[發明專利]一種提高α-β兩相鈦合金鍛坯組織均勻性的鍛造方法

有效

• 申請號: 201811409964.6
• 申請日: 2018-11-24
• 公開（公告）號: CN110216234B
• 公開（公告）日: 2021-01-01
• 發明（設計）人: 王文盛;高玉社;趙小花;劉向宏;陳海生;張小航
• 申請（專利權）人: 西部超導材料科技股份有限公司
• 主分類號: B21J5/06
• 分類號: B21J5/06;C22F1/18
• 代理公司: 西安新動力知識產權代理事務所(普通合伙) 61245
• 代理人: 劉強

本發明公開了一種提高α?β兩相鈦合金鍛坯組織均勻性的鍛造方法，其以拔長鍛造工藝為基礎，在拔長鍛造之前，先對型砧選型，然后以選型得到的型砧對坯料進行兩相區溫度下的均勻化鍛造，完成后進行拔長鍛造工藝得到鍛坯成品；所述拔長鍛造工藝的鍛造加熱溫度均在相變點溫度以下進行。本發明通過增加兩相區溫度下的均勻化鍛造，能夠有效提高坯料的整體均勻性，從而達到提高成品鍛坯組織均勻性的目的。

技術領域

本發明屬于鈦合金加工技術領域，涉及鈦合金的鍛造，尤其是一種提高α-β兩相鈦合金鍛坯組織均勻性的鍛造方法。

背景技術

鈦合金具有密度小、比強度高、耐蝕性能好、耐熱性能優良、無磁等一系列特性，獲得了廣泛的應用。如美國第4代戰斗機F-22鈦合金用量占41％；民航飛機空客A350XWB鈦合金用量占15％。隨著鈦合金加工技術的發展，投影面積超過2平方米的大型整體框、梁鍛件越來越常見，使得鈦合金鍛坯的尺寸越來越大，尤其是發動機段的后機身鈦合金大框，其鍛坯規格的投影面積超過了3平方米，民航飛機機翼的主梁也開始采用大型鍛坯制備，所用鍛坯的尺寸越大，厚度越厚，其組織均勻性的控制越難。

在現有技術中，α-β兩相鈦合金鍛坯的常規鍛造工藝流程可根據產品要求的不同，分為三類，但現有技術中的三類均有以下缺陷：

第一類：拔長鍛造工藝，此類工藝鍛造變形量最小，火次最少，成本最低，鍛坯成品率高，但得到的鍛坯組織不均勻；

第二類：是在上述第一類工藝基礎上增加了鐓拔鍛造方式的火次，此類工藝鍛造變形量增加，得到的鍛坯組織比第一類均勻性有所提高，但火次、成本增加，鍛坯成品率下降；

第三類：是在上述第二類工藝基礎上增加了一次或多次相變點溫度以上和相變點溫度以下循環鍛造(或稱“高低高低鍛造”)，大幅增加了鍛造火次和變形量，得到的鍛坯組織均勻，但火次、成本最高，鍛坯成品率最低。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供一種提高α-β兩相鈦合金鍛坯組織均勻性的鍛造方法，該方法通過增加兩相區溫度下的均勻化鍛造，能夠有效提高坯料的整體均勻性，從而達到提高成品鍛坯組織均勻性的目的。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

這種提高α-β兩相鈦合金鍛坯組織均勻性的鍛造方法，采用拔長鍛造工藝，在拔長鍛造之前，先對型砧選型，然后以選型得到的型砧對坯料進行兩相區溫度下的均勻化鍛造，完成后進行拔長鍛造工藝得到鍛坯成品；所述拔長鍛造工藝的鍛造加熱溫度均在相變點溫度以下進行。

進一步，在上述拔長鍛造工藝中，先將坯料在型砧下采用拔長鍛造為圓形坯料，然后將圓形坯料在加熱溫度下拔長為鍛坯成品所需尺寸的鍛坯。

進一步，上述坯料在型砧下鍛造為圓形坯料時，每火次鍛造的總變形量為15％～40％，每道次的壓下速率為1mm/s～15mm/s，每道次的壓下量為10mm～40mm，每道次的送進量為型砧寬度的50％～100％。

進一步，上述坯料在型砧下采用拔長鍛造為圓形坯料時的鍛造溫度，與圓形坯料在加熱溫度下拔長為鍛坯成品的加熱溫度保持一致。

進一步的，以上鍛造方法中，根據坯料尺寸選擇尺寸相應的型砧并選取相應的均勻化鍛造火次，具體為：

當坯料的重量不超過500kg或坯料的長度與厚度比不超過2：1時：進行一個火次的鍛坯均勻化鍛造，并直接使用圓形槽砧進行拔長鍛造；

當坯料的重量超過500kg或坯料的長度與厚度比超過2：1時：進行兩個火次的鍛坯均勻化鍛造，第一火使用V型槽砧，第二火使用圓形槽砧。

進一步，上述V型槽砧采用兩個橫截面為V型的槽體組合而成；所述圓形槽砧采用兩個橫截面為半圓的槽體組合而成。