[發明專利]一種Ti60合金薄板的制備方法

有效

• 申請號: 201310366220.1
• 申請日: 2013-08-21
• 公開（公告）號: CN103447296A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 李渤渤;劉茵琪;陳志強;王非;郭朋;王樹軍
• 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: B21B1/26
• 分類號: B21B1/26;B21B37/74;B21B37/24;B23P15/00
• 代理公司: 洛陽市凱旋專利事務所 41112
• 代理人: 陸君

【技術領域】?????????????????????????????????????????????

本發明涉及一種合金薄板的制備方法，尤其是涉及一種Ti60合金薄板的制備方法。

【背景技術】

公知的，近年來，隨著科學技術快速發展，先進飛行器對機動性及飛行速度提出了更高的指標，這就要求發動機推重比要進一步提高，高推重比航空發動機對鈦合金的使用溫度要求已達600℃，而常規鈦合金不能滿足這一要求，例如TC4服役溫度≤400℃，TA15服役溫度≤500℃；因此，世界各國相續開展了高溫鈦合金的研制，并獲得了成功，例如：英國的IMI834、美國的Ti1100、俄羅斯的BT36和中國的Ti60、Ti600鈦合金等，新型輕質耐高溫鈦合金結構材料的開發，大大促進了航空、航天等尖端科技產業的發展。

Ti60合金是一種近α型高溫鈦合金，具有密度低、比強度高、熱穩定性好等優點，在600℃高溫條件下抗拉強度可達650MPa以上，高溫強度、高溫持久及蠕變性能優越，服役溫度可達600℃，能夠部分替代鎳基高溫合金等高密度結構材料，由于部分替代鎳基高溫合金等高密度結構材料，飛行器重量可以減重近40%，大大降低了飛行器重量，且提高了發動機的推重比和效率，是先進飛行器發動機重要部件及導彈殼體理想材料，但是，Ti60鈦合金屬于高合金含量、多元復雜鈦合金，具有強度高、工藝塑性差特性，加工制備1.0～3.0mm厚薄板困難，尤其對于制備寬度≥800mm大規格薄板更為困難。

【發明內容】

為了克服背景技術中的不足，本發明公開了一種Ti60合金薄板的制備方法，所述的Ti60合金薄板的制備方法制備出的大規格Ti60合金薄板寬度≥800mm、厚度為1.0～3.0mm，其室溫強度可達1100MPa以上，在600℃高溫條件下抗拉強度可達700MPa以上；本發明性能優越、工藝路線新穎、制備成本低、工作效率高、還可制備出大規格材料并實現大批量生產。

為了實現上述發明的目的，本發明采用如下技術方案：

一種Ti60合金薄板的制備方法，所述方法具體操作步驟如下：

第一步、備料：先備好Ti60板坯，8～20mm厚的Q345鋼板、直徑為10～30mm的Q345鋼條和高溫隔離劑待用；

接上一步驟，第二步、熱軋：采用3～4個火次將Ti60板坯軋至厚度為4～6mm，為包覆疊軋提供半成品板材坯料；

接上一步驟，第三步、疊軋包制作：根據薄板的成品規格，對Ti60薄板及Q345鋼板進行分切，分切長寬精度均為(0,+5)mm，對角線偏差≤5mm，然后在Ti60板及Q345鋼板表面均勻涂覆高溫隔離劑，使用Q345鋼板作為覆板，覆板之間夾2～6張4～6mm厚Ti60芯板，然后用Q345鋼條對疊軋包四邊進行焊封；

接上一步驟，第四步、包覆疊軋：坯料裝爐溫度及保溫溫度均為900～1050℃，保溫時間以1.2±0.1min/mm計算，道次變形率在8～25%，控制終軋溫度≥600℃，然后根據Ti60成品厚度規格不同，芯板/覆板變形系數為0.85～0.98，由變形系數、覆板厚度、Ti60芯板總厚度確定包覆疊軋目標厚度，同時應為Ti60成品薄板預留0.05～0.20mm砂光厚度余量；

接上一步驟，第五步、退火：采用大氣氣氛進行退火，退火板材擺放整齊后，上方壓制30～100mm普碳鋼板起壓矯形作用，退火板材裝爐溫度≤650℃，在裝爐溫度下預熱1～3小時后，升溫至750～900℃退火溫度進行保溫，保溫時間為1～5小時，依退火板材總厚度計算；

接上一步驟，第六步、表面砂光：在張力作用下，采用砂光方法去除Ti60薄板表面氧化層，首先使用80～180#砂帶進行粗砂光，然后采用180～320#砂帶進行精砂光，最終使用320#以上粒度磨料進行精拋光；

接上一步驟，第七步、酸洗：酸洗液由氫氟酸、硝酸及水組成，氫氟酸（HF）質量濃度為2.0～5.0%，硝酸(HNO₃)質量濃度為10.0～35.0%，兩者之間的比例為HF：HNO₃=1：(3～10)；

接上一步驟，第八步、成品定尺剪：將寬度及長度毛邊切除，得到成品規格Ti60薄板。