[發明專利]一種高強度高精度Ti6Al4V鈦合金管材的加工制備方法

在審

• 申請號: 201711366526.1
• 申請日: 2017-12-18
• 公開（公告）號: CN108098269A
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發明（設計）人: 楊曉康;魏芬絨;金旭丹;楊宏進;崔文俊;毛江虹;羅斌莉
• 申請（專利權）人: 西安賽特思邁鈦業有限公司
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00;C22C14/00;C22F1/18
• 代理公司: 陜西增瑞律師事務所 61219
• 代理人: 張瑞琪

本發明公開了一種高強度高精度Ti6Al4V鈦合金管材的加工制備方法，鍛造組織均勻細小的Ti6Al4V鈦合金棒坯，采用箱式電阻爐將鈦合金棒坯在β相區進行加熱保溫；并通過斜軋穿孔機將加熱后的鈦合金棒坯軋制為管坯；將軋制的管坯熱處理，用矯直機進行熱矯直；將熱矯直后的管坯內表面進行鏜孔處理，得到成品鈦合金管材；本發明通過對鈦合金化學成分的控制，主要是間隙元素O、Fe的控制，大變形鍛軋，加工時合理選擇加熱和軋制溫度，以及后續的去應力退火，Ti6Al4V管材可獲得高強度，同時通過熱矯直及機加工參數的合理控制，制備的管材表面質量好、壁厚均勻度高，塑性優良，該方法特別適合中規格高強Ti6Al4V鈦合金管材的生產。

【技術領域】

本發明屬于有色金屬加工技術領域，具體涉及一種高強度高精度Ti6Al4V鈦合金管材的加工制備方法。

【背景技術】

鈦及鈦合金具有高比強度、耐高溫、耐腐蝕、高韌性、低密度、較寬的工作溫度范圍和抗疲勞性好的優點，尤其具有優異的抗腐蝕性能，能在大多數酸、堿、鹽及海水及海洋環境中使用不腐蝕。Ti6Al4V鈦合金具有優異的綜合性能，其良好的工藝塑性和超塑性適合于各種壓力成形，在軍事工業、核工業、航空航天、海洋產業、石油精煉、化工等領域具有廣泛應用，可用于制作海洋石油機械用的各類零件。

鈦合金管材的生產一般采用擠壓或穿孔管坯軋制方法，但對于高強鈦合金管材，冷軋制方式很難生產。目前高強鈦合金管材可采用的制造方法有棒材-機械加工法、擠壓管坯-機械加工法、鍛造(或棒材－機械加工)為厚壁筒體－帶芯棒精密鍛造法等方法。棒材-機械加工法成材率極低，適合數量少、長度短的管材；擠壓管坯-機械加工法生產工序長、成本高、成材率較低，對于外徑50～ 300mm的管材，需要大型的擠壓機及配套的大尺寸成套工模具，成本高成材率低，且生產的管材長度受限，難以滿足應用需求。

【發明內容】

本發明的目的是提供一種高強度高精度Ti6Al4V鈦合金管材的加工制備方法，以解決現有技術中規格Ti6Al4V鈦合金管材性能不足、精度低的問題。

本發明采用以下技術方案：一種高強度高精度Ti6Al4V鈦合金管材的加工制備方法，其特征在于，具體按照以下步驟：

步驟1、鍛造組織均勻細小的Ti6Al4V鈦合金棒坯，其中，Al元素的重量百分比為6.0％～6.5％，V元素的重量百分比為4.0％～4.5％，O元素的重量百分比為0.15％～0.18％，Fe元素的重量百分比為0.15％～0.25％；

步驟2、采用箱式電阻爐將步驟1中的鈦合金棒坯在β相區進行加熱保溫；并通過斜軋穿孔機將加熱后的鈦合金棒坯軋制為管坯；

步驟3、將步驟2軋制的管坯熱處理，將熱處理后的管坯在箱式加熱爐加熱至600-700℃，保溫30～45min，用矯直機進行熱矯直；

步驟4、將步驟3熱矯直后的管坯內表面進行鏜孔處理，單邊鏜孔量為0.1～1.5mm，車外徑圓至所需尺寸，得到成品鈦合金管材。

進一步地，步驟3中熱處理為固溶時效處理，其中，固溶溫度控制為800～ 950℃，保溫60～120min，出爐水冷；時效溫度控制為500-600℃，保溫 240～360min，出爐空冷。

進一步地，步驟3中熱矯直的管坯平直度≤1mm/m。

進一步地，步驟4中得到的成本鈦合金管材內孔及外表面光潔度≤0.8um，外圓全跳動≤0.05mm。

進一步地，步驟2中斜軋穿孔機為兩輥斜軋穿孔機。