β型钛合金丝材在线热张力矫直机组的研制

β型钛合金丝材具有高塑性，矫直后的丝材在一定曲率范围内可以盘卷，而对于盘卷的丝材，要求展开后仍然能够保持所要求的直线度。因此，目前β型钛合金丝材的矫直大多采用的形式是：在收放线机之间布置一台管式炉，根据经验对收放线机速度进行调节从而在两者之间产生一定张力进行热矫直。然而，存在2个问题：①不能实现矫直张力的稳定控制；②加热效率不能有效提高，使得丝材产品的质量稳定性和生产效率较差。为此，某公司研制出了一套张力可稳定控制的用于β型钛合金丝材矫直的在线热矫直机组。

根据设计要求，所研制的矫直机组分为3大模块：①恒张力恒速度系统。根据张力控制原理，直接设定要求控制的张力值，然后将输入张力传感器的信号(一般为毫伏级)作为张力反馈值，通过比较得出偏差后，输入到PID等控制器进行处理，再输出给外围执行机构去控制，最终达到偏差最小、系统响应最快的目的。该系统由主动放线装置、张力架、导向装置和主动收线装置组成，主要用于实现丝材矫直时所需的精确稳定的矫直张力和系统运行速度；②快速加热恒温系统。该系统由感应炉和管式炉组成，主要用于实现快速高效的加热，并保证一定的温度均匀性，在满足温度要求条件下，提高整个系统的效率；③快速循环冷却系统。该系统主要由浸入式槽型循环水冷装置组成，用于对经热张力矫直的丝材充分冷却和干燥，保持其矫直效果，保证主动收线装置顺利收料。从设备运行情况来看，可得出以下结论：

（1）利用该矫直机组，矫直张力能够得到稳定控制，即可以保证矫直质量的稳定性，又可实现矫直直线度≤2mm/m的设备设计要求。

（2）通过优化感应炉和管式炉的配置，使其充分合理发挥各自的特点，可提高加热效率，进而提高机组的矫直效率，提高丝材产能。设备使用前，该公司Φ3mmβ型钛合金丝材月产能为4000kg，使用后月产能达到10000kg。

（3）该设备可以很好的解决现阶段普遍利用经验来进行类似矫直中存在的问题。通过系统实时监测记录每种规格丝材矫直时对应的矫直力、矫直速度以及矫直温度的数值可对矫直工艺进行优化改进，也可对其他材料的矫直工艺进行实验分析和研究。