拉拔钛管棒线材的分类

拉拔按制品形状分为实心材拉拔和空心材拉拔两类。

实心材拉拔
实心材拉拔包括棒、型线材的拉拔，它分为：
（1)单道次拉拔。它是指拉拔时工件只通过一个模机，只经过一道次拉拔，一般用于棒型材和粗线材加工，如图5-1所示。单道次拉拔道次加工率较大、操作简单，但只能拉拔长度较短的制品，生产率低。
（2)多道次连续拉拔。它是指拉拔时工件同时通过两个或两个以上拉模的连续拉拔过程，即一台拉拔机上同时通过多个道次拉拔，一般用于生产线材，如图5-2所示。它的总加工率大，拉拔速度高，自动化程度高，生产率也高。

多道次拉拔又分为有滑动式、无滑动式和无滑动积蓄式三种形式。钛线材常用带滑动的多次拉拔工艺。

2 空心材拉拔
空心材拉拔即管材拉拔，管材常用的拉拔方法可分为带芯头拉拔和无芯头拉拔两大类。无芯头拉拔称为空拉，带芯头拉拔称为衬拉。按照芯头类型的不同，衬拉又分为短芯头拉拔、长芯头拉拔和扩径拉拔。它们都是单道次拉拔。
A 无芯头拉拔
无芯头拉拔常称为空拉，空拉包括减径拉拔、整径拉拔和成形拉拔。
（1)减径拉拔。减径的目的是减缩管材的直径，但在减径时管子的壁厚会略有变化。壁厚增减量的大小随管材规格、减径量的大小和合金不同而变化。
（2)整径拉拔。就是最后一个拉拔道次拉拔，通过整径使管材的外径尺寸更精确，符合产品标准的要求。
（3)成形拉拔。成形拉拔是用圆形的管坯料，通过过渡模和成形模，使其形成所需的方形、矩形、六角形、椭圆形等异形断面的管材。
当空拉大直径薄壁管材时，如果道次减径量过大，往往会出现纵向凹陷现象，即所谓失稳或不稳定。为了保证拉拔的稳定性，当δ／D≤0.04时，空拉直径变形量不得大于允许的临界变形量。即：
ε>εd临           （5-8)
式中
εd－管材直径变形量，εd=D-d/Dx100%.
临界变形量的计算公式为：

式中
D－空拉前管材的外径；
d-变形后管材的直径；
δ-空拉前管材的壁厚。
比较简单的计算方法是，当模角为10°~15°时，应满足下式即为稳定：
D-d<6δ                   （5-10)
空拉时管材壁厚的变化是由于金属在变形时产生不同方向流动造成的。根据实际经验，可用值的大小予以考虑：D／δ=5~6时，管材壁厚增加D／δ≤5时，管材壁厚减小。
空拉时可减小管材壁厚不均的程度，当管材壁厚不均略微超标时，可利用空拉加以纠正。这是因为壁厚较薄的部分其横向变形应力比较大，管壁增厚的趋势较大。

无芯头拉伸最主要的缺点是管材内表面随拉伸量的增加而变得粗糙无光，严重时会产生纵向皱纹。对于晶粒粗大的合金管材，其内表面的粗糙程度尤为严重。因此，空拉多用于难以装入芯头的小直径管材的拉拔、异形管的成形拉拔及冷轧后进行小量的减径和整径。
B 短芯头拉拔
短芯头拉拔是管材生产中最普遍的工艺方法。短芯头拉拔是把固定在芯杆前端的短芯头插入管坯内孔，芯杆的后端固定在拉拔机后座上。拉拔时，芯头被固定在与拉拔模定径带相对应的位置上，管坯通过模孔和芯头所形成的环状间隙，获得与此间隙和尺寸相同的管材。这种拉拔过程是一种复合拉拔变形，刚开始时，属于空拉阶段，管材直径变小，壁厚变化不大，当管材内表面与芯头工作带接触时，变为减径和减壁阶段，此时的主应力图和主变形图都是两向压缩、一向拉拔或伸长。也就是金属沿轴向流动，管材直径减小，壁厚变薄，长度增加。
短芯头拉拔时，管材内外表面同时与模子和芯头发生滑动摩擦。因此，当润滑条件不好时，很容易导致工具粘金属，在管材外表面和内表面上产生划沟。所以，不断改善润滑条件是提高道次变形量和保证管材表面质量的重要环节。
用短芯头拉拔的管材，其表面质量比空拉生产的好。与长芯头拉拔和游动芯头拉拔相比，工具设计和制造简单，操作和更换规格也比较方便。
C 长芯杆拉拔
长芯杆拉拔是把管坯套在长芯杆上，使其与管坯一起拉过模孔，如图5-1(c)所示。芯杆的直径等于制品的内径，芯杆的长度一定要大于成品管材的长度。工作时，整根芯杆都是工作部分，所以其尺寸和表面粗糙度必须满足质量要求。拉拔后从芯杆上取下管材要经过脱管，从拉拔的相反方向拉出芯杆，脱管时要采用脱管模。为了顺利脱管，经常要在斜辊滚轧机上滚轧一次，使管材直径扩大1~2mm,再拉出芯杆。长芯杆拉拔具有以下特点：
（1)和短芯头拉拔一样，也具有压缩阶段，在此阶段实现管材减径。
（2)在拉拔过程中，管子伸长并沿芯杆表面滑动，越靠近出口端滑动越小，在出口处滑动为零。
（3)长芯杆拉拔时，变形金属向着与拉拔方向相反的方向滑动，管材内表面与长芯杆之间摩擦力的方向与芯杆运动方向一致，因此，相应地减小了拉伸应力。所以可得到较大的道次加工率和总加工率。道次延伸系数可达2.2,而短芯头拉拔时道次延伸系数不超过1.8.
（4)长芯杆拉拔需增加脱管工序及必要设备。
（5)需要的芯杆量大，芯杆制作难度较大，增加工具成本。长芯杆拉拔仅在拉拔大直径且较薄的管材时采用。
D 扩径拉拔
管材生产中很少使用扩径拉拔的方法，但是为了解决品种问题或挽救管材尺寸超差，有时也采用扩径拉拔的方法。扩径的方法有两种类型，即拉拔扩径和压入扩径。
压入扩径法只适用于壁厚较厚和长度与直径的比值小于10的管材，用这种方法扩径后的管材基本上不产生几何废料。而用拉拔扩径后的管材必须要切掉夹头，但是拉拔扩径可以生产壁厚较薄和较长的管材。

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