工业生产中，纯钛棒的生产方式主要有锻造、轧制、挤压3种。锻造生产的纯钛棒由于锻造火次多，最终制品表面扒皮量较大，单边基本在5mm以上，但可以生产对组织要求较高的制品。轧制方式生产效率高，扒皮量小，单边扒皮2～3mm即可清除表面的氧化层和轧制缺陷，但目前成熟的轧制棒坯基本在Φ80mm以下，Φ80mm以上规格的纯钛棒目前主要还是以锻造为主。为了研究更为经济的生产工艺，就锻造和挤压相结合的方式生产品质较高的纯钛棒进行探讨，重点研究了铸态坯料直接挤压和锻态坯料挤压对纯钛棒材表面质量、显微组织和力学性能的影响。
实验材料为1级海绵钛（粒度为0.85～12.7mm）经两次真空电弧熔炼制得的纯钛铸锭，规格分别为Φ300mm×1600mm、Φ600mm×2400mm。Φ300mm×1600mm铸锭经过车床扒皮和中分锯切，制备成2节规格为Φ292mm×800mm的挤压锭坯；Φ600mm×2400mm铸锭经总变形量为80%左右的两火次锻造拔长，制备成2节Φ292mm×800mm的挤压锭坯。
实验采用35MN卧式挤压机。挤压前，用T2紫铜皮包覆坯料表面，以便在高温挤压时起到润滑作用，防止挤压坯料粘接模具。采用石墨、二硫化钼、气缸油质量比为1∶2∶5的润滑剂润滑挤压筒，采用二硫化钼、气缸油、沥青质量比为1∶2∶4的润滑剂润滑挤压模。模具为65°半锥角的锥形凹模，定径带长度为15mm，挤压前纯钛锭坯采用电阻炉加热，加热温度为800℃，保温时间为3h，挤压比为9.57，挤压后的纯钛棒直径为95mm。
制备铸态和锻态锭坯的金相试样，腐蚀剂为体积比为1∶3∶7的HF、HNO3、H2O混合溶液，采用Leica MM-6金相显微镜观察材料的显微组织。对挤压后的棒材取样分别进行金相组织观察和拉伸性能测试。试验结果表明：
（1）包覆铜皮挤压纯钛棒时，采用锻态坯料和铸态坯料挤压后棒材的表面质量有明显差异，锻造后的坯料可以挤压得到表面光洁的纯钛棒，而铸钛坯料挤压后棒材表面有大量的沟槽，表面质量很差。
（2）纯钛铸态坯料因为有粗大的柱状晶，导致滑移变形难以发生，在挤压过程中主要以孪生变形为主，金属流动性较差，挤压后棒材组织中含有较多的孪晶。纯钛锻造坯料为等轴组织，在挤压过程中，滑移和孪生同时进行，流动性较好，挤压后棒材组织为细小的等轴组织。
（3）通过较少火次锻造和挤压相结合的方式，可以生产出表面质量和力学性能均符合要求的高品质纯钛棒材。