[發(fā)明專利]低成本鈦合金薄壁管材的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011463858.3
• 申請(qǐng)日: 2020-12-11
• 公開（公告）號(hào): CN112718911B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王長(zhǎng)江;陳小龍;姬會(huì)爽;沈禮銳;黃響;梁志杰;周志杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇宇鈦新材料有限公司
• 主分類號(hào): B21C37/06
• 分類號(hào): B21C37/06;B21J5/00;B21B19/04;B21B25/00;B23Q3/00;C22C1/02;C22C14/00
• 代理公司: 南京行高知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32404
• 代理人: 王培松;王菊花

本發(fā)明提供一種低成本鈦合金薄壁管材的制備方法，具體包括以下步驟：通過(guò)壓制成四角形狀的電極塊熔煉成鈦合金錠子，之后鍛造得到鈦合金粗坯件，再利用子彈式頂頭進(jìn)行斜軋穿孔得到鈦合金管坯，再通過(guò)曲線錘頭進(jìn)行徑向鍛造，冷軋后采用防振夾具及曲線形刀刃進(jìn)行機(jī)加，得到所需鈦合金薄壁管材。通過(guò)本發(fā)明的制備方法得到的鈦合金薄壁管具有雙態(tài)組織或等軸組織，力學(xué)性能優(yōu)異，其壁厚可低至0.3mm，且生產(chǎn)成本低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鈦合金材料加工技術(shù)領(lǐng)域，具體而言涉及一種低成本鈦合金薄壁管材的制備方法。

背景技術(shù)

目前，鈦合金薄壁管材的加工方法主要有熱擠壓法、深孔加工法、斜軋穿孔法和板卷圓后焊接法，但這幾種方法生產(chǎn)出來(lái)的鈦合金薄壁管材存在以下問(wèn)題：1）熱擠壓法，由于鈦合金變形抗力高，所以只適合小直徑管材的生產(chǎn)，而且由于加工時(shí)變形量大，導(dǎo)致加工薄壁管材時(shí)候，容易出現(xiàn)波紋和裂紋，所以只適合用于厚壁管材的加工，且材料利用率低；2）深孔加工法，加工周期長(zhǎng)，材料利用率極低，加工成本高，產(chǎn)品同軸度不好，只適合用于單件或者小批量生產(chǎn)1 毫米厚度以上鈦合金管；3）斜軋穿孔法，由于加工時(shí)溫度高，所以得到的產(chǎn)品大多數(shù)為網(wǎng)藍(lán)組織（如圖1所示）或者魏氏組織（如圖2所示），產(chǎn)品組織差；4）板卷圓后焊接法，生產(chǎn)出的薄壁管，表面質(zhì)量好，生產(chǎn)效率高，不過(guò)焊縫是整個(gè)管子性能比較薄弱的地方，所以生產(chǎn)出來(lái)的薄壁管力學(xué)性極差。

而對(duì)于生產(chǎn)壁厚1mm以下的鈦合金管，因目前的工藝得到的鑄態(tài)組織差，多為網(wǎng)藍(lán)組織或者魏氏組織，導(dǎo)致其力學(xué)性能差，在加工時(shí)容易裂開，難以生產(chǎn)壁厚1mm以下的鈦合金管；且對(duì)于越薄的工件，加工時(shí)越容易振動(dòng)，而當(dāng)工件振動(dòng)的幅度過(guò)大，其越難進(jìn)行精細(xì)加工，對(duì)于越薄的工件就越難以成型，而目前的工藝，加工的防振性能差，難以滿足加工壁厚1mm以下的鈦合金管的要求。

因此，需要開發(fā)一種可以生產(chǎn)壁厚1mm以下的鈦合金管的生產(chǎn)工藝方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種低成本鈦合金薄壁管材的制備方法，該制備方法制備出來(lái)的鈦合金薄壁管具有雙態(tài)組織或等軸組織，力學(xué)性能優(yōu)異，其壁厚可低至0.3mm，且生產(chǎn)成本低。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種低成本鈦合金薄壁管材的制備方法，具體包括以下步驟：

S1：熔煉

將原料混合后壓成多個(gè)具有四角形狀的電極塊，并將所述電極塊焊接后置于真空自耗爐中進(jìn)行多次熔煉，得到鈦合金錠子；

S2：鍛造

在上步驟S1所得的鈦合金錠子表面噴涂涂料，之后采用快鍛機(jī)對(duì)其進(jìn)行開坯鍛造、改鍛及成品鍛造得到鈦合金粗坯件；其中，開坯鍛造為1-4個(gè)火次，每火次的鈦合金變形量控制在75-80%，開坯溫度為鈦合金材料相變點(diǎn)以上100-150℃；改鍛為1-6個(gè)火次，每火次的鈦合金變形量控制在50-60%，改鍛溫度為鈦合金材料相變點(diǎn)以下10-50℃；成品鍛造1個(gè)火次，鈦合金的變形量控制在40-50%，成品鍛造溫度為鈦合金材料相變點(diǎn)以下10-50℃；每火次鍛造完后，均需要利用打磨去除鍛造工件的表面缺陷；

所述涂料由以下質(zhì)量百分比的組分組成：SiO₂：40-50%，Al₂O₃：1-5%，B₂O₃：10-25%，

Na₂O：20-25%，CaO：5-10%；

S3：斜軋穿孔

對(duì)步驟S2鍛造得到的鈦合金粗坯件加熱，并將其加熱至所選鈦合金材料相變點(diǎn)以上50-100℃，再選用子彈頭式頂頭的斜軋穿孔機(jī)對(duì)鈦合金粗坯件進(jìn)行穿孔，得到鈦合金管粗坯件，對(duì)鈦合金管粗坯件的內(nèi)外表面進(jìn)行修磨拋光，并對(duì)鈦合金管的第一端外壁進(jìn)行30°-45°的倒角處理，得到管壁厚度為10-20mm的鈦合金管坯；