[發明專利]一種Ti662鈦合金管材的制備工藝

有效

• 申請號: 201410734000.4
• 申請日: 2014-12-05
• 公開（公告）號: CN104498849A
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發明（設計）人: 陳睿博;劉守田;朱寶輝;劉彥昌;趙洪章;胡曉晨
• 申請（專利權）人: 寧夏東方鉭業股份有限公司
• 主分類號: C22F1/18
• 分類號: C22F1/18
• 代理公司: 寧夏專利服務中心64100
• 代理人: 趙明輝

技術領域

本發明涉及一種Ti662鈦合金管材的制備工藝。

背景技術

Ti662(Ti-6Al-6V-2Sn-0.5Cu-0.5Fe)鈦合金是由美國紐約大學在Ti-6Al-4V鈦合金的基礎上發明的一種高強鈦合金，其在固溶時效熱處理后強度可達到1200MPa。該合金主要應用于溫度在300-400℃，比強度較高的場合。產品主要有板材、棒材及小鍛件，用于航空結構件、離心機、火箭發動機等部件。

由于Ti662鈦合金具有高的比強度，優良的抗腐蝕性能，在海水介質或復雜地質環境條件下工作，抗腐蝕能力高于不銹鋼，特別是對點蝕、酸蝕和應力腐蝕的抵抗力特別強，因此，近年來被應用于石油化工設備及其勘探的設備上。在美國使用較多，在國內相近牌號為TC10。該種牌號的管材在國內使用很少，目前還沒有發現該合金管材的相關資料。

發明內容

本發明的目的是提供一種Ti662鈦合金管材的制備工藝，得到的管材顯微組織均勻，晶粒細小，具有良好的室溫及高溫力學性能。

一種Ti662鈦合金管材的制備工藝，其特別之處在于，包括如下步驟：

(1)鑄錠制備：

首先制備出Φ600mm的Ti662鈦合金鑄錠或TC10鈦合金鑄錠，然后經升溫金相法測定出相變點T_β；

(2)棒坯鍛造：

將得到的Φ600mm鑄錠總共經過四火次鍛造制備擠壓棒坯，其中第一火次鍛造是在相變點以上100—200℃進行開坯鍛造，鍛造至方400mm；第二火次進行鐓拔鍛造，鍛造起始溫度為相變點以下40℃到相變點以上40℃，從方400mm鐓粗到方500mm，從方500mm拔長到方400mm，再次進行鐓粗到方500mm；第三火次在相變點以下40℃拔長鍛造，拔長至方320mm；第四火次鍛造在相變點以下30—60℃進行，拔長摔圓至Φ215mm、255mm或295mm，上述所有火次終鍛溫度均為800℃；

(3)超聲探傷：

對得到的鍛造棒坯按標準GB/T5193-2007進行超聲波探傷，要求探傷等級至少達到B級要求；

(4)擠壓坯料制備：

對得到的鍛造棒坯進行機加工，將其外徑車至Φ210mm、250mm或290mm，并且外表面粗糙度小于6.3μm，然后采用深孔鉆鏜床加工內孔，內孔加工尺寸Φ控制在(D+8)mm，其中D表示管坯的內徑尺寸，并且內孔應與外徑同心，內表面粗糙度小于3.2μm；

(5)包套：

將得到的坯料使用質量分數為30-40％的HNO₃溶液或酒精清洗，清除掉表面油污及雜質，采用雙層包套，內包套采用1mm的A3鋼板，外包套采用1mm的銅帶；

(6)熱擠壓：

將得到的管坯在電阻爐中進行加熱，溫到裝爐，保溫計時，控制加熱溫度為840～980℃，保溫2～3小時；設定擠壓速度為80-150mm/s，控制擠壓比4-18，擠壓管坯規格為外徑Φ85-165mm，壁厚為15-45mm，長度1200-9200mm進行擠壓；

(7)矯直：

將得到的擠壓管坯在冷床上持續的轉動，直至其表面溫度降低至680-760℃，用矯直機進行矯直；

(8)表面處理：

將得到的擠壓管進行酸洗，從而除去表面鋼套、銅套材料和表面氧化皮，最后水洗去除表面殘留酸液；

(9)成品熱處理：

將得到的擠壓管坯采用先固溶處理然后時效處理，控制固溶溫度為850～920℃，保溫1～2小時，出爐水冷，時效溫度為520-620℃，保溫4-8小時，出爐空冷；

(10)機加工：

將得到的擠壓管內表面采用鏜孔處理，具體采用剛性鏜桿，單邊鏜孔量為0.2～1.2mm，從而將內孔鏜至所需尺寸，并且使內表面粗糙度小于3.2um；保證內孔圓與車床卡盤旋轉軸線共線，車外徑圓，車至所需尺寸并且使外表面粗糙度小于3.2um；最終得到成品，其尺寸為外徑Φ80-160mm，壁厚為10-40mm，長度1000-9000mm。

步驟(1)中Ti662合金按照MIL-T-9047G標準中的化學成分進行配料；TC10鈦合金按國標GB/T3620-2007中的化學成分進行配料。