工業(yè)生產(chǎn)中，純鈦棒的生產(chǎn)方式主要有鍛造、軋制、擠壓3種。鍛造生產(chǎn)的純鈦棒由于鍛造火次多，最終制品表面扒皮量較大，單邊基本在5mm以上，但可以生產(chǎn)對組織要求較高的制品。軋制方式生產(chǎn)效率高，扒皮量小，單邊扒皮2～3mm即可清除表面的氧化層和軋制缺陷，但目前成熟的軋制棒坯基本在Φ80mm以下，Φ80mm以上規(guī)格的純鈦棒目前主要還是以鍛造為主。為了研究更為經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)工藝，就鍛造和擠壓相結(jié)合的方式生產(chǎn)品質(zhì)較高的純鈦棒進(jìn)行探討，重點(diǎn)研究了鑄態(tài)坯料直接擠壓和鍛態(tài)坯料擠壓對純鈦棒材表面質(zhì)量、顯微組織和力學(xué)性能的影響。
實(shí)驗(yàn)材料為1級海綿鈦（粒度為0.85～12.7mm）經(jīng)兩次真空電弧熔煉制得的純鈦鑄錠，規(guī)格分別為Φ300mm×1600mm、Φ600mm×2400mm。Φ300mm×1600mm鑄錠經(jīng)過車床扒皮和中分鋸切，制備成2節(jié)規(guī)格為Φ292mm×800mm的擠壓錠坯；Φ600mm×2400mm鑄錠經(jīng)總變形量為80%左右的兩火次鍛造拔長，制備成2節(jié)Φ292mm×800mm的擠壓錠坯。
實(shí)驗(yàn)采用35MN臥式擠壓機(jī)。擠壓前，用T2紫銅皮包覆坯料表面，以便在高溫?cái)D壓時起到潤滑作用，防止擠壓坯料粘接模具。采用石墨、二硫化鉬、氣缸油質(zhì)量比為1∶2∶5的潤滑劑潤滑擠壓筒，采用二硫化鉬、氣缸油、瀝青質(zhì)量比為1∶2∶4的潤滑劑潤滑擠壓模。模具為65°半錐角的錐形凹模，定徑帶長度為15mm，擠壓前純鈦錠坯采用電阻爐加熱，加熱溫度為800℃，保溫時間為3h，擠壓比為9.57，擠壓后的純鈦棒直徑為95mm。
制備鑄態(tài)和鍛態(tài)錠坯的金相試樣，腐蝕劑為體積比為1∶3∶7的HF、HNO3、H2O混合溶液，采用Leica MM-6金相顯微鏡觀察材料的顯微組織。對擠壓后的棒材取樣分別進(jìn)行金相組織觀察和拉伸性能測試。試驗(yàn)結(jié)果表明：
（1）包覆銅皮擠壓純鈦棒時，采用鍛態(tài)坯料和鑄態(tài)坯料擠壓后棒材的表面質(zhì)量有明顯差異，鍛造后的坯料可以擠壓得到表面光潔的純鈦棒，而鑄鈦坯料擠壓后棒材表面有大量的溝槽，表面質(zhì)量很差。
（2）純鈦鑄態(tài)坯料因?yàn)橛写执蟮闹鶢罹В瑢?dǎo)致滑移變形難以發(fā)生，在擠壓過程中主要以孿生變形為主，金屬流動性較差，擠壓后棒材組織中含有較多的孿晶。純鈦鍛造坯料為等軸組織，在擠壓過程中，滑移和孿生同時進(jìn)行，流動性較好，擠壓后棒材組織為細(xì)小的等軸組織。
（3）通過較少火次鍛造和擠壓相結(jié)合的方式，可以生產(chǎn)出表面質(zhì)量和力學(xué)性能均符合要求的高品質(zhì)純鈦棒材。