本文對TC4鈦合金棒線材冷拉拔加工過程展開研究,分析了TC4鈦合金冷拉拔前的預(yù)處理工藝和模具參數(shù)對坯料成形的影響,通過選擇合理的冷拉拔加工工藝參數(shù),實現(xiàn)了TC4鈦合金室溫下的冷拉拔生產(chǎn)。 對通過熱拉拔生產(chǎn)的TC4棒線材坯料進行了成分檢測及組織分析,發(fā)現(xiàn)TC4鈦合金棒線材經(jīng)熱拉拔后晶粒組織破碎且發(fā)生了不完全再結(jié)晶,晶粒比較細小呈等軸狀,組織流變方向不明顯,該組織為TC4的冷拉拔變形提供了有利條件。經(jīng)熱拉拔后的TC4斷口呈明顯的塑性斷裂特征,隨變形程度增加,韌窩底部出現(xiàn)大量孔洞。坯料在760℃、1h退火處理后綜合性能良好,在保證退火質(zhì)量的前提下坯料表面形成一層均勻致密的淡黃色氧化膜。 TC4鈦合金坯料拔前經(jīng)過表面預(yù)處理過程,成功制得了磷酸鹽潤滑涂層及草酸鹽潤滑涂層,其厚度分別達2μm和20μm,各涂層與TC4合金基體結(jié)合致密,為潤滑劑的附著提供了良好的載體,同時可以起到隔離坯料和模具直接接觸的作用。 通過對TC4冷拉拔加工的數(shù)值分析,確定了一定尺寸范圍內(nèi)棒線材冷拉拔模具的形狀參數(shù),當工作錐角為10～12°時,變形力處在一個較低的范圍內(nèi)。 通過TC4冷拉拔加工實驗,發(fā)現(xiàn)草酸鹽潤滑涂層的效果更好,獲得的拉拔坯料表面質(zhì)量更高,連續(xù)拉拔四個道次后坯料總變形量達到45%,達到批量生產(chǎn)要求。 TC4鈦合金冷拉拔后,強度上升、延伸率下降,發(fā)生了明顯的加工硬化效應(yīng),退火處理后坯料的塑性恢復(fù),不影響下一道次的冷拉拔加工。TC4鈦合金冷拉拔退火后晶粒組織呈等軸態(tài),隨變形量的增大,等軸化程度升高。