[發明專利]一種飛機發動機用無縫鈦合金管材的制備方法

無效

• 申請號: 201010250929.1
• 申請日: 2010-08-11
• 公開（公告）號: CN101934302A
• 公開（公告）日: 2011-01-05
• 發明（設計）人: 龐繼明;曲恒磊;鄧超;南莉;祝建雯;李明利;文寧;楊亞社;楊建朝
• 申請（專利權）人: 西部鈦業有限責任公司
• 主分類號: B21C37/06
• 分類號: B21C37/06
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

1.一種飛機發動機用無縫鈦合金管材的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)鑄錠鍛造成中間棒材

將熔煉后的含鈦質量分數不低于99.6％的海綿鈦鑄錠，加熱至1000～1100℃，保溫4～6h后進行變形量為60～80％的開坯鍛造，開坯鍛造完成后進行兩火次鍛造，每火次鍛造中進行不少于五道次的鐓拔，鐓拔完成后滾圓為棒材；

2)中間棒材擠壓成管坯

在中間棒材中心鉆出與擠壓管坯的內孔相適應的通孔，并將中間棒材外表面、通孔內表面和端面包覆厚度為1.0～2.0mm的銅皮，然后加熱至700～750℃保溫1～3h，再將其送入擠壓機擠壓成管坯，擠壓速度控制在50～55mm/s；將擠壓好的管坯在650～700℃熱處理30～45min，熱處理完成后，在體積濃度為30～60％的HNO₃酸洗液中浸泡去除殘留在管坯表面的銅皮，并去除管坯表面上的折疊、裂紋和凹坑；

3)管坯的開坯軋制

將外表面無缺陷的管坯在室溫下送入兩輥開坯軋機進行2～3道次的開坯軋制，每道次變形量為45～65％，在前兩次的開坯軋制后通過鏜刀對管材內孔進行處理，軋制完成后去除管材表面粘附的油污并用酸洗液清洗后，在1.0×10^-2～1.0×10⁰Pa、壓升率≤2.0Pa/h的真空條件下600～700℃熱處理0.5～2.0h，然后隨爐冷卻至200℃以下出爐空冷，檢查并去除外表面缺陷；

4)中間管材軋制

將開坯軋制后的管坯在多輥冷軋管機上進行連續2～3道次的冷軋，每道次冷軋的變形量控制在10.0～30.0％，每連續2～3道次的總變形量控制在40.0～60.0％，冷軋后去除管材表面粘附的油污并用酸洗液清洗，然后在1.0×10^-2～1.0×10⁰Pa、壓升率≤2.0Pa/h的真空條件下650～700℃熱處理0.5～2.0h，熱處理完成后隨爐冷卻至200℃以下出爐空冷，檢查并去除外表面缺陷后得到中間管材；

5)成品管材軋制

將中間管材進行連續2～3道次的冷軋，每道次冷軋的變形量控制在10.0～30.0％，總變形量35.0～60.0％，冷軋后去除管材表面粘附的油污并用酸洗液清洗，然后在1.0×10^-2～1.0×10⁰Pa、壓升率≤2.0Pa/h的真空條件下500～550℃熱處理1.0～1.5h，熱處理完成后隨爐冷卻至200℃以下出爐空冷，得到成品管材。

2.如權利要求1所述的飛機發動機用無縫鈦合金管材的制備方法，其特征在于，所述的海綿鈦鑄錠熔煉為：

將海綿鈦鑄錠原料在100～120℃干燥6～10h，然后進行電極塊壓制并焊接海綿鈦鑄錠原料，再在0.1～10.0Pa之間于2500～2800℃熔煉，熔煉時間為2.0～5.0h；在真空中冷卻3.0～5.0h后，取出鑄錠，去除表面污染物和氧化皮，得到熔煉后的海綿鈦鑄錠。

3.如權利要求1所述的飛機發動機用無縫鈦合金管材的制備方法，其特征在于：熔煉后的海綿鈦鑄錠，其包含的雜質總和質量分數不大于0.4％，單一雜質質量分數不大于0.1％。

4.如權利要求1所述的飛機發動機用無縫鈦合金管材的制備方法，其特征在于：按質量分數計，熔煉后的海綿鈦鑄錠化學成分為：Fe：0～0.06％，C：0～0.05％，N：0～0.05％，O：0～0.10％，H：0～0.01％，Si：0～0.04％，其余為Ti。

5.如權利要求1所述的飛機發動機用無縫鈦合金管材的制備方法，其特征在于：管坯的強度為500.0～700.0Mpa，再結晶溫度為500～600℃。

6.如權利要求1所述的飛機發動機用無縫鈦合金管材的制備方法，其特征在于：所述的鏜孔去除包括裂紋和凹坑的內壁缺陷，確保管材的壁厚偏差小于0.20～0.40mm。

7.如權利要求1所述的飛機發動機用無縫鈦合金管材的制備方法，其特征在于：在鏜孔處理規格為Φ30～Φ40mm的中間管材時，鏜孔量控制在0.30～0.50mm。

8.如權利要求1所述的飛機發動機用無縫鈦合金管材的制備方法，其特征在于：所述的酸洗液包含體積濃度15.0～30.0％的HNO₃和5.0～10.0％的HF，其余為H₂O。

9.如權利要求1所述的飛機發動機用無縫鈦合金管材的制備方法，其特征在于：所述的成品管材的顯微組織為等軸組織，等軸組織的平均晶粒度為6～8級。