[發(fā)明專利]一種弧形TC4鈦合金板坯的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011488165.X
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112692096B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張智;贠鵬飛;李維;李進(jìn)元;王興;楊佩
• 申請（專利權(quán)）人: 西部鈦業(yè)有限責(zé)任公司
• 主分類號: B21C37/02
• 分類號: B21C37/02;B21J5/00;B21K29/00;C22F1/18
• 代理公司: 西安創(chuàng)知專利事務(wù)所 61213
• 代理人: 馬小燕

本發(fā)明公開了一種弧形TC4鈦合金板坯的制備方法，該方法包括：一、將TC4鈦合金自耗電極進(jìn)行真空自耗電弧熔煉得到TC4鈦合金鑄錠；二、開坯鐓拔鍛造后得到第一鍛坯；三、鐓拔鍛造后得到第二鍛坯；四、鐓拔鍛造后得到第三鍛坯；五、成型鍛造在寬度方向上產(chǎn)生弧度得到弧形粗板坯；六、依次經(jīng)刨銑、修磨和拋光，得到寬度側(cè)面為弧形的弧形TC4鈦合金板坯。本發(fā)明將鐓拔鍛造過程中的反復(fù)鐓粗和拔長工藝與產(chǎn)生弧度的成型鍛造工藝結(jié)合，使得TC4鈦合金中的原始組織依次破碎充分，并采用成型鍛造在寬度方向上產(chǎn)生弧度，實現(xiàn)了弧形TC4鈦合金板坯的制備，且其探傷水平明顯提高，弧形TC4鈦合金板坯經(jīng)軋制后切頭量明顯減少，產(chǎn)品成材率大大提高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鈦合金板坯制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種弧形TC4鈦合金板坯的制備方法。

背景技術(shù)

鈦及鈦合金具有密度小、比強(qiáng)度高、耐蝕等優(yōu)點。近年來，我國鈦工業(yè)取得了快速發(fā)展，鈦及鈦合金制備加工技術(shù)不斷提高，鈦及鈦合金板材也大量的應(yīng)用于航空、航天、船舶、石化、電子、醫(yī)療、海洋工程、制冷工程等領(lǐng)域。TC4鈦合金屬于中等強(qiáng)度高損傷容限型鈦合金，特別適合制造飛機(jī)大型整體框、梁、接頭等關(guān)鍵承力構(gòu)件，廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域。

目前，通過常規(guī)鍛造的TC4鈦合金板坯存在的主要問題是探傷不穩(wěn)定，組織不均勻，板材軋制成材率較低。尤其對于弧形TC4鈦合金板坯，其制備成材率急需提高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種弧形TC4鈦合金板坯的制備方法。該方法將鐓拔鍛造過程中的反復(fù)鐓粗和拔長工藝與產(chǎn)生弧度的成型鍛造工藝結(jié)合，使得TC4鈦合金中的原始組織依次破碎充分，然后采用成型鍛造在寬度方向上產(chǎn)生弧度，得到組織細(xì)小均勻的弧形TC4鈦合金板坯，實現(xiàn)了弧形TC4鈦合金板坯的制備，且其探傷水平明顯提高，弧形TC4鈦合金板坯經(jīng)軋制后切頭量明顯減少，產(chǎn)品成材率大大提高。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種弧形TC4鈦合金板坯的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、將TC4鈦合金自耗電極進(jìn)行三次真空自耗電弧熔煉，得到TC4鈦合金鑄錠粗坯，然后切去TC4鈦合金鑄錠的冒口和錠底，除去TC4鈦合金鑄錠表皮氣孔，并進(jìn)行打磨去除表面缺陷，得到TC4鈦合金鑄錠；

步驟二、對步驟一中得到的TC4鈦合金鑄錠進(jìn)行1火次的開坯鐓拔鍛造，空冷至室溫后采用砂輪打磨去除表面缺陷，得到第一鍛坯；

步驟三、對步驟二中得到的第一鍛坯進(jìn)行2～5火次的鐓拔鍛造，空冷至室溫后采用砂輪打磨去除表面缺陷，得到第二鍛坯；

步驟四、對步驟三中得到的第二鍛坯進(jìn)行3～5火次的鐓拔鍛造，空冷至室溫后采用砂輪打磨去除表面缺陷，得到第三鍛坯；

步驟五、對步驟四中得到的第三鍛坯進(jìn)行1火次的成型鍛造，在寬度方向上產(chǎn)生弧度，空冷至室溫后得到弧形粗板坯；

步驟六、將步驟五中得到的弧形粗板坯依次進(jìn)行刨銑、修磨和拋光，得到寬度側(cè)面為弧形的弧形TC4鈦合金板坯；所述TC4鈦合金板坯的厚度為180mm～330mm，長度不小于1250mm。

現(xiàn)有技術(shù)通常通過后續(xù)切割等工藝制備弧形板坯，而制備板坯的鍛造、軋制、壓制等加工工藝過程中則認(rèn)為需要控制板坯的板型，避免形成弧形的“板舌頭”破壞板坯的形狀。針對該技術(shù)偏見，本發(fā)明將真空自耗電弧熔煉得到的TC4鈦合金鑄錠依次在不同的加熱條件下進(jìn)行開坯鐓拔鍛造、兩次鐓拔鍛造和成型鍛造，得到寬度側(cè)面為弧形的弧形TC4鈦合金板坯，通過將鐓拔鍛造過程中的反復(fù)鐓粗和拔長工藝與成型鍛造工藝結(jié)合，使得TC4鈦合金中的原始組織依次破碎充分，然后在該基礎(chǔ)上，采用成型鍛造在寬度方向上產(chǎn)生弧度，得到組織細(xì)小均勻的弧形TC4鈦合金板坯，實現(xiàn)了弧形TC4鈦合金板坯的制備。

本發(fā)明步驟二～步驟五中優(yōu)選采用5000T快鍛機(jī)進(jìn)行對應(yīng)的鍛造工藝，利用5000T快鍛機(jī)的大噸位優(yōu)勢，使得TC4鈦合金中的晶粒得到充分破碎。