一种纯钛TA4电子产品零件的热拉拔加工工艺的制作方法

    技术2026-05-03  13


    本技术涉及钛合金管材的热拉拔加工领域,尤其是涉及一种纯钛ta4电子产品零件的热拉拔加工工艺。


    背景技术:

    1、目前,在高速发展的电子行业中,对于电子产品零件的质量轻、表面硬度、耐腐蚀性能有着越来越高的需要,且选材上必须是轻质高强的合金材质。纯钛ta4作为高性能的钛合金材料,其轻质高强、优异的耐腐蚀性能、较高的表面硬度符合电子产品零件选材的需求。但是其也存在缺陷:强度高带来的塑性相对差问题且整体折弯性能也偏差,而电子产品零件的加工特性以异形居多,批量化生产工艺上是不适合于轧制。

    2、现有技术中基于纯钛ta4材料加工成目标电子产品零件的生产工艺大多采用的是折弯、焊接成型或冷拔工艺,但是折弯、焊接成型性能较无缝管差;且生产效率较偏低,成材率不高,导致采用现有技术生产的纯钛ta4电子产品零件,生产成本偏高,限制其应用与开发。

    3、为克服现有技术中存在的缺陷,发明人提供了一种纯钛ta4电子产品零件的热拉拔加工工艺的制备方法。


    技术实现思路

    1、为了解决现有技术存在的问题,本技术提供了一种纯钛ta4电子产品零件的热拉拔加工工艺,本发明改变以往采用冷拔和折弯、焊接成型的传统工艺技术,采用冷、热拉拔组合加工方式结合特制的润滑层,加热拉拔后提高了纯钛ta4材料的塑性和折弯性能,相对于冷拉拔增加了道次变形量,减少了加工道次,节约成本,提高生产效率,降低生产成本,且采用特制的润滑层,可有效解决因摩擦损耗划伤带来的良品率低问题,进一步降低生产成本。

    2、本技术提供的一种纯钛ta4电子产品零件的热拉拔加工工艺,是通过以下技术方案得以实现的:

    3、一种纯钛ta4电子产品零件的热拉拔加工工艺,包括以下步骤:

    4、步骤一,对纯钛ta4无缝圆管进行表面喷砂处理;

    5、步骤二,纯钛ta4无缝圆管表面进行复合润滑层的制备,所述复合润滑层包括底层和外润滑层,所述外润滑层主要是由二硫化钼、石墨烯、石墨制成;

    6、步骤三,对步骤二中所得的纯钛ta4无缝圆管进行减壁冷拉拔,减壁冷拉拔变形量控制在2-15%,完成减壁冷拉拔后进行退火处理;

    7、步骤四,重复步骤三中的减壁冷拉拔、退火处理,直至所得纯钛ta4无缝圆管的厚壁降低至所述步骤一中的纯钛ta4无缝圆管厚度的0.1-0.5倍;

    8、步骤五,对步骤四中所得纯钛ta4无缝圆管进行热拉拔处理,所述纯钛ta4无缝圆管经过至少三个道次变形:圆管→椭圆管→椭方管→矩形管,每道次的周长压缩控制在2-8%;

    9、步骤六,对步骤五中所得纯钛ta4无缝矩形管进行减壁热拉拔处理,所述减壁热拉拔变形量控制在5-15%;

    10、步骤七,重复步骤六中的减壁热拉拔处理,直至所得纯钛ta4无缝矩形管的厚壁降低至所述步骤五中的纯钛ta4无缝矩形管厚度的0.2-0.7倍,表面清洗得成品纯钛ta4零件。

    11、本发明改变以往采用冷拔和折弯、焊接成型的传统工艺技术,采用冷拉拔、热拉拔组合加工方式结合特制的润滑层,加热拉拔后提高了纯钛ta4材料的塑性和折弯性能,相对于冷拉拔增加了道次变形量,减少了加工道次,节约成本,提高生产效率,降低生产成本,且采用特制的润滑层,可有效解决因摩擦损耗划伤带来的良品率低问题,进一步降低生产成本。

    12、优选地,所述步骤一中纯钛ta4无缝圆管先采用60-100目金刚砂进行第一道喷砂处理,再采用300-400目金刚砂进行第二道喷砂处理,后采用1500-2000目金刚砂进行第三道喷砂处理,使喷砂后钛合金管材表面粗糙度在ra1.0-ra2.5,喷砂处理后的纯钛ta4无缝圆管采用去离子水进行至少三次清洗,然后输入烘箱中于80℃下烘干1-3h,备用。

    13、通过采用上述技术方案,可有效除去表面的污染物和氧化物杂质,便于与复合润滑结合。

    14、优选地,所述步骤二,纯钛ta4无缝圆管表面进行复合润滑层的制备具体如下:先采用有机钛合物对纯钛ta4无缝圆管表面进行一次涂覆烘干处理,后再采用偶联剂对纯钛ta4无缝圆管表面进行二次涂覆烘干处理,最后配置润滑剂混合浆,将配置的润滑剂混合浆均匀涂覆于离型纸上烘干形成半固化润滑膜片,将所得半固化润滑膜片包覆于纯钛ta4无缝圆管外壁热压、烘干后即可在纯钛ta4无缝圆管表面形成复合润滑层。

    15、优选地,所述步骤二中的润滑剂混合浆包括石墨烯接枝改性二硫化钼片材、鳞片石墨、水解型胶乳粒子、去离子水组成,所述润滑剂混合浆的固含量控制为20-40wt%。

    16、优选地,所述半固化润滑膜片中的石墨烯接枝改性二硫化钼片材、鳞片石墨是通过水解型胶乳粒子粘结固定形成半固化润滑膜片;所述水解型胶乳粒子在50-70℃、ph值8-9环境下水解。

    17、优选地,所述石墨烯接枝改性二硫化钼片材的制备方法如下:先通过化学气相沉积工艺或溶胶-凝胶工艺在二硫化钼片材表面形成金属纳米簇,然后将石墨烯水分分散液与表面接枝金属纳米簇的二硫化钼片材置于行星球磨机中进行湿法球磨处理,先以转速600-800rpm球磨处理,球磨过程中加热、抽真空5-10min,除去部分水蒸气后,调整转速为2000-3000rpm,抽真空除尽水蒸气后继续以2000-3000rpm转速球磨5-15min,得表面石墨烯接枝改性二硫化钼片材。

    18、优选地,有机钛合物为dorf ketal有机钛tyzor 726;所述偶联剂为钛酸酯偶联剂。

    19、通过采用上述技术方案,采用上述复合润滑层可减少了产品热拉拔过程的表面划伤;且使产品拉拔后的表面处理便捷,简化了后续的表面清理工序,节约整体生产成本。

    20、优选地,所述步骤五中热拉拔处理工艺的加热方式为电磁感应加热,在电磁加热感觉线圈安装在拉拔模具前端,通过电磁加热感觉线圈加热输入拉拔模的纯钛ta4无缝圆管温度为400-600℃。

    21、优选地,所述步骤三,对步骤二中所得的纯钛ta4无缝圆管进行减壁冷拉拔,减壁冷拉拔变形量控制在12-15%,完成减壁冷拉拔后进行退火处理,700-800℃下保温0.5-2.0h;

    22、优选地,所述步骤四中,重复2-4次步骤三中的减壁冷拉拔、退火处理,减壁冷拉拔变形量为12-15%;重复2-4次步骤三中的减壁冷拉拔、退火处理,减壁冷拉拔变形量为8-12%;重复2-8次步骤三中的减壁冷拉拔、退火处理,减壁冷拉拔变形量为6-8%;重复2-20步骤三中的减壁冷拉拔、退火处理,减壁冷拉拔变形量为2-6%,直至所得纯钛ta4无缝圆管的厚壁降低至所述步骤一中的纯钛ta4无缝圆管厚度的0.1-0.5倍。

    23、优选地,所述步骤六,对步骤五中所得纯钛ta4无缝矩形管进行减壁热拉拔处理,所述减壁热拉拔变形量控制在6-8%;

    24、优选地,所述步骤七,重复2-4次步骤六中的减壁热拉拔处理,减壁热拉拔变形量控制在6-8%;重复2-4次重复步骤六中的减壁热拉拔处理,减壁热拉拔变形量控制在4-6%;重复2-20次步骤六中的减壁热拉拔处理,减壁热拉拔变形量均控制在2-4%;直至所得纯钛ta4无缝矩形管的厚壁降低至所述步骤五中的纯钛ta4无缝矩形管厚度的0.2-0.7倍,在50-70℃、ph值8-9环境进行超声波表面清洗处理、烘干即得成品纯钛ta4零件。

    25、通过采用上述技术方案,可有效降低拉拔过程中出现r角裂纹的概率,大幅提升纯钛ta4电子产品零件的成材率,进而可降低生产成本,拓展纯钛ta4电子零件应用与开发。

    26、综上所述,本技术具有以下优点:

    27、1、本发明改变以往采用冷拔和折弯、焊接成型的传统工艺技术,采用冷、热拉拔组合加工方式结合特制的润滑层,加热拉拔后提高了纯钛ta4材料的塑性和折弯性能,相对于冷拉拔增加了道次变形量,减少了加工道次,节约成本,提高生产效率,降低生产成本,且采用特制的润滑层,可有效解决因摩擦损耗划伤带来的良品率低问题,进一步降低生产成本。

    28、2、本技术的制备方法相对简单,操作难度低,便于实现工业化生产制造,降低纯钛ta4电子零件的生产成本,拓展其应用与开发,推动国内电子行业的发展。


    技术特征:

    1.一种纯钛ta4电子产品零件的热拉拔加工工艺,其特征在于:包括以下步骤:

    2.根据权利要求1所述的一种纯钛ta4电子产品零件的热拉拔加工工艺,其特征在于:所述步骤一中纯钛ta4无缝圆管先采用60-100目金刚砂进行第一道喷砂处理,再采用300-400目金刚砂进行第二道喷砂处理,后采用1500-2000目金刚砂进行第三道喷砂处理,使喷砂后钛合金管材表面粗糙度在ra1.0-ra2.5,喷砂处理后的纯钛ta4无缝圆管采用去离子水进行至少三次清洗,然后输入烘箱中于80℃下烘干1-3h,备用。

    3.根据权利要求1所述的一种纯钛ta4电子产品零件的热拉拔加工工艺,其特征在于:所述步骤二,纯钛ta4无缝圆管表面进行复合润滑层的制备具体如下:先采用有机钛合物对纯钛ta4无缝圆管表面进行一次涂覆烘干处理,后再采用偶联剂对纯钛ta4无缝圆管表面进行二次涂覆烘干处理,最后配置润滑剂混合浆,将配置的润滑剂混合浆均匀涂覆于离型纸上烘干形成半固化润滑膜片,将所得半固化润滑膜片包覆于纯钛ta4无缝圆管外壁热压、烘干后即可在纯钛ta4无缝圆管表面形成复合润滑层。

    4.根据权利要求3所述的一种纯钛ta4电子产品零件的热拉拔加工工艺,其特征在于:所述步骤二中的润滑剂混合浆包括石墨烯接枝改性二硫化钼片材、鳞片石墨、水解型胶乳粒子、去离子水组成,所述润滑剂混合浆的固含量控制为20-40wt%。

    5.根据权利要求4所述的一种纯钛ta4电子产品零件的热拉拔加工工艺,其特征在于:所述半固化润滑膜片中的石墨烯接枝改性二硫化钼片材、鳞片石墨是通过水解型胶乳粒子粘结固定形成半固化润滑膜片;所述水解型胶乳粒子在50-70℃、ph值8-9环境下水解。

    6.根据权利要求4所述的一种纯钛ta4电子产品零件的热拉拔加工工艺,其特征在于:所述石墨烯接枝改性二硫化钼片材的制备方法如下:先通过化学气相沉积工艺或溶胶-凝胶工艺在二硫化钼片材表面形成金属纳米簇,然后将石墨烯水分分散液与表面接枝金属纳米簇的二硫化钼片材置于行星球磨机中进行湿法球磨处理,先以转速600-800rpm球磨处理,球磨过程中加热、抽真空5-10min,除去部分水蒸气后,调整转速为2000-3000rpm,抽真空除尽水蒸气后继续以2000-3000rpm转速球磨5-15min,得表面石墨烯接枝改性二硫化钼片材。

    7.根据权利要求3所述的一种纯钛ta4电子产品零件的热拉拔加工工艺,其特征在于:所述有机钛合物为dorf ketal有机钛tyzor 726;所述偶联剂为钛酸酯偶联剂。

    8.根据权利要求1所述的一种纯钛ta4电子产品零件的热拉拔加工工艺,其特征在于:步骤五中热拉拔处理工艺的加热方式为电磁感应加热,在电磁加热感觉线圈安装在拉拔模具前端,通过电磁加热感觉线圈加热输入拉拔模的纯钛ta4无缝圆管温度为400-600℃。

    9.根据权利要求1所述的一种纯钛ta4电子产品零件的热拉拔加工工艺,其特征在于:所述步骤三,对步骤二中所得的纯钛ta4无缝圆管进行减壁冷拉拔,减壁冷拉拔变形量控制在12-15%,完成减壁冷拉拔后进行退火处理,700-800℃下保温0.5-2.0h;步骤四中,重复2-4次步骤三中的减壁冷拉拔、退火处理,减壁冷拉拔变形量为12-15%;重复2-4次步骤三中的减壁冷拉拔、退火处理,减壁冷拉拔变形量为8-12%;重复2-8次步骤三中的减壁冷拉拔、退火处理,减壁冷拉拔变形量为6-8%;重复2-20步骤三中的减壁冷拉拔、退火处理,减壁冷拉拔变形量为2-6%,直至所得纯钛ta4无缝圆管的厚壁降低至所述步骤一中的纯钛ta4无缝圆管厚度的0.1-0.5倍。

    10.根据权利要求1所述的一种纯钛ta4电子产品零件的热拉拔加工工艺,其特征在于:步骤六,对步骤五中所得纯钛ta4无缝矩形管进行减壁热拉拔处理,所述减壁热拉拔变形量控制在6-8%;步骤七,重复2-4次步骤六中的减壁热拉拔处理,减壁热拉拔变形量控制在6-8%;重复2-4次重复步骤六中的减壁热拉拔处理,减壁热拉拔变形量控制在4-6%;重复2-20次步骤六中的减壁热拉拔处理,减壁热拉拔变形量均控制在2-4%;直至所得纯钛ta4无缝矩形管的厚壁降低至所述步骤五中的纯钛ta4无缝矩形管厚度的0.2-0.7倍,在50-70℃、ph值8-9环境进行超声波表面清洗处理、烘干即可得成品纯钛ta4零件。


    技术总结
    本申请涉及钛合金管材的热拉拔加工领域,尤其是一种纯钛TA4电子产品零件的热拉拔加工工艺。一种纯钛TA4电子产品零件的热拉拔加工工艺如下:先对对纯钛TA4无缝圆管依次进行表面喷砂处理、复合润滑层制备、多次减壁冷拉拔+退火处理、热拉拔处理后将纯钛TA4圆管拉拔为纯钛TA4矩形管,对所得纯钛TA4矩形管进行多次减壁热拉拔处理,表面清洗去除复合润滑层后即可获得成品纯钛TA4零件。本申请采用冷拉拔、热拉拔组合加工方式结合特制的润滑层,加热拉拔后提高了纯钛TA4材料的塑性和折弯性能,相对于冷拉拔增加了道次变形量,减少了加工道次,节约成本,提高生产效率,降低生产成本。

    技术研发人员:彭海龙,杨明安,蒋朝飞,杨玉玲,邹勇,陈双森
    受保护的技术使用者:众山(常州)新材料有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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