[發明專利]一種鈦合金大規格無縫深孔筒體的制備方法

有效

• 申請號: 201911343984.2
• 申請日: 2019-12-24
• 公開（公告）號: CN110961872B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 周建華;王立榮;龐克昌;吳瑞恒;王惟一
• 申請（專利權）人: 上海金甸機電設備成套有限公司
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00
• 代理公司: 上海驍象知識產權代理有限公司 31315
• 代理人: 趙峰

一種鈦合金大規格無縫深孔筒體的制備方法，以鈦合金棒材為原材料，將鈦合金棒材加熱至鍛造溫度并保溫后，置于與鍛造溫度相同并保溫后的通用平模進行超塑性等溫制鈦合金圓餅坯料；將鈦合金圓餅坯料加熱至鍛造溫度并保溫后，置于與鍛造溫度相同并保溫后的預鍛模具內進行等溫超塑預制坯成形，出模冷卻，獲得鈦合金預鍛坯；將鈦合金預鍛坯加熱至等溫成形溫度并保溫后，置于與等溫成形溫度相同并保溫后的筒體成形終鍛模具進行等溫成形；對鈦合金大規格無縫深孔筒體進行熱處理，獲得鈦合金大規格無縫深孔筒體。本發明的方法工序少、重量輕、強度高、性能好、制造成本低、材料利用率高、機加工量小、成本低、組織均勻、無殘余應力，可實現批量生產。

技術領域

本發明屬于冶金領域，涉及一種鈦合金筒體，具體來說是一種鈦合金大規格無縫深孔筒體的制備方法。

背景技術

鈦合金具有高的強度、低的密度在航空航天工業上得到廣泛應用。特別是鈦合金整體深孔筒體，具有高的強度，良好的綜合性能。

但鈦合金的成形性不是良好，對成形工藝參數的變化比較敏感，成形溫度、變形量、變形速度甚至冷卻速度的變化都會引起鈦合金組織和性能的明顯變化，因此對常規的鈦合金自由鍛和普通模鍛幾乎不可能生產這種鈦合金大規格無縫深孔筒體。

上述所述的大規格是指直徑150～400毫米、長度1米以上的鈦合金大規格無縫深孔筒體。

目前生產鈦合金大規格無縫深孔筒體工藝主要有二種:

一是“粗鍛+機加式”鈦合金無縫深孔筒體工藝：

1、采用鈦合金自由鍛和普通模鍛成形鈦合金淺孔粗鍛坯筒體；

2、機加工打深孔；

3、機加成形。

該工藝的優點是：工裝和模具投入成本低，對不考慮產品性能和組織的單件試樣件有優勢。

缺點是：工序多，機加工量大，材料損耗大，性能和組織不能保證。對于直徑150～400毫米、長度1米以上的鈦合金大規格無縫深孔筒體，該工藝就無法生產。

二是“機加式”鈦合金無縫深孔筒體工藝：

1、按筒體外徑、長度尺寸確定鈦合金棒材；

2、機加工打深孔；

3、機加成形。

該工藝的優點是：該工藝工序比較簡單，直接用鈦合金棒材通過機加工打深孔、機加成形工藝生產鈦合金大規格無縫深孔筒體。

缺點是：材料損耗大，機加工量大，成本高；生產周期長，無法進行批量生產；筒體組織和性能取決材料的原始組織和性能，無法滿足航空航天工業的需求，特別是大規格的筒體。

發明內容

本發明的目的在于提供一種鈦合金大規格無縫深孔筒體的制備方法，所述的這種鈦合金大規格無縫深孔筒體的制備方法要解決現有技術中制備鈦合金大規格無縫深孔筒體的工藝復雜，而且筒體組織和性能無法滿足航空航天工業的需求的技術問題。

本發明提供了一種鈦合金大規格無縫深孔筒體的制備方法，包括如下步驟：

1)以鈦合金棒材為原材料，將鈦合金棒材加熱至鍛造溫度，α+β鈦合金加熱溫度H＝Tβ+(30～50)℃，Tβ是鈦合金的相轉變溫度，并保溫，保溫時間T(分鐘)＝(0.6～0.8)×D(毫米)，D是鈦合金棒材的直徑，然后置于與鍛造溫度相同并保溫30～60分鐘后，采用通用平模進行超塑性等溫制鈦合金圓餅坯料；

2)將鈦合金圓餅坯料加熱至鍛造溫度，α+β鈦合金加熱溫度H＝Tβ+(30～50)℃，并保溫，保溫時間T(分鐘)＝(0.6～0.8)×D(毫米)，然后置于與鍛造溫度相同并保溫30～60分鐘，然后在預鍛模具內進行等溫超塑預制坯成形，出模冷卻，獲得鈦合金預鍛坯；