技术逐渐稳定、质量不断提升,加工量也从每年100余吨增长到目前的几千吨。通过控制水流量适当调整轧件下表面温度与上表面的温差,轧件下表面温度的下降增加了下表面摩擦系数,使带有辊压差的上下工作辊摩擦力之和更趋近于平衡,从而有效***纯钛卷精轧较为严重的翘头现象,使轧件出口头部呈微扣状态。
(4)在对钛卷精轧翘头采取了有效治理措施后,工序成材率指标从91.85%大幅度提升到96.8%,经济效益显著。
(1)钛卷经过轧制后,表面残留有一层轧制油油膜,要想将钛卷清洗干净,必须将表面油膜快速击破。而现有脱脂清洗系统压力只有0.4MPa,清洗水通过喷嘴无法快速击破带材表面的轧制油油膜。
(2)温度是影响除油效果***重要的因素之一,大多数脱脂剂都是在中温以上操作的,在温度下,每下降10℃,除油时间会成倍增加,到了低温阶段,耗用的时间更多,甚至无法去除油污。而现在脱脂清洗系统的温度只有40℃,不能有效的发挥脱脂剂的效果。
钛的特性:
钛,银白色金属,每立方厘米重量4.5克,熔点1668摄氏度,正负2度,沸点3000摄氏度,具有比强度高、延伸力强、耐高低温、耐腐蚀、耐磨、抗酸碱、密度低、***无味、无磁性、化学性能稳定,与***和血液有很好的相容性等特点。因此,***钛卷加工量寥寥可数,2017年,***钛卷产量仅2万余吨,就达到了4600吨,占比23%。被大量应用于航天、航空、航海、化工等领域,被人们称为“轻金属”、“太空金属”、“智慧金属”,“战略金属”。
当今用于生产钛精密铸件的工艺有三种:
(1)石墨型壳工艺。
(2)金属面层陶瓷型壳工艺。
(3)氧化物陶瓷型壳工艺。价格低廉,可用于中小铸件生产,后两种可用于大型薄壁精密铸件生产。
钛在熔融状态下非常活泼,长期以来未能找到适合的熔铸方法与造型材料,从70年代以后,钛合金大型薄壁精密铸造技术得到开发与应用。在其材料使用性能接近或等于航空钛锻件的前提下,成本降低50%左右,因而铸钛技术得到快速发展。
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