[發明專利]一種生產大口徑鈦合金熱軋無縫管的方法

有效

• 申請號: 201910707913.X
• 申請日: 2019-08-01
• 公開（公告）號: CN110369546B
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 郭海;張定潮;呂建鋼;李曉波;楊均;郭海峰
• 申請（專利權）人: 四川三洲特種鋼管有限公司
• 主分類號: B21C37/06
• 分類號: B21C37/06
• 代理公司: 成都金英專利代理事務所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

本發明涉及鈦合金熱軋無縫管生產技術領域，具體公開了一種生產大口徑鈦合金熱軋無縫管的方法，包括以下步驟：S1、棒坯預加熱處理；將棒料置于加熱爐內，控制加熱爐空燃比為12：1，控制殘氧量為2～3%；S2、棒坯斜軋穿孔處理制成毛管；采用擴徑變形斜軋穿孔的方法將步驟S1中預加熱處理后的棒料制造毛管；S3、毛管保護預加熱處理；在步驟S2制成的毛管外表面包裹一層高鋁纖維保溫棉，然后將毛管放入加熱爐內進行加熱處理；S4、毛管周期軋制保溫軋管；對毛管進行周期軋制加工；S5、荒管機加工制成鈦合金無縫管。本發明的優點是大幅降低大口徑鈦合金無縫管的生產工藝難度，增加產品質量的持久穩定性，大幅降低大口徑鈦合金無縫管的生產成本。

技術領域

本發明涉及鈦合金熱軋無縫管生產技術領域，特別是一種生產大口徑鈦合金熱軋無縫管的方法。

背景技術

鈦合金是一種密度小、重量輕、比強度高、韌性好的綜合性能優異的材料，同時，因其良好的耐蝕性，廣泛應用于航空、航天、導彈、艦船、化工和體育用品、食品機械、醫療器械等領域。但由于我國在鈦及鈦合金材料的研究與工業化生產方面起步較晚，戰略性的研究投入和生產配套設施方面遠遠落后于美國和俄羅斯等國。故，1、目前成熟的國家標準GB/T3624-2010《鈦及鈦合金無縫管》規定的組距僅為3mm～110mm，實際最大生產組距≤Φ219mm(肖國章.鈦合金油井管的生產加工工藝研發現狀[J].鋼管，2018,47(2)：9-15),前期被列入國家鑒定成果自主創新100項重點推薦目錄的某廠也僅能生產≤Φ273mm的鈦合金熱軋無縫管(姚文靜.鈦合金熱軋無縫管生產工藝的新突破[J].四川冶金,2016(5):78-78)。 2、由于基礎研究相較于美國和俄羅斯等國的差距，國家標準GB/T3624-2010《鈦及鈦合金無縫管》和GB/T3625-2007《換熱器及冷凝器用鈦及鈦合金無縫管》中均未對無縫管的金相組織作出要求，而國家標準GB/T6611-2008《鈦及鈦合金術語和金相圖譜》中所列出的各類組織也未明確其優缺點。3、從工藝技術方案來看：鍛造工藝由于工藝復雜、生產流程長、管材長度受限、幾何尺寸精度不高，機加工余量大故金屬損失大，最終材料利用率低，成材率12％～ 18％；擠壓工藝對工模具設計和潤滑等要求較高，加工成本大、最終材料利用率也較低，成材率22％～27％；所以提高成材率是現在需要克服的技術難題。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺點，提供一種生產大口徑鈦合金熱軋無縫管的方法，周期軋制組織均勻、性能穩定、幾何尺寸精度高，最終材料利用率也較高。

本發明的目的通過以下技術方案來實現：一種生產大口徑鈦合金熱軋無縫管的方法，包括以下步驟：

S1、棒坯預加熱處理；

將棒料置于加熱爐內，控制加熱爐空燃比為12：1，控制殘氧量為2～3％，使爐內氣氛為微氧化氣氛，0～4h加熱到800℃，然后以800℃保溫3h，之后經過2h加熱到995℃～1025℃，然后保溫1h；

S2、棒坯斜軋穿孔處理制成毛管；

采用擴徑變形斜軋穿孔的方法將步驟S1中預加熱處理后的棒料制造毛管，在軋輥的過程中向毛管沖淋冷卻水，控制形變熱效應溫升，避免材料塑性降低與軋輥粘合在一起而軋卡；采用噴水式內水冷頂頭，控制形變熱效應溫升，并使水蒸氣形成的蒸汽膜起到潤滑頂頭的作用，避免材料與頂頭粘合在一起而產生軋卡或劃傷毛管內表面，采用噴水式導板，控制形變熱效應溫升，并使水蒸氣形成的蒸汽膜起到潤滑導板的作用，避免材料與導板粘合在一起而產生軋卡或劃傷毛管外表面；

S3、毛管保護預加熱處理；

在步驟S2制成的毛管外表面包裹一層高鋁纖維保溫棉，在毛管內孔兩端堵塞同材質保溫棉，然后將毛管放入加熱爐內進行加熱處理；具體的加熱方法為：在0～7h內加熱到800℃，然后800℃保溫1h，之后經過2h加熱到960～980℃，再經過3.5小時進行保溫處理；

S4、毛管周期軋制保溫軋管；