[發明專利]一種高強韌鈦合金兩道次等通道轉角冷擠壓的方法

有效

• 申請號: 201810406225.5
• 申請日: 2018-04-30
• 公開（公告）號: CN108526235B
• 公開（公告）日: 2019-08-30
• 發明（設計）人: 盧金文;張偉;趙永慶;霍望圖;張于勝
• 申請（專利權）人: 西北有色金屬研究院
• 主分類號: B21C23/00
• 分類號: B21C23/00;B21C23/32
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 譚文琰

本發明公開了一種高強韌鈦合金兩道次等通道轉角冷擠壓的方法，該方法包括：一、將高強韌鈦合金從包套的底部裝入并鑲嵌在包套內部，得到擠壓坯料；二、將潤滑劑均勻地涂抹在擠壓坯料的表面，靜置后用石墨紙包裹，放入等通道轉角擠壓模具中；三、在室溫條件下對放入等通道轉角擠壓模具中的擠壓坯料進行兩道次冷擠壓，然后取出，去除包套和石墨紙后得到擠壓高強韌鈦合金。該方法將高強韌合金裝入包套內形成半包套結構并涂抹潤滑劑，在室溫下進行兩道次等通道轉角冷擠壓，減少了冷擠壓過程中的摩擦阻力，提高了高強韌合金的塑性變形能力，避免了高強韌鈦合金在剪切過程中的剪切斷裂現象，有利于研究高強韌鈦合金在剪切作用下的服役狀況。

技術領域

本發明屬于材料加工技術領域，具體涉及一種高強韌鈦合金兩道次等通道轉角冷擠壓的方法。

背景技術

高強韌鈦合金由于具有比強度高，斷裂韌度好，淬透性高，熱加工工藝性能和機加工性能優異等特點，滿足了航空航天材料的高結構效益、高可靠性結構件的使用要求，是一類理想的金屬結構材料。高強韌鈦合金目前主要應用于航空和航天等領域需要高強度高韌性的承力構件部位，特別是航天飛行器、航空發動機以及高科技武器裝備各類框梁承力構件、承力螺栓、高強度彈簧、航母彈射器以及汽車裝甲的主要結構材料。近年來，隨著航空工業及航天技術的快速發展，軍用和民用飛機加速更替換代，高強韌鈦合金發展呈現出高用量和更高性能的使用需求，而進一步提高高強鈦合金的比強度和比剛度，可以實現航天飛行器和航空飛機更大的減重效果，對推進國防技術裝備的升級更替具有重要的戰略意義。

高強韌鈦合金作為結構材料在服役過程中不僅承受常規拉伸和壓縮塑形變形行為，而且在特殊服役環境下還需要承受剪切變形行為的影響，特別是在科學研究中剪切模式下高強韌鈦合金微觀組織結構演變規律、織構分析以及孿生與位錯滑移協同的變形機制等方面的研究工作不易定量開展。目前，高壓扭轉強塑性變形技術也可以實現金屬材料的剪切變形，但此方法存在制備試樣尺寸較小且變形量不能定量化等缺點，對研究剪切模式下塑性變形機理存在較多的干擾因素。等通道轉角擠壓技術(ECAP)的工藝相對成熟，擠壓速度和實驗溫度實現定量可控，避免了大多數干擾因素。但是，高強韌鈦合金在室溫條件由于變形抗力較大和等通道擠壓過程中摩擦力較大易發生剪切斷裂，如何改善高強韌鈦合金的塑形性能和室溫變形能力，分析研究其剪切變形條件下的服役狀態，是當前高強韌鈦合金工程化應用中亟待解決的科學問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術的不足，提供了一種高強韌鈦合金兩道次等通道轉角冷擠壓的方法。該方法將高強韌合金裝入包套內并涂抹潤滑劑，在室溫下進行兩道次等通道轉角冷擠壓，減少了冷擠壓過程中的摩擦阻力，提高了高強韌合金的塑性變形能力，避免了高強韌鈦合金在剪切過程中的剪切斷裂現象，有利于研究高強韌鈦合金在剪切作用下的服役狀況。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種高強韌鈦合金兩道次等通道轉角冷擠壓的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、將高強韌鈦合金從包套的底部裝入并鑲嵌在包套內部，得到擠壓坯料；所述高強韌鈦合金的抗拉強度大于1000MPa，斷裂韌性不小于55MPa·m^1/2；

步驟二、將潤滑劑均勻涂抹在步驟一中得到的擠壓坯料的表面，然后在空氣中靜置，再用石墨紙包裹，放入等通道轉角擠壓模具中；

步驟三、在室溫條件下對步驟二中放入等通道轉角擠壓模具中的擠壓坯料進行兩道次冷擠壓，然后取出，去除包套和石墨紙后得到擠壓高強韌鈦合金；所述兩道次冷擠壓均為勻速擠壓。

上述的一種高強韌鈦合金兩道次等通道轉角冷擠壓的方法，其特征在于，步驟一中所述包套的材料為鋁或銅。

上述的一種高強韌鈦合金兩道次等通道轉角冷擠壓的方法，其特征在于，步驟二中所述潤滑劑由石墨乳和MoS₂混合后磁力攪拌20min～40min制備得到，其中100ml所述石墨乳中添加5g～10g的MoS₂。