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CN100594999C - 钛及钛合金线丝材去除氧化层的方法及设备 - Google Patents

钛及钛合金线丝材去除氧化层的方法及设备 Download PDF

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Abstract

一种钛及钛合金线丝材去除氧化层的方法及设备。所述方法是①矫直:采用矫直机将钛及钛合金线丝材矫直;②除鳞:采用钢丝轮除鳞机去除钛及钛合金线丝材表面氧化层;③抛光:采用砂带轮抛光机将钛及钛合金线丝材表面抛光。所述设备由从左至右依次设置的放线架(1)、夹紧装置(2)、加热装置(8)、矫直装置(3)、二台钢丝轮除鳞机(13)、二台砂带轮抛光机(14)、导卫装置(6)及倒立式拉丝机(7)组成。本发明在现有钢丝除鳞抛光设备的基础上,增加加热装置、除鳞抛光装置、喷水冷却装置、除尘装置及张力装置等,形成一条大卷重钛及钛合金线丝材去除氧化皮生产线,一次达到去除氧化层和抛光的目的。

Description

钛及钛合金线丝材去除氧化层的方法及设备
技术领域
本发明涉及一种钛及钛合金线丝材去除氧化层的方法及设备。
背景技术
钛及钛合金线丝材热加工过程中,表面形成氧化层,厚度一般为0.02~0.2毫米。成品线丝材要求去除这层氧化层。去除氧化层的方法,可以用酸碱洗,也可以用机械加工的方法。采用酸碱洗的方法会带来比较大的污染,一般不使用,对较大单重的卷材,即使整卷酸洗也很难达到均匀去除氧化层的目的。机械加工的方法可以归结为车加工和磨削。较粗的棒材用车床和无心磨床。较细的线丝材可以用砂布带、砂带轮磨削,由于钛的氧化层硬度高,在磨削过程中,砂带轮、砂带的消耗大,不能保证一条砂带或一个砂带轮能磨削一组卷材。停机更换砂带轮、砂布带,会影响公差的一致性和均匀性。
在国内外,要去除大卷重钛及钛合金线丝材氧化皮,一般的做法是:大于Φ12的线材,用扒皮机扒皮,然后用冷轧方法减径。Φ6~12的线丝材可以用剔皮机去除氧化皮。再细的丝材可以用纱布带抛光机磨削,但受砂带使用寿命的影响,丝材的单重受到限制。也可以用酸碱洗的方法去除线丝材氧化皮,一般的酸碱洗槽,适用于处理小卷重的线丝材。大卷重的线丝材,必须用连续酸碱洗设备去除氧化皮。而且扒皮机、剔皮机和连续酸碱洗设备价格昂贵。随着钛及钛合金线丝材用途的开发,市场需要单重在200公斤以上的线丝材。上述的几种方法均不能满足要求,急待研发一种可以用于Φ3~12、大卷重钛及钛合金线丝材去除氧化皮的方法及设备。
现有技术中有一种用钢丝刷、砂布轮、抛光轮组成的钢丝除鳞抛光设备,用于钢丝的除鳞和抛光。但由于此设备张力较小、砂布轮不能连续工作等原因,不能直接用于钛及钛合金线丝材的去除氧化皮和抛光。特别是此设备没有喷水冷却及除尘装置,若用于钛及钛合金线丝材的去除氧化皮和抛光,工作中产生的钛粉,在空气中极易燃烧,难以保证安全生产。
发明内容
本发明解决的技术问题:提供一种钛及钛合金线丝材去除氧化层的方法及设备。在现有钢丝除鳞抛光设备的基础上,增加加热装置、除鳞抛光装置、喷水冷却装置、除尘装置及张力装置等,形成一条大卷重钛及钛合金线丝材去除氧化皮生产线,一次达到去除氧化层和抛光的目的。
本发明的技术解决方案:
1、一种钛及钛合金线丝材去除氧化层的方法:
①矫直:采用矫直机将钛及钛合金线丝材矫直;
②除鳞:采用钢丝轮除鳞机去除钛及钛合金线丝材表面氧化层;
③抛光:采用砂带轮抛光机将钛及钛合金线丝材表面抛光。
所述的钛及钛合金线丝材去除氧化层的具体方法是:
①矫直:先将钛及钛合金线丝材加热至500℃-800℃,然后采用矫直机将钛及钛合金线丝材矫直;
②除鳞:先采用一组粗钢丝轮去除钛及钛合金线丝材表面氧化层,然后采用一组细钢丝轮去除钛及钛合金线丝材表面剩余氧化层;
③抛光:先采用三组砂带轮将钛及钛合金线丝材表面粗抛光,然后采用一组抛光轮将钛及钛合金线丝材表面精抛光,且三组砂带轮交替使用,当其中一组砂带轮到使用限度后,可在不停机状态下将其更换成一组新的砂带轮,始终保证一组砂带轮处于工作状态。
所述除鳞过程采用喷水冷却。
所述抛光过程采用抽风除尘。
2、一种钛及钛合金线丝材去除氧化层的设备,包括从左至右依次设置的放线架(1)、矫直装置(3)、钢丝轮除鳞装置(4)、砂带轮除鳞装置(5)及导卫装置(6)。关键在于放线架(1)与矫直装置(3)之间设置有夹紧装置(2),夹紧装置(2)与矫直装置(3)之间设置有加热装置(8),导卫装置(6)的末端设置有倒立式拉丝机(7)。
所述钢丝轮除鳞装置(4)由多台钢丝轮除鳞机(13)组成,且左侧钢丝轮除鳞机(13)内设置有一组或多组粗钢丝轮(16),右侧钢丝轮除鳞机(13)内设置有一组或多组细钢丝轮(16),钢丝轮布置顺序为先粗后细。
所述砂带轮除鳞装置(5)由二台砂带轮抛光机(14)组成,且左侧砂带轮抛光机(14)内设置有二组砂带轮,右侧砂带轮抛光机(14)内设置有一组砂带轮和一组抛光轮。
所述钢丝轮除鳞机(13)内的隔板(11)上固定有导卫装置(12),钢丝轮(16)上方设置有喷水冷却装置(9)。
所述砂带轮抛光机(14)内的隔板(11)上固定有导卫装置(12),箱体上连接有抽风除尘装置(10)。
本发明与现有技术相比具有的优点和效果:
1、本发明在现有钢丝除鳞抛光设备的基础上,增加加热装置、除鳞抛光装置、喷水冷却装置、除尘装置及张力装置等,形成一条大卷重钛及钛合金线丝材去除氧化皮生产线,一次达到去除氧化层和抛光的目的。
2、本发明采用三组砂带轮交替使用对钛及钛合金线丝材表面粗抛光,当其中一组砂带轮到使用限度后,可在不停机状态下将其更换成一组新的砂带轮,始终保证一组砂带轮处于工作状态。特别适用于大卷重线丝材,保证了整卷线丝材公差的一致性和均匀性。
3、本发明通过增加夹紧装置和倒立式拉丝机,对线丝材施加足够的张力以保证线丝材的直度,使线材在除鳞过程中始终是平直的,保证磨削正常进行。
4、本发明通过增加钢丝轮的喷水装置和砂布轮的除尘装置,净化了工作环境,保证了安全生产。
5、本发明通过增加导卫装置,在钢丝轮之间、砂带轮之间以及砂带轮与抛光轮之间增加线丝材新的支点,防止线丝材抖动,保证线丝材的尺寸精度。
6、本发明通过增加加热装置,在矫直前适当加热减小钛材的应力,以保证线丝材经过矫直装置后达到矫直的目的。
附图说明
图1为本发明所述设备的结构示意图,
图2图3为本发明钢丝轮除鳞机的结构示意图,
图4图5为本发明砂布轮抛光机的结构示意图。
具体实施方式
结合附图1、2、3、4、5描述本发明的一种实施例。
1、钛及钛合金线丝材去除氧化层的方法:
①矫直:先将钛及钛合金线丝材加热至500℃-800℃,然后采用矫直机将钛及钛合金线丝材矫直;
②除鳞:先采用一组粗钢丝轮去除钛及钛合金线丝材表面氧化层,然后采用一组细钢丝轮去除钛及钛合金线丝材表面剩余氧化层;
③抛光:先采用三组砂带轮将钛及钛合金线丝材表面粗抛光,然后采用一组抛光轮将钛及钛合金线丝材表面精抛光,且三组砂带轮交替使用,当其中一组砂带轮到使用限度后,可在不停机状态下将其更换成一组新的砂带轮,始终保证一组砂带轮处于工作状态。
2、钛及钛合金线丝材去除氧化层的设备:
所述设备由从左至右依次设置的放线架(1)、夹紧装置(2)、加热装置(8)、矫直装置(3)、二台钢丝轮除鳞机(13)、二台砂带轮抛光机(14)、导卫装置(6)及倒立式拉丝机(7)组成。左侧钢丝轮除鳞机(13)内设置有二组粗钢丝轮,右侧钢丝轮除鳞机(13)内设置有二组细钢丝轮。左侧砂带轮抛光机(14)内设置有二组砂带轮,右侧砂带轮抛光机(14)内设置有一组砂带轮和一组抛光轮。
所述钢丝轮除鳞机(13)由导卫装置(12)、钢丝轮(16)、传动轮(17)、轴(18)及轴盘(19)组成。导卫装置(12)固定在钢丝轮除鳞机(13)内的隔板(11)上。轴盘(19)上装有两个行星轴(20),两个行星轴(20)上装有钢丝轮(16),轴盘转动时,钢丝轮自传,并绕线丝材公转,实现对线丝材表面除鳞。钢丝轮(16)上方设置有喷水冷却装置(9),一边除鳞,一边喷水,防止钛粉末燃烧。导卫装置(12)由两个压紧轮(21)和调整机构(22)组成,对不同直径的线材,通过调整机构(22)上下移动两个压紧轮(21)进行对中调整。若想提高生产效率,增加钢丝轮除鳞机(13),提高进给速度即可。
所述砂带轮抛光机(14)由导卫装置(12)、传动轮(17)、轴(18)、轴盘(19)及砂带轮或抛光轮(23)组成。导卫装置(12)固定在砂带轮抛光机(14)内的隔板(11)上。轴盘(19)上装有两个行星轴(20),两个行星轴(20)上装有砂带轮或抛光轮(23),轴盘转动时,砂带轮或抛光轮自传,并绕线丝材公转,实现对线丝材表面的除鳞抛光。砂带轮抛光机(14)箱体上连接有抽风除尘装置(10),将工作时产生大量的粉尘收集起来,净化了工作环境。砂带轮抛光机(14)的箱体上设置有两个箱门,方便更换砂带轮。抽风除尘装置(10)的两个吸入口(24)分别位于隔板(11)的两侧,且两个吸入口上装有挡板,更换一侧纱带轮时,挡板挡住该侧吸入口,这样不影响另一组纱带轮工作。砂带轮的作用是对钢丝轮加工过的线丝材表面进一步磨削,改善表面粗糙度。由于一个砂带轮不足以完成整根丝的砂光,为保证作业不中断,依次使用砂带轮。可以在不停机的状态下更换砂带轮,始终保证一组砂带轮处于工作状态,提高生产效率,保证整卷线丝材公差的一致性和均匀性。完全可以满足单重在200公斤以上卷材的去除氧化皮和抛光。
钢丝轮和砂带轮的压紧力是靠轴盘机构的离心力,离心力的大小主要是受转速影响。控制转速就可以控制压下量,这样就可以控制磨削深度。为了保证丝材尺寸精度,也可再加入测径装置,并和转速形成闭环控制。
所述加热装置为天然气加热炉或电加热炉,对不同牌号的钛及钛合金,采取不同的加热温度;纯钛和低合金钛丝,在直径较小时可以不加热。所述矫直装置为平立辊式;所述倒立式拉丝机也可以是其他的拉丝设备,只要动力足够即可。
工作过程:将位于放线架上的线丝材(15)的一端依次穿过夹紧装置(2)、加热装置(8)、矫直装置(3)、钢丝轮除鳞装置(4)、砂布轮除鳞装置(5)、导卫装置(6)后固定在倒立式拉丝机(7)上。通过启动倒立式拉丝机(7)将线丝材(15)拉直;通过加热装置(8)将线丝材加热至500℃-800℃,采用矫直装置(3)将线丝材矫直;矫直后的线丝材以3-60米/分的进给速度匀速通过钢丝轮除鳞装置(4)完成主要的除鳞工作,匀速通过砂带轮除鳞装置(5)对钢丝轮加工过的线丝材表面进一步磨削,改善表面粗糙度,提高光洁度。可以在不停机的状态下更换砂带轮,始终保证一组砂带轮处于工作状态,提高生产效率,保证整卷线丝材公差的一致性和均匀性。除鳞抛光后的线丝材经过导卫装置(6)后缠绕在倒立式拉丝机(7)上。

Claims (9)

1、一种钛及钛合金线丝材去除氧化层的方法,其特征是:
①矫直:采用矫直机将钛及钛合金线丝材矫直;
②除鳞:采用钢丝轮除鳞机去除钛及钛合金线丝材表面氧化层;
③抛光:采用砂带轮抛光机将钛及钛合金线丝材表面抛光。
2、根据权利要求1所述的钛及钛合金线丝材去除氧化层的方法,其特征是:
①矫直:先将钛及钛合金线丝材加热至500℃-800℃,然后采用矫直机将钛及钛合金线丝材矫直;
②除鳞:先采用一组粗钢丝轮去除钛及钛合金线丝材表面氧化层,然后采用一组细钢丝轮去除钛及钛合金线丝材表面剩余氧化层;
③抛光:先采用三组砂带轮将钛及钛合金线丝材表面粗抛光,然后采用一组抛光轮将钛及钛合金线丝材表面精抛光,且三组砂带轮交替使用,当其中一组砂带轮到使用限度后,可在不停机状态下将其更换成一组新的砂带轮,始终保证一组砂带轮处于工作状态。
3、根据权利要求1或2所述的钛及钛合金线丝材去除氧化层的方法,其特征是:除鳞过程采用喷水冷却。
4、根据权利要求1或2所述的钛及钛合金线丝材去除氧化层的方法,其特征是:抛光过程采用抽风除尘。
5、一种钛及钛合金线丝材去除氧化层的设备,包括从左至右依次设置的放线架(1)、矫直装置(3)、钢丝轮除鳞装置(4)、砂带轮除鳞装置(5)及导卫装置(6),其特征是:放线架(1)与矫直装置(3)之间设置有夹紧装置(2),夹紧装置(2)与矫直装置(3)之间设置有加热装置(8),导卫装置(6)的末端设置有倒立式拉丝机(7)。
6、根据权利要求5所述的钛及钛合金线丝材去除氧化层的设备,其特征是:所述钢丝轮除鳞装置(4)由多台钢丝轮除鳞机(13)组成,且左侧钢丝轮除鳞机(13)内设置有一组或多组粗钢丝轮(16),右侧钢丝轮除鳞机(13)内设置有一组或多组细钢丝轮(16),钢丝轮布置顺序为先粗后细。
7、根据权利要求5所述的钛及钛合金线丝材去除氧化层的设备,其特征是:所述砂带轮除鳞装置(5)由二台砂带轮抛光机(14)组成,且左侧砂带轮抛光机(14)内设置有二组砂带轮,右侧砂带轮抛光机(14)内设置有一组砂带轮和一组抛光轮。
8、根据权利要求6所述的钛及钛合金线丝材去除氧化层的设备,其特征是:所述钢丝轮除鳞机(13)内的隔板(11)上固定有导卫装置(12),钢丝轮上方设置有喷水冷却装置(9)。
9、根据权利要求7所述的钛及钛合金线丝材去除氧化层的设备,其特征是:所述砂带轮抛光机(14)内的隔板(11)上固定有导卫装置(12),箱体上连接有抽风除尘装置(10)。
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