合金线材的矫直方法、矫直系统及应用.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010284263.5 (22)申请日 2020.04.13 (71)申请人 西安圣泰金属材料有限公司 地址 710000 陕西省西安市西咸新区空港 新城临空产业区中小企业园4号厂房1 层 (72)发明人 贺峰曹继敏王戈樊亚军 石金虎 (51)Int.Cl. B21F 1/02(2006.01) C22F 1/18(2006.01) (54)发明名称 一种合金线材的矫直方法、 矫直系统及应用 (57)摘要 本发明属于钛合金线材技术领域， 公开了一 种合金线材的矫直方法、 矫。

2、直系统及应用， 由放 线装置进行放料， 通过入口端夹送辊装置平稳的 将合金线材导入右夹紧装置； 左夹紧固定装置通 过左夹头将合金线材从右夹紧装置中拉出， 并向 左端移动， 到达第一限定位置停止； 左夹紧固定 装置到达第一限定位置时， 右夹头开始夹紧合金 线材； 左夹夹紧固定装置继续向左移动， 使合金 线材具有一定的张力； 将合金线材加热到矫直温 度， 由测温系统进行温度的反馈； 左、 右夹头携带 合金线材横截面上顺时针或逆时针旋转， 消除合 金材料的内应力。 本发明矫直后的钛合金线材， 矫直效果良好， 直线度0.5mm/m。 本发明能同时 进行多根线材矫直， 操作简便， 生产效率高。 权利要求。

3、书2页 说明书5页 附图2页 CN 111390062 A 2020.07.10 CN 111390062 A 1.一种合金线材的矫直方法， 其特征在于， 所述合金线材的矫直方法包括： 第一步， 由放线装置进行放料， 通过入口端夹送辊装置平稳的将合金线材导入右夹紧 装置； 第二步， 左夹紧固定装置通过左夹头将合金线材从右夹紧装置中拉出， 并向左端移动， 到达第一限定位置停止； 第三步， 左夹紧固定装置到达第一限定位置时， 右夹头开始夹紧合金线材； 第四步， 左夹夹紧固定装置继续向左移动， 使合金线材具有一定的张力； 第五步， 电源通电， 将合金线材加热到矫直温度， 由测温系统进行温度的反馈； 。

4、第六步， 在保持张力的同时， 左、 右夹头携带合金线材横截面上顺时针或逆时针旋转， 消除合金材料的内应力； 第七步， 矫直后， 左、 右夹头松开， 出口端夹送辊把合金线材带入冷却系统； 第八步， 左、 右夹头重复第一步第七步的动作， 合金线材冷却结束后， 由收线装置进行 收线处理。 2.如权利要求1所述的合金线材的矫直方法， 其特征在于， 所述第三步左、 右夹头和夹 头固定装置之间设有绝缘装置。 3.如权利要求1所述的钛合金线材的矫直方法， 其特征在于， 所述第四步合金线材的张 力大小通过液压系统进行调整。 4.如权利要求1所述的合金线材的矫直方法， 其特征在于， 所述第五步中合金线材的加 持。

5、端设有加热装置， 加热方式为电接触加热， 加热矫直温度为600800， 由红外测温系 统反馈控制， 保温时间15min。 5.如权利要求1所述的合金线材的矫直方法， 其特征在于， 所述第六步， 在保持张力的 同时， 左、 右夹头携带合金线材横截面上自由旋转， 用于消除合金线材材料的内应力。 6.如权利要求1所述的合金线材的矫直方法， 其特征在于， 所述第一步第八步合金线 材为多根。 7.一种钛合金线材的矫直方法， 其特征在于， 所述钛合金线材的矫直方法包括： 第一步， 由放线装置进行放料， 通过入口端夹送辊装置平稳的将钛合金线材导入右夹 紧装置； 第二步， 左夹紧固定装置通过左夹头将钛合金线材。

6、从右夹紧装置中拉出， 并向左端移 动， 到达第一限定位置停止； 第三步， 左夹紧固定装置到达第一限定位置时， 右夹头开始夹紧钛合金线材； 第四步， 左夹夹紧固定装置继续向左移动， 使线材具有一定的张力； 第五步， 电源通电， 将钛合金线材加热到矫直温度， 由测温系统进行温度的反馈； 第六步， 在保持张力的同时， 左、 右夹头携带钛合金线材横截面上顺时针或逆时针旋 转， 消除钛合金材料的内应力； 第七步， 矫直后， 左、 右夹头松开， 出口端夹送辊把钛合金线材带入冷却系统； 第八步， 左、 右夹头重复第一步第七步的动作， 钛合金线材冷却结束后， 由收线装置进 行收线处理。 8.一种如权利要求16。

7、任意一项所述合金线材的矫直方法的合金线材的矫直系统， 其 特征在于， 所述合金线材的矫直系统设置有放线装置； 权利要求书 1/2 页 2 CN 111390062 A 2 钛合金线材通过所述放线装置输送至入口端夹送辊； 穿过所述入口端夹送辊的钛合金 线材依次通过左夹头固定装置、 左夹头、 右夹头、 右夹头固定装置； 所述左夹头、 右夹头携带 钛合金线材在钛合金线材横截面上顺时针或逆时针旋转或自由旋转， 用于除了钛合金线材 由加工变形而产生的内应力； 在所述钛合金线材的上部通过测温点进行钛合金线材加热温度的测量， 并将测量的温 度值反馈给电气控制系统控制加热电源； 矫直后的钛合金线材通过出口端夹。

8、送辊依次输送到冷却装置、 收线装置。 9.如权利要求8所述的合金线材的矫直系统， 其特征在于， 所述左夹头固定装置、 右夹 头固定装置均安装在移动平台上， 所述移动平台通过电源线连接所述加热电源。 10.一种应用权利要求16任意一项所述合金线材的矫直方法矫直的航空、 航天、 舰船、 核工业及石油、 化工、 医疗领域钛合金。 权利要求书 2/2 页 3 CN 111390062 A 3 一种合金线材的矫直方法、 矫直系统及应用 技术领域 0001 本发明属于钛合金线材技术领域， 尤其涉及一种合金线材的矫直方法、 矫直系统 及应用。 背景技术 0002 目前， 由于钛合金具有较高的比强度、 优异的。

9、耐腐蚀性、 无磁性等优点， 钛合金线 材是最具应用潜力的变形金属材料， 主要分为结构件用线材和焊接用线材， 广泛应用于航 空、 航天、 舰船、 核工业及石油、 化工、 医疗等领域， 原材料的弯曲变形对后续产品的加工有 很大的影响。 钛合金线材具有较高的屈强比 （0.91之间） 和较低的弹性模量 （120GPa） ， 因 此矫直过程易发生较大的弹性变形和断裂， 矫直难度比较大。 0003 目前钛合金线材的矫直主要分为冷矫直和热矫直两种， 冷矫直主要有转毂矫直、 平行辊矫直等， 对钛合金线材施加压力， 使线材表面反复压弯已达到矫直的目的， 这种方式 生产效率高， 矫直效果差， 对材料的屈服性能和表。

10、面质量有一定的破坏。 热矫直主要有热张 力矫直等， 线材受热后， 在纵向施加拉伸应力， 使材料发生塑性变形， 从而达到矫直的目的， 这种矫直方式， 矫直效果良好， 但生产效率低。 因此， 急需一种生产效率高， 矫直效果好的矫 直方法。 0004 通过上述分析， 现有技术存在的问题及缺陷为：（1） 冷矫直如转毂矫直和辊式矫 直， 虽然生产效率高， 但是对材料的屈服性能有一定的损失， 无法满足后期产品的质量要 求； 冷矫直对线材产生加工残余应力， 存储和运输过程中容易发生变形， 不利于后期的机加 工。 0005 （2） 热矫直虽然能提高线材的直线度， 但是目前电阻炉加热效率低， 线材达到矫直 的温。

11、度比较慢， 生产效率比较低； 连续式牵引的张力控制， 张力波动比价大， 对直线度的不 稳定有很大的影响。 0006 解决以上问题及缺陷的难度为： 为了获得直线度和性能优越的钛合金线材， 矫直 过程必须避免由加工产生的加工应力， 这样就无法采用目前高线的矫直方式来进行矫直， 传统的热张力矫直， 必须同时提高加热效率和张力温度， 这样才能提高生产效率。 0007 解决以上问题及缺陷的意义为：（1） 为钛合金线材矫直提供了一种新的矫直方法。 （2） 矫直过程保证了线材的屈服性能和表面质量不受破坏。（3） 提高了棒材直线度和生产效 率。 发明内容 0008 为了解决现有技术存在的问题， 本发明提供了一。

12、种合金线材的矫直方法、 矫直系 统及应用。 0009 本发明是这样实现的， 一种合金线材的矫直方法， 所述合金线材的矫直方法包括： 第一步， 由放线装置进行放料， 通过入口端夹送辊装置平稳的将合金线材导入右夹紧 装置； 说明书 1/5 页 4 CN 111390062 A 4 第二步， 左夹紧固定装置通过左夹头将合金线材从右夹紧装置中拉出， 并向左端移动， 到达第一限定位置停止； 第三步， 左夹紧固定装置到达第一限定位置时， 右夹头开始夹紧合金线材； 第四步， 左夹夹紧固定装置继续向左移动， 使合金线材具有一定的张力 （25150KN） ； 第五步， 电源通电， 将合金线材加热到矫直温度， 由。

13、测温系统进行温度的反馈； 第六步， 在保持张力的同时， 左、 右夹头携带合金线材横截面上顺时针或逆时针旋转， 消除合金材料的内应力； 第七步， 矫直后， 左、 右夹头松开， 出口端夹送辊把合金线材带入冷却系统； 第八步， 左、 右夹头重复第一步第七步的动作， 合金线材冷却结束后， 由收线装置进行 收线处理。 0010 进一步， 所述第三步左、 右夹头和夹头固定装置之间设有绝缘装置， 用于通电过程 安全可靠。 0011 进一步， 所述第四步合金线材的张力大小通过液压系统进行调整。 0012 进一步， 所述第五步中合金线材的加持端设有加热装置， 加热方式为电接触加热， 加热矫直温度为600800，。

14、 由红外测温系统反馈控制， 保温时间15min。 0013 进一步， 所述第六步， 在保持张力的同时， 左、 右夹头携带合金线材横截面上自由 旋转， 用于消除合金线材材料的内应力。 0014 进一步， 所述第一步第八步合金线材为多根。 0015 本发明的另一目的在于提供一种钛合金线材的矫直方法， 所述钛合金线材的矫直 方法包括： 第一步， 由放线装置进行放料， 通过入口端夹送辊装置平稳的将钛合金线材导入右夹 紧装置； 第二步， 左夹紧固定装置通过左夹头将钛合金线材从右夹紧装置中拉出， 并向左端移 动， 到达第一限定位置停止； 第三步， 左夹紧固定装置到达第一限定位置时， 右夹头开始夹紧钛合金线。

15、材； 第四步， 左夹夹紧固定装置继续向左移动， 使线材具有一定的张力； 第五步， 电源通电， 将钛合金线材加热到矫直温度， 由测温系统进行温度的反馈； 第六步， 在保持张力的同时， 左、 右夹头携带钛合金线材横截面上顺时针或逆时针旋 转， 消除钛合金材料的内应力； 第七步， 矫直后， 左、 右夹头松开， 出口端夹送辊把钛合金线材带入冷却系统； 第八步， 左、 右夹头重复第一步第七步的动作， 钛合金线材冷却结束后， 由收线装置进 行收线处理； 本发明的另一目的在于提供一种合金线材的矫直系统设置有放线装置1； 钛合金线材6通过所述放线装置1输送至入口端夹送辊2； 穿过所述入口端夹送辊2的钛 合金线。

16、材6依次通过左夹头固定装置3、 左夹头4、 右夹头7、 右夹头固定装置8； 所述左夹头4、 右夹头7携带钛合金线材6在钛合金线材6横截面上顺时针或逆时针旋转或自由旋转， 用于 除了钛合金线材6由加工变形而产生的内应力； 在所述钛合金线材6的上部通过测温点5进行钛合金线材6加热温度的测量， 并将测量 的温度值反馈给电气控制系统控制加热电源； 说明书 2/5 页 5 CN 111390062 A 5 矫直后的钛合金线材6通过出口端夹送辊9依次输送到冷却装置10、 收线装置11。 0016 进一步， 所述左夹头固定装置3、 右夹头固定装置8均安装在移动平台12上， 所述移 动平台12通过电源线连接所。

17、述加热电源。 0017 本发明的另一目的在于提供一种应用所述合金线材的矫直方法矫直的航空、 航 天、 舰船、 核工业及石油、 化工、 医疗领域钛合金。 0018 结合上述的所有技术方案， 本发明所具备的优点及积极效果为： 本发明提供的钛合金线材的矫直系统依次包括放线装置、 进料加送辊、 左、 右夹头固定 装置、 左、 右夹头、 移动平台、 出口端夹送辊， 冷却装置和收线装置等。 采用电接触加热， 使线 材在加热过程中施加一定的张力， 达到材料的屈服极限从而达到矫直的目的， 左、 右夹头还 可以在线材横截面方向自由旋转， 从而消除了材料的由加工变形而产生的内应力， 矫直效 果更佳明显。 本发明的。

18、钛合金线材矫直方法， 矫直效果良好， 后期加工不易产生变形， 同时 可以进行多根线材同时矫直， 解决了线材矫直效率低的问题。 0019 相比于现有技术， 本申请的优点进一步体现在： 本发明矫直后的钛合金线材， 矫直效果良好， 直线度0.5mm/m。 0020 本发明采用热拉伸和旋转同时进行， 彻底消除加工应力， 后期材料加工过程中不 易产生变形。 0021 本发明使用间歇式张力控制， 张力稳定， 矫直效果良好。 0022 本发明加热过程中， 受热均匀， 红外多点测温， 线材发生塑性变形稳定， 性能更加 均匀。 0023 本发明连续矫直， 可同时进行多根线材矫直， 操作简便， 生产效率高。 附图。

19、说明 0024 为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案， 下面将对本申请实施例中所需要使 用的附图做简单的介绍， 显而易见地， 下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例， 对于 本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的 附图。 0025 图1是本发明实施例提供的钛合金线材的矫直系统示意图。 0026 图中： 1、 放线装置； 2、 入口端夹送辊； 3、 左夹头固定装置； 4、 左夹头； 5、 测温点； 6、 钛合金线材； 7、 右夹头； 8、 右夹头固定装置； 9、 出口端夹送辊； 10、 冷却装置； 11、 收线装置； 12、 移动平台。 0027 图。

20、2是本发明实施例提供的钛合金线材的矫直方法流程图。 0028 图3是本发明实施例提供的 TC4ELI显微组织示意图； 图中：（a） 6mm线材矫直后显微组织；（b） 8mm线材矫直后显微组织；（c） 12mm线材 矫直后显微组织。 具体实施方式 0029 为了使本发明的目的、 技术方案及优点更加清楚明白， 以下结合实施例， 对本发明 进行进一步详细说明。 应当理解， 此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明， 并不用于 限定本发明。 说明书 3/5 页 6 CN 111390062 A 6 0030 现有技术中， 钛合金线材矫直效果差， 生产效率低的问题。 0031 针对现有技术存在的问题， 。

21、本发明提供了一种合金线材的矫直方法、 矫直系统及 应用， 下面结合附图对本发明作详细的描述。 0032 如图1所示， 本发明提供的合金线材的矫直系统， 设置有放线装置1。 0033 钛合金线材6通过所述放线装置1输送至入口端夹送辊2； 穿过所述入口端夹送辊2 的钛合金线材6依次通过左夹头固定装置3、 左夹头4、 右夹头7、 右夹头固定装置8； 所述左夹 头4、 右夹头7携带钛合金线材6在钛合金线材6横截面上顺时针或逆时针旋转或自由旋转， 用于除了钛合金线材6由加工变形而产生的内应力。 0034 在所述钛合金线材6的上部通过测温点5进行钛合金线材6加热温度的测量， 并将 测量的温度值反馈给电气控。

22、制系统控制加热电源。 0035 矫直后的钛合金线材6通过出口端夹送辊9依次输送到冷却装置10、 收线装置11。 0036 所述左夹头固定装置3、 右夹头固定装置8均安装在移动平台12上， 所述移动平台 12通过电源线连接所述加热电源。 0037 本发明提供一种合金线材的矫直方法， 所述合金线材的矫直方法包括： 第一步， 由放线装置进行放料， 通过入口端夹送辊装置平稳的将合金线材导入右夹紧 装置。 0038 第二步， 左夹紧固定装置通过左夹头将合金线材从右夹紧装置中拉出， 并向左端 移动， 到达第一限定位置停止。 0039 第三步， 左夹紧固定装置到达第一限定位置时， 右夹头开始夹紧合金线材。 。

23、0040 第四步， 左夹夹紧固定装置继续向左移动， 使合金线材具有一定的张力。 0041 第五步， 电源通电， 将合金线材加热到矫直温度， 由测温系统进行温度的反馈。 0042 第六步， 在保持张力的同时， 左、 右夹头携带合金线材横截面上顺时针或逆时针旋 转， 消除合金材料的内应力。 0043 第七步， 矫直后， 左、 右夹头松开， 出口端夹送辊把合金线材带入冷却系统 第八步， 左、 右夹头重复第一步第七步的动作， 合金线材冷却结束后， 由收线装置进行 收线处理。 0044 在本发明中， 所述第三步左、 右夹头和夹头固定装置之间设有绝缘装置， 用于通电 过程安全可靠。 0045 所述第四步合。

24、金线材的张力大小通过液压系统进行调整。 0046 所述第五步中合金线材的加持端设有加热装置， 加热方式为电接触加热， 加热矫 直温度为600800， 由红外测温系统反馈控制， 保温时间15min。 0047 所述第六步， 在保持张力的同时， 左、 右夹头携带合金线材横截面上自由旋转， 用 于消除合金线材材料的内应力。 0048 所述第一步第八步合金线材为多根。 0049 本发明还提供一种钛合金线材的矫直方法， 所述钛合金线材的矫直方法包括： 第一步， 由放线装置进行放料， 通过入口端夹送辊装置平稳的将钛合金线材导入右夹 紧装置。 0050 第二步， 左夹紧固定装置通过左夹头将钛合金线材从右夹紧。

25、装置中拉出， 并向左 端移动， 到达第一限定位置停止。 说明书 4/5 页 7 CN 111390062 A 7 0051 第三步， 左夹紧固定装置到达第一限定位置时， 右夹头开始夹紧钛合金线材。 0052 第四步， 左夹夹紧固定装置继续向左移动， 使线材具有一定的张力。 0053 第五步， 电源通电， 将钛合金线材加热到矫直温度， 由测温系统进行温度的反馈。 0054 第六步， 在保持张力的同时， 左、 右夹头携带钛合金线材横截面上顺时针或逆时针 旋转， 消除钛合金材料的内应力。 0055 第七步， 矫直后， 左、 右夹头松开， 出口端夹送辊把钛合金线材带入冷却系统。 0056 第八步， 左。

26、、 右夹头重复第一步第七步的动作， 钛合金线材冷却结束后， 由收线装 置进行收线处理。 0057 下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。 0058 如图2所示， 本发明提供的钛合金线材的矫直方法， 应用于TC4ELI钛合金6mm线 材， 包括以下步骤： S101： 放线盘开始放线， 通过入口端夹送辊将钛合金导入右夹头。 0059 S102： 左夹头通过气动装置将线材夹紧， 左夹头固定装置带着左夹头一起向左端 移动。 0060 S103： 左夹头固定装置到达第一限定位置， 右夹头启动夹紧线材， 左夹头固定装置 继续移动， 使线材施加一定的张力。 0061 S104: 接通电源， 通过电接触进行。

27、加热， 当红外测温系统反馈线材温度达到700 ， 保温2min。 0062 S105： 在保持张力情况下， 左、 右夹头在线材横截面上顺时针或逆时针旋转， 使材 料达到一个平衡状态， 消除材料的内应力。 0063 S106： 断开电源， 左夹头固定装置回到初始位置， 重复之前的动作， 出口端夹送辊 带着线材进入冷却系统。 0064 S107： 线材出冷却系统后， 在收线盘上进行收线， 矫直结束； 矫直后TC4ELI钛合金 线材的直线度为0.3mm/m。 0065 如图3和表1所示， 对TC4ELI钛合金6mm、 8mm和12mm线材矫直后的显微组织 和力学性能如下， 性能均高于国家标准的要求。 0066 表1 TC4ELI棒材力学性能 以上所述， 仅为本发明的具体实施方式， 但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉 本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内， 凡在本发明的精神和原则之内所作的 任何修改、 等同替换和改进等， 都应涵盖在本发明的保护范围之内。 说明书 5/5 页 8 CN 111390062 A 8 图1 图2 说明书附图 1/2 页 9 CN 111390062 A 9 图3 说明书附图 2/2 页 10 CN 111390062 A 10 。