[發(fā)明專利]一種大規(guī)格鈦合金異型鍛件的制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211606233.7
• 申請(qǐng)日: 2022-12-12
• 公開（公告）號(hào): CN116000223A
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何書林;李巍;段曉輝;劉宇舟;李海鋒;張偉;李小艷;賈栓孝;陳戰(zhàn)乾;王鼎春;張永強(qiáng);吝媛;楊曉龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寶雞鈦業(yè)股份有限公司;寶鈦集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): B21J5/02
• 分類號(hào): B21J5/02;B21J13/02;B21J13/08
• 代理公司: 寶雞市新發(fā)明專利事務(wù)所(普通合伙) 61106
• 代理人: 李雯;李鳳岐

本發(fā)明公開了一種大規(guī)格鈦合金異型鍛件的制備方法，包括：利用真空自耗電弧爐進(jìn)行真空感應(yīng)熔煉，得到鈦合金鑄錠；將鈦合金鑄錠加熱并保溫后，對(duì)其在相變點(diǎn)以上進(jìn)行開坯鍛造，得到鈦合金鍛坯；將鈦合金鍛坯加熱后，采用多火次塑性變形工藝，得到鈦合金中間棒坯；根據(jù)胎模鍛坯料尺寸確定棒坯下料尺寸，然后通過自由鍛將下料后的鈦合金中間棒坯鍛制為胎模鍛坯料；在胎模鍛坯料表面和胎模鍛模具內(nèi)表面涂覆涂層，然后采用大噸位自由鍛鍛造設(shè)備對(duì)胎模鍛坯料進(jìn)行胎模鍛，得到半成品鈦合金異型鍛件；對(duì)半成品鈦合金異型鍛件進(jìn)行熱處理，得到大規(guī)格鈦合金異型鍛件；該方法提高了鍛件形狀尺寸符合要求和性能、探傷均勻可靠的可控性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于有色金屬產(chǎn)品制備領(lǐng)域，具體涉及一種大規(guī)格鈦合金異型鍛件的制備方法。

背景技術(shù)

隨著我國航天事業(yè)的迅猛發(fā)展，航天新型號(hào)不斷涌現(xiàn)。輕量化是航天新型號(hào)的重要發(fā)展方向，航天裝備上減重1kg可以帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，“以輕代重”是實(shí)現(xiàn)減重的重要途徑之一。用鈦合金替代高強(qiáng)鋼制造承力結(jié)構(gòu)件，可實(shí)現(xiàn)飛機(jī)減重20％以上，已經(jīng)成為航天領(lǐng)域應(yīng)用的重要材料。且某些鈦合金以其高強(qiáng)高韌、良好的塑性及焊接性能，廣泛應(yīng)用于航空、航天、兵器、石油等領(lǐng)域，并由于其同時(shí)具有高淬透性的優(yōu)點(diǎn)，從而可用于生產(chǎn)承載高的大截面結(jié)構(gòu)件，但是目前還沒有完善且合理的制備工藝來制備大規(guī)格大截面的高強(qiáng)高韌鈦合金鍛件。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種大規(guī)格鈦合金異型鍛件的制備方法。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種大規(guī)格鈦合金異型鍛件的制備方法，包括：

步驟1：利用真空自耗電弧爐進(jìn)行真空感應(yīng)熔煉，得到鈦合金鑄錠，且該鈦合金鑄錠的直徑≥800mm、重量≥6噸；

步驟2：將所述鈦合金鑄錠加熱并保溫后，對(duì)其在相變點(diǎn)以上進(jìn)行開坯鍛造，得到鈦合金鍛坯；

步驟3：將所述鈦合金鍛坯加熱后，采用多火次塑性變形工藝，得到鈦合金中間棒坯，所述鈦合金中間棒坯的直徑≥600mm；

步驟4：根據(jù)胎模鍛坯料尺寸確定棒坯下料尺寸，然后通過自由鍛將下料后的鈦合金中間棒坯鍛制為胎模鍛坯料；

步驟5：在胎模鍛坯料表面和胎模鍛模具內(nèi)表面涂覆涂層，然后采用大噸位自由鍛鍛造設(shè)備對(duì)所述胎模鍛坯料進(jìn)行胎模鍛，得到半成品鈦合金異型鍛件；

步驟6：對(duì)所述半成品鈦合金異型鍛件進(jìn)行熱處理，得到所述大規(guī)格鈦合金異型鍛件，且所述鈦合金異型鍛件的單重≥600Kg，投影面積≥1.4㎡，最大寬度≥1350mm；所述鈦合金異型鍛件包括以重量百分比計(jì)的以下化學(xué)組分：Al：4.5％～5.7％，Mo：4.0％～5.5％，V：4.0％～5.5％，Cr：0.5％～1.5％，F(xiàn)e：0.5％～1.5％，C≤0.08％，Zr≤0.30％，Si≤0.15％，O≤0.18％，N≤0.05％，H≤0.15％。

進(jìn)一步地，所述步驟1中，真空感應(yīng)熔煉的熔煉電流為22～28kA，熔煉電壓為30～40V，熔煉室真空度≤5Pa。

進(jìn)一步地，所述步驟2中，加熱溫度為1100～1200℃，保溫時(shí)間為300～500min，變形量為40～80％，變形速度小于40mm/s，終鍛溫度不低于600℃。

進(jìn)一步地，所述步驟3中，將所述鈦合金鍛坯加熱至(β－100)～1100℃溫度，并保溫400～700min，然后進(jìn)行多火次中間鍛造，得到所述鈦合金中間棒坯；其中，變形量為20～80％，變形速度小于40mm/s，終鍛溫度不低于600℃。

進(jìn)一步地，所述步驟4中，自由鍛時(shí)的加熱溫度為β－(0～100)℃，保溫時(shí)間為400～700min，變形量為20％～80％，變形速度小于40mm/s，終鍛溫度不低于600℃。