[發明專利]一種薄壁損傷容限型TC4-DT鈦合金零件的熱處理方法

在審

• 申請號: 202010615858.4
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111876706A
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 婁志強;孔德權;劉瑾怡;馮平
• 申請（專利權）人: 成都飛機工業（集團）有限責任公司
• 主分類號: C22F1/18
• 分類號: C22F1/18;C22F1/02;B23P15/00
• 代理公司: 成都君合集專利代理事務所(普通合伙) 51228
• 代理人: 何巍

本發明公開了一種薄壁損傷容限型TC4?DT鈦合金零件的熱處理方法，包括以下步驟：1）加工前，薄壁損傷容限型TC4?DT鈦合金零件進行一次退火熱處理，后對其進行機械加工，使其處于半精加工狀態；2）將半精加工狀態薄壁損傷容限型TC4?DT鈦合金零件放入真空焊接爐中1?2h進行一次真空電子束焊；3）接著放入半精加工熱處理工裝中，放入真空熱處理的退火爐中，進行一次真空熱處理；4）然后取出，進行機械加工，使其處于精加工狀態，然后放入精加工熱處理工裝中；5）然后通過真空熱處理的退火爐進行二次真空熱處理。本發明有效解決了薄壁損傷容限型TC4?DT鈦合金零件切削加工的應力變形問題，不僅穩定了加工尺寸，而且保證了零件尺寸公差及幾何公差達到技術要求。

技術領域

本發明涉及鈦合金零件加工處理技術領域，具體是指一種薄壁損傷容限型TC4-DT鈦合金零件的熱處理方法。

背景技術

在航空工業制造中，薄壁損傷容限型TC4-DT鈦合金零件的應用越來越廣，也最為常見。然而，零件加工時存在較多困難，主要表現為：高溫下組織易產生裂變，在高溫、高壓下，切削時易產生黏刀現象，形成積屑瘤；切削加工時易變形，影響零件的尺寸公差及幾何公差；切削后殘余應力大，造成尺寸及形位公差超差，使零件報廢；尺寸穩定性差，零件在環境溫度變化下，材料留存的殘余應力將會釋放出來，造成零件變形，極大地影響了零件的加工精度和使用可靠性。

目前，在薄壁損傷容限型TC4-DT鈦合金零件的機械加工中，單純采用機械加工的方法難以消除加工應力，因此需用熱處理工藝來消除零件的應力變形。然而，常規的熱處理工藝，由于在熱處理工序安排、熱處理條件選定、熱處理次數規定等方面存在諸多不合理之處，往往難以達到消除零件加工變形，穩定加工尺寸的目的，不能使零件尺寸公差及幾何公差達到技術要求。

雖然現有文獻《大型薄壁鈦合金零件的熱處理工藝，潘 浩，江希龍，韓保輝，陳英，金屬處理》，公開針對TC4鈦合金的熱處理方法，但隨著技術的發展，出現了物理性能更為優異，更適合使用航空航天工業發展的鈦合金TC4-DT，針對鈦合金TC4-DT如何消除應力的熱處理方法還未見有相關報道，需要進一步對鈦合金TC4-DT進行探索和研究，使其更好地適用于航空航天零件的制造。

發明內容

本發明的目的在于提供一種有效解決了薄壁損傷容限型TC4-DT鈦合金零件切削加工的應力變形問題，不僅穩定了加工尺寸，而且保證了零件尺寸公差及幾何公差達到技術要求的薄壁損傷容限型鈦合金TC4-DT零件的熱處理方法。

本發明通過下述技術方案實現：一種薄壁損傷容限型TC4-DT鈦合金零件的熱處理方法，包括以下步驟：

（1）加工前，薄壁損傷容限型TC4-DT鈦合金零件進行退火熱處理，然后對其進行機械加工，使其薄壁損傷容限型TC4-DT鈦合金零件處于半精加工狀態；

（2）將半精加工狀態薄壁損傷容限型TC4-DT鈦合金零件放入真空焊接爐中進行一次真空電子束焊接；

（3）將經過真空電子束焊后的薄壁損傷容限型TC4-DT鈦合金零件放入半精加工熱處理工裝中，并將裝有薄壁損傷容限型TC4-DT鈦合金零件的熱處理工裝，放入真空熱處理的退火爐中，進行一次真空熱處理；

（4）將冷卻后位于半精加工熱處理工裝中后的薄壁損傷容限型TC4-DT鈦合金零件取出，進行機械加工，使其薄壁損傷容限型TC4-DT鈦合金零件處于精加工狀態，然后將精加工狀態的薄壁損傷容限型TC4-DT鈦合金零件放入精加工熱處理工裝中；

（5）將裝有薄壁損傷容限型TC4-DT鈦合金零件的精加工熱處理工裝，放入真空熱處理的退火爐中進行二次真空熱處理，然后取出已消除應力的薄壁損傷容限型TC4-DT鈦合金零件。