[發明專利]一種提高鈦合金焊絲性能的加工方法

有效

• 申請號: 202111566398.1
• 申請日: 2021-12-20
• 公開（公告）號: CN114161028B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: 郭萍;潘浩;侯紅苗;張菁麗;毛小南;秦成;張永強
• 申請（專利權）人: 西北有色金屬研究院
• 主分類號: B23K35/32
• 分類號: B23K35/32;B23K35/40
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 魏法祥

本發明公開了一種提高鈦合金焊絲性能的加工方法，包括以下步驟：一、將原料制成電極進行熔煉；二、將鑄錠保溫鍛造后空冷得到鍛坯；三、將鍛坯熱軋制后得到細棒；四、將細棒熱拉拔規圓并進行表面扒皮修傷后進行多道次冷軋后氣氛保護退火；五、將絲坯進行多道次輥磨拉伸后清洗并進行真空退火；六、將絲材進行表面扒皮磨光處理，得到鈦合金焊絲。本發明通過將鑄錠采用鍛造及軋制得到細棒，并結合中間熱處理開展冷軋和輥磨拉伸技術提高鈦合金焊絲的微觀組織、表面質量及力學性能，鈦合金焊絲退火后采用表面扒皮工藝改善絲材強度，進一步提高鈦合金焊絲的表面質量。

技術領域

本發明屬于鈦合金材料加工技術領域，具體涉及一種提高鈦合金焊絲性能的加工方法。

背景技術

鈦及鈦合金因具有優異的綜合性能廣泛應用于航空航天及核工業領域，而鈦及鈦合金絲材大部分作為鈦材配套焊絲使用，如各種鈦制設備的焊接，焊管、航空噴氣發動機渦輪盤和葉片的補焊，機匣的焊接等，為了保證焊接性能的可靠性，其焊絲成分一般與母材接近。近年來，世界鈦材產量穩步上升，作為鈦合金配套焊接材料用的鈦焊絲的需求量也在不斷增大。由于焊絲質量會直接影響到焊接部件的整體質量和可靠性，隨著目前鈦合金材料先進焊接技術和快速修復技術的飛速發展，設計部門對鈦合金焊接材料也提出了更為嚴苛的質量要求。在常規要求鈦焊絲良好塑性、成型性和焊接性能的前提下，對鈦合金焊絲的顯微組織和強度提出了更高的要求，即要求焊絲在組織均勻、無表面及內部缺陷的條件下，提高合金的強度。

常規的鈦合金焊絲的制備方法有熱拉拔和固定模拉伸，熱拉拔由于在拉伸過程中絲材表面和內部受力不均導致絲材中心易出現孔洞，影響產品性能及質量。固定模拉伸絲材生產效率低，加工過程由于冷作硬化需要重復進行退火，并影響產品表面質量，生產效率低。因此如何通過工藝改進來提高絲材表面質量、內部組織及力學性能成為鈦合金絲材制備的關鍵技術問題。

因此需要一種提高鈦合金焊絲性能的加工方法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術的不足，提供一種提高鈦合金焊絲性能的加工方法。該方法通過將鑄錠采用開坯鍛造、鐓拔鍛造及軋制制備成細棒后進行熱拉拔規圓，并進行表面修傷及扒皮處理，獲得表面光滑的光棒，接著對光棒進行冷軋及氣氛保護退火，消除加工硬化，并結合后續輥磨拉伸及退火處理獲得內部組織均勻的高性能鈦合金絲材，最后通過表面扒皮處理獲得高尺寸精度和表面質量的鈦合金焊絲，在保證尺寸精度及表面質量的同時，通過表面硬化在一定程度上提高鈦合金焊絲強度。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種提高鈦合金焊絲性能的加工方法，其特征在于，所述鈦合金焊絲由以下質量分數的成分組成：Al 1.5％～2.5％，V1.0％～2.0％，余量為Ti及不可避免的雜質；所述鈦合金焊絲中Fe≤0.2％，O≤0.1％、C≤0.07％、N≤0.04％、H≤0.002％，Si≤0.1％；

該方法包括以下步驟：

步驟一、將0級海綿鈦，Al-V中間合金，鋁豆和TiO₂粉末混合后進行壓制，得到自耗電極，然后將自耗電極進行三次真空自耗電弧熔煉，得到鑄錠；

步驟二、將步驟一中得到的鑄錠在相變點以上80℃～240℃保溫后進行2火次開坯鍛造，然后進行空冷，之后在相變點溫度以下20℃～50℃保溫后進行2～3火次大變形量鐓拔鍛造，再在空冷后得到鍛坯；

步驟三、將步驟二中得到的鍛坯在相變點以下20℃～50℃保溫后進行2～3火次軋制，然后在空冷后得到細棒；所述細棒的直徑不大于10mm；

步驟四、將步驟三中得到的細棒在相變點下50℃～80℃保溫后進行熱拉拔規圓，并進行表面扒皮拋光及修傷，得到光棒；

步驟五、將步驟四中得到的光棒進行多道次冷軋后進行表面清潔并修傷，然后進行氣氛保護退火，得到絲坯；

步驟六、將步驟五中得到的絲坯進行多道次輥磨拉伸后進行酸洗清潔，然后進行退火，得到絲材；