[發明專利]一種鈦合金鑄件變形的矯正方法

有效

• 申請號: 201310358044.7
• 申請日: 2013-08-16
• 公開（公告）號: CN103447698A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 郁炎;宋德軍;胡偉民
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七二五研究所
• 主分類號: B23K28/00
• 分類號: B23K28/00;B23K103/14
• 代理公司: 洛陽市凱旋專利事務所 41112
• 代理人: 陸君

技術領域

本發明屬于鈦合金熱加工技術領域，具體涉及一種鈦合金鑄件變形的矯正方法。

背景技術

公知的，由于鈦合金在常溫及高溫下具有較高的強度、良好的塑形和韌性、較強的耐腐蝕性能和比強度高等優點，在工業部門采用的新型結構材料中占有重要地位，由于鈦的彈性模量小，約為不銹鋼的50%，在同樣的應力作用下，鈦及鈦合金的變形量比不銹鋼大大約一倍，因此鑄件變形是鑄鈦生產中常見的鑄造缺陷；另外產生鑄件變形的原因有很多，如鑄件結構不合理、澆注系統設置不當、補焊電流過大和熱等靜壓（HIP）過程中鑄件位置擺放不當等，嚴重的變形會影響鑄件的尺寸精度和使用性能，甚至導致鑄件報廢，通常采用校正的方法來消除或減少鑄件變形；鈦合金鑄件變形的校正，通常采取的措施為機械校正和熱變形校正，機械校正為冷態或鑄件加熱至350℃以下，將鑄件放在機械或液壓機上施加一定壓力，使所需部位進行預定的變形，達到尺寸校正的目的，該方法特別適合于材質塑性好及壁厚較薄的鑄件校正，為有效進行校正，對復雜鑄件，可設計墊塊、壓頭等工裝夾具，鑄件在校正過程中會產生一定應力，校正后必須進行消除應力的熱處理；熱變形校正為將鑄件放置在專門設計和制造好的胎具內，然后真空下加熱鈦鑄件升溫至900℃左右的超塑性區，在胎具上模重力的作用下，鑄件發生蠕變，上下模合攏，鑄件達到消除變形的目的；以上鈦鑄件校正在實際操作時均存在一定局限性，在機械校正方式中，施力位置和大小不當或鑄件內部存在缺陷時會造成變形量超出金屬塑性值，從而導致鑄件產生裂紋和撕裂等嚴重后果，并且施力大小難以控制，鑄件加熱還會造成氧化，造成塑韌性降低；在熱變形校正方式中，制作專用胎具造成校正成本過高，并且校正方向單一，只適合于大中型的簡單結構鑄件校正。

發明內容

本發明所述的鈦合金鑄件變形的矯正方法，本發明利用焊接應力的反變形校正方法，變形量可以控制在1mm以內，適合于各種形狀鈦合金的鑄件的校正，不需制作工裝夾具和專用胎具，大大的簡化了工序且節省成本。

為了實現解決上述技術問題的目的，本發明采用了如下技術方案：?

一種鈦合金鑄件變形的矯正方法，所述方法具體操作步驟為：

第一步、焊前準備：焊接前先測量變形情況并記錄；

第二步、鑄件校正的焊接坡口準備：根據鑄件的變形情況，確定開坡口位置，對于自由彎曲變形的鑄件，坡口開在最大變形處的背面，對于一端固定的鑄件變形，坡口開在變形的起點部位；

第三步、鑄件校正的反變形焊接：焊接時氬氣（保護氣體）流量10-25L/min，焊接電流控制在50A-150A，焊接過程中每一層填絲完畢后測量鑄件的反變形情況并記錄，需較大反變形量時電流取上限，正常焊接取下限，焊接結束氬氣延時關閉10-30秒，如焊縫填滿后的反變形未能使鑄件校正到位，可在焊縫熱影響區外另開坡口進行反變形焊接，所述反變形焊接參數同首次焊接，嚴禁在焊縫上和焊縫熱影響區另開坡口；

第四步、鑄件校正后的處理：反變形焊接后，焊縫及熱影響區內，晶粒粗大且焊接應力和鑄件殘余應力較大，需進行真空退火消除應力，真空退火溫度為500℃-850℃，保溫2小時，真空度≤10Pa。

所述的鈦合金鑄件變形的矯正方法，所述步驟三中焊接鈦合金鑄件時采用與鈦合金鑄件同材質的焊絲。

所述的鈦合金鑄件變形的矯正方法，所述步驟二鑄件校正的焊接坡口中的焊接坡口形狀為“V”形，坡口角度45°-75°，根據變形情況坡口深度取5mm-15mm，所述坡口深度不超過壁厚的一半。

通過采用上述技術方案，本發明具有以下的有益效果：

本發明所述的鈦合金鑄件變形的矯正方法,?本發明利用焊接應力的反變形校正方法，變形量可以控制在1mm以內，適合于各種形狀鈦合金的鑄件的校正，不需制作工裝夾具和專用胎具，大大的簡化了工序且節省成本。

具體實施方式

下面結合具體的實施例對本發明作進一步的描述，以便本領域的技術人員進一步理解本發明，但下述實施例并非是對本發明保護范圍的限定。