[發(fā)明專利]一種低火耗的純鈦鍛造加熱工藝

無效

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• 申請日: 2013-05-20
• 公開（公告）號: CN103240373A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發(fā)明（設計）人: 胡靜;高欣艷;王大月;王樹凱;王燕
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: B21J1/00
• 分類號: B21J1/00;B21J1/06
• 代理公司: 常州佰業(yè)騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 金輝

技術領域

本發(fā)明涉及一種金屬鍛造領域，尤其涉及一種低火耗的純鈦鍛造加熱工藝。?

背景技術

鈦及鈦合金由于高的比強度、優(yōu)異的耐腐蝕性和良好的生物相容性，廣泛地應用于航空航天、航海、化工、能源、醫(yī)療衛(wèi)生等領域。鈦也是一種化學性質非常活潑的金屬，與空氣中的氧、氮、碳等雜質具有很強的親和力，即使在室溫大氣中鈦及鈦合金表面也能形成一層非常薄的致密氧化層，這也是鈦及鈦合金耐蝕性優(yōu)異的原因。然而，現(xiàn)有的鈦及鈦合金鍛造加熱工藝往往沒有考慮到鈦在高溫下的氧化機理，且不清楚高溫氧化的損耗機理和氧化速率，一般沿用鋼鐵材料的鍛造工藝，造成鈦及鈦合金在鍛造過程中由于高溫氧化，表面生成大量的氧化皮和硬脆相，不僅造成原材料的損失，另外嚴重氧化也是鍛造易開裂的主要原因之一。不合理的鍛造加熱工藝還會造成大批量鍛件不合格，給企業(yè)帶來嚴重的經濟損失。?

發(fā)明內容

本發(fā)明目的是克服現(xiàn)有技術存在的缺陷，提供一種低火耗、加工周期短的純鈦鍛造加熱工藝。?

實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術方案是：一種低火耗純鈦鍛造加熱工藝,?包括以下步驟：?

（1）預處理：將純鈦鑄錠表面扒皮，底端車掉疏松組織，頭尾端倒R角，打磨去除表面氣孔缺陷，并在表面均勻涂覆抗高溫、防脫碳涂料；?

（2）預熱：將電阻爐升溫至500~700℃，然后將涂覆有抗氧化涂料的純鈦鑄錠放入電阻爐的不銹鋼板上，500~700℃預熱60~100分鐘，使鑄錠內?外受熱均勻；?

（3）第二加熱階段：以1.8℃/min的加熱速度升溫至850~880℃，并保溫50~70分鐘；?

（4）第三加熱階段：繼續(xù)以2.0℃/min的加熱速度升溫至920~960℃，爐內溫度達到920~960℃后，保溫20~30分鐘，使鑄錠內外受熱均勻。?

（5）保溫結束后取出鑄錠，冷卻到鍛造溫度進行鍛造。?

上述技術方案，所述預熱時溫度為650℃，預熱時間為80分鐘。?

上述技術方案，所述第二加熱階段保溫時溫度為865℃，保溫時間為60分鐘。?

上述技術方案，所述第三加熱階段保溫溫度為940℃，保溫時間為25分鐘。?

采用上述技術方案后，本發(fā)明具有以下積極的效果：?

（1）本發(fā)明采用三段加熱方式對純鈦鍛造前進行加熱，包括高溫加熱前的預熱、第一加熱階段和第二加熱階段，三段式加熱方式不僅可有效避免傳統(tǒng)的一次性加熱方式產生的開裂及表面產生大量氧化皮和硬脆相的缺陷，而且可縮短加熱周期，減少能源的消耗，節(jié)約生產成本，起到節(jié)能減排的目的；?

（2）預處理時純鈦表面涂覆一層浙江黃巖特種涂料廠生產的抗高溫、防脫碳的202涂料可對鈦材表面起到良好的保護作用，從而很大程度上減少純鈦表面氧化皮的產生；?

（3）預熱時將電阻爐升溫至預熱溫度后再將純鈦鑄錠放入電阻爐，因為鈦在低溫下導熱性差，隨著溫度升高，導熱系數(shù)也逐漸增大，因此在預熱溫度時放入電阻爐，在較短時間內即可使其溫度均勻，縮短鑄錠在電阻爐內的加熱時間，從而縮短整個加熱周期；另外使鈦錠預熱均勻可防止后續(xù)的快速升溫產生過大的熱應力導致鑄錠開裂；?

（4）?根據(jù)純鈦不同溫度區(qū)間導熱系數(shù)的不同，第一加熱階段和第二加熱階段采用不同的加熱速度進行加熱，即可避免第一階段由于加熱速度過快產生熱應力導致鈦錠出現(xiàn)開裂，又可避免第二加熱階段?高溫下加熱時間過長而產生大量的氧化皮和硬脆相。?

（5）本發(fā)明純鈦鍛造加熱工藝操作簡單，對不同直徑或厚度的純鈦鑄錠都適用，能避免加熱不均而產生的大量氧化皮及硬脆相，能提高純鈦鑄錠鍛造成材率。?

具體實施方式

（實施例1）?

一種低火耗純鈦鍛造加熱工藝；包括以下步驟：?

（1）預處理：將直徑為140mm的純鈦鑄錠表面扒皮，底端車掉疏松組織，頭尾端倒R角，打磨去除表面氣孔缺陷，并在表面均勻涂覆一層浙江黃巖特種涂料廠生產的抗高溫、防脫碳的202涂料；?

（2）預熱：將電阻爐升溫至500℃，然后將涂覆有抗高溫、防脫碳涂料的純鈦鑄錠放入電阻爐的不銹鋼板上，500℃預熱100分鐘，使鑄錠內外受熱均勻；?

（3）第二加熱階段：以1.8℃/min的加熱速度升溫至850℃，并保溫70分鐘；?

（4）第三加熱階段：繼續(xù)以2.0℃/min的加熱速度升溫至920℃，爐內溫度達到920℃后，保溫30分鐘，使鑄錠內外受熱均勻。?

（5）保溫結束后取出鑄錠，冷卻到鍛造溫度進行鍛造。?

（實施例2）?