本发明专利技术提供一种Ti‑Al‑Nb‑Zr‑Mo合金无缝管的短流程制备方法，其特征在于包括下列各步骤：1）备料，2）混料、压块，3）将料放于电子束枪EB炉内，4）真空熔炼得Ti‑Al‑Nb‑Zr‑Mo合金圆锭，5）在锭的两端打定心孔、送二辊斜轧机斜轧穿孔，6）送三辊连轧机连轧，7）加热定径得无缝管材，8）退火处理得Ti‑Al‑Nb‑Zr‑Mo合金无缝管。所获管材成分和组织均匀、高低密度夹杂少、高纯净，且工艺流程短，力学性能优于现有技术水平，综合成材率提高到85%左右，生产成本降低20～30%，具有明显的市场应用前景。
【技术实现步骤摘要】
一种Ti-Al-Nb-Zr-Mo合金无缝管的短流程制备方法
本专利技术涉及一种Ti-Al-Nb-Zr-Mo合金无缝管的短流程制备方法，属于有色金属轧制
技术介绍
Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo钛合金（即TA31钛合金）不仅密度小、比强度高、塑性和耐蚀性好，而且还具有较高的断裂韧性、应力腐蚀断裂韧性、冲击韧性及可焊性等，特别是其突出的耐海水、耐海洋大气腐蚀性能，适用于油井管、通海管路系统、热交换器等部件的优异轻型结构材料。加工成无缝管材后，在海洋石油钻井平台、海洋工程装备、舰船、潜艇、深潜器及离岸设施等领域具有广阔的应用前景。现有技术制备TA31钛合金无缝管的工艺流程如下：先将海绵钛与合金原料进行混料后，压制、焊接成电极，经2～3次真空自耗电弧炉（VAR）熔炼成圆锭，然后将圆锭进行锻造加工后，再进行钻孔挤压或斜轧穿孔，最后再通过轧制、拉拔、旋压等工艺，制备出不同规格和用途的TA31钛合金无缝管。显然现有技术存在工艺流程长、综合成材率低、难以获得超长管材等不足，致使TA31钛合金无缝管的成本居高不下，应用受到极大限制。因此，有必要对现有技术加以改进。
技术实现思路
为克服现有TA31钛合金无缝管制备方法存在的上述不足，本专利技术提供一种Ti-Al-Nb-Zr-Mo合金无缝管的短流程制备方法，其特征在于包括下列各步骤：（1）按下列质量比备料：铝铌合金5.7～6.3wt.%铝豆4.05～4.77wt.%海绵锆1.5～2.5wt.%铝钼合金1.5～1.7wt.%海绵钛余量上述各组分总和为100wt.%；（2）将步骤（1）的备料进行混料后，取适量混合料作为散装料，其余混合料均压制成块后，于100～120℃烘干5～6h，随炉冷却，得压块料；（3）将步骤（2）的散装料铺放在装有七杆电子枪的EB炉的冷床内，再将步骤（2）的适量压块料放入该EB炉进料区；（4）在真空度为1.8×10-3～3.5×10-3torr时，开启1～5号电子枪对冷床内的散装料进行熔炼，控制1～5号电子枪的电压均为29.5～30.5KV，电流均为3.3～4.3A，熔炼100～120min后，关闭电子枪，冷却20～40min后，将进料区的压块料推入熔炼区，同时开启1～7号电子枪继续熔炼，控制1～7号电子枪的电压均为29.5～30.5KV，1～2号电子枪电流为2.3～3.0A，3～4号电子枪电流为5.3～6A，5号电子枪电流为3.6～4.6A，6～7号电子枪电流为1.6～2.6A，同时保持12～18mm/min的拉锭速度，如此持续推料、熔化和拉锭，直至熔炼完成，之后冷却至80～100℃，将铸锭从结晶器中取出，冷却至室温，经表面扒皮打磨处理后，得Ti-Al-Nb-Zr-Mo合金圆锭；（5）在步骤（4）的Ti-Al-Nb-Zr-Mo合金圆锭两端打定心孔，送入加热炉加热至1100～1200℃，保温6～8h，送入二辊斜轧机上进行斜轧穿孔，并控制：总压下率为10～15%、顶前压下率为6～8%、椭圆度系数为1.11～1.18、穿孔速度为0.15～0.4m/s、温度为1080～1120℃，得穿孔管材；（6）将步骤（5）的穿孔管材送入三辊连轧机上进行连轧，并控制：总压下率为12～18%、椭圆度系数为1.05～1.15、穿孔速度为0.3～0.6m/s、温度为950～1000℃，得连轧管材；（7）将步骤（6）的连轧管材送入加热炉中，加热至800～900℃后，送入定径机上进行定径，同时控制定径速率为0.4～0.8m/s，得无缝管材；（8）将步骤（7）的无缝管材于850～900℃温度下退火2～3h，冷却至室温，得Ti-Al-Nb-Zr-Mo合金无缝管。所述步骤（5）中，Ti-Al-Nb-Zr-Mo合金圆锭加热完毕后，在进入斜轧机前需要在靠近顶头的一端涂抹玻璃粉润滑剂，同时在定心孔内塞入用锡纸包裹的玻璃粉润滑剂，以防止穿孔过程中管材内壁产生缺陷。所述步骤（8）的Ti-Al-Nb-Zr-Mo合金无缝管的成分为：Al：5.5wt.%～6.5wt.%，Nb：2.5wt.%～3.5wt.%，Zr：1.5wt.%～2.5wt.%，Mo:0.6wt.%～1.5wt.%，余量为Ti。本专利技术具有下列优点和有益效果：采用上述技术方案获得的Ti-Al-Nb-Zr-Mo合金无缝管，其成分和组织均匀、高低密度夹杂少、高纯净，且在加工过程中无需进行锻造，直接将熔炼后的铸锭送入二辊斜轧穿孔机上制备出穿孔无缝管材，再经三辊连轧、定径、退火即得产品，不仅缩短了该钛合金无缝管的工艺流程，而且力学性能优于现有技术制备的水平。本专利技术工艺简单、操作方便，工艺流程短，使无缝管的综合成材率提高到85%左右，生产成本降低20～30%，具有明显的市场应用前景。附图说明图1为本专利技术工艺流程图。图2为本专利技术实施例1所得管材金相组织图。图3为本专利技术实施例2所得管材金相组织图。图4为本专利技术实施例3所得管材金相组织图。图5为本专利技术实施例1所得管材的力学性能图。图6为本专利技术实施例2所得管材的力学性能图。图7为本专利技术实施例3所得管材的力学性能图。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明，但本专利技术的保护范围并不限于所述内容。实施例1一种Ti-Al-Nb-Zr-Mo合金无缝管的短流程制备方法，其特征在于包括下列各步骤：（1）按下列质量比备料：铝铌合金5.7wt.%铝豆4.05wt.%海绵锆1.5wt.%铝钼合金1.5wt.%海绵钛87.25wt.%；（2）将步骤（1）的备料进行混料后，取适量混合料作为散装料，其余混合料均压制成块后，于100℃烘干6h，随炉冷却，得压块料；（3）将步骤（2）的散装料铺放在装有七杆电子枪的EB炉的冷床内，再将步骤（2）的适量压块料放入该EB炉进料区；（4）在真空度为1.8×10-3torr时，开启1～5号电子枪对冷床内的散装料进行熔炼，控制1～5号电子枪的电压均为29.5KV，电流均为3.3A，熔炼100min后，关闭电子枪，冷却20min后，将进料区的压块料推入熔炼区，同时开启1～7号电子枪继续熔炼，控制1～7号电子枪的电压均为29.5KV，1号～2号电子枪电流为2.3A，3号～4号电子枪电流为5.3A，5号电子枪电流为3.6A，6号～7号电子枪电流为1.6A，同时保持12mm/min的拉锭速度，如此持续推料、熔化和拉锭，直至熔炼完成，之后冷却至80℃，将铸锭从结晶器中取出，冷却至室温，经表面扒皮打磨处理后，得Ti-Al-Nb-Zr-Mo合金圆锭；（5）在步骤（4）的Ti-Al-Nb-Zr-Mo合金圆锭两端打定心孔后，送入加热炉加热至1100℃，保温8h，出炉后迅速在靠近顶头的一端涂抹适量玻璃粉润滑剂，同时在定心孔内塞入用锡纸包裹的玻璃粉润滑剂，以防止穿孔过程中管材内壁产生缺陷，之后送入本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种Ti-Al-Nb-Zr-Mo合金无缝管的短流程制备方法，其特征在于包括下列各步骤：/n（1）按下列质量比备料：/n铝铌合金 5.7～6.3wt.%/n铝豆 4.05～4.77wt.%/n海绵锆 1.5～2.5wt.%/n铝钼合金 1.5～1.7wt.%/n海绵钛 余量/n上述各组分总和为100 wt.%；/n（2）将步骤（1）的备料进行混料后，取适量混合料作为散装料，其余混合料均压制成块后，于100～120℃烘干5～6h，随炉冷却，得压块料；/n（3）将步骤（2）的散装料铺放在装有七杆电子枪的EB炉的冷床内，再将步骤（2）的适量压块料放入该EB炉进料区；/n（4）在真空度为1.8×10
【技术特征摘要】
1.一种Ti-Al-Nb-Zr-Mo合金无缝管的短流程制备方法，其特征在于包括下列各步骤：
（1）按下列质量比备料：
铝铌合金5.7～6.3wt.%
铝豆4.05～4.77wt.%
海绵锆1.5～2.5wt.%
铝钼合金1.5～1.7wt.%
海绵钛余量
上述各组分总和为100wt.%；
（2）将步骤（1）的备料进行混料后，取适量混合料作为散装料，其余混合料均压制成块后，于100～120℃烘干5～6h，随炉冷却，得压块料；
（3）将步骤（2）的散装料铺放在装有七杆电子枪的EB炉的冷床内，再将步骤（2）的适量压块料放入该EB炉进料区；
（4）在真空度为1.8×10-3～3.5×10-3torr时，开启1～5号电子枪对冷床内的散装料进行熔炼，控制1～5号电子枪的电压均为29.5～30.5KV，电流均为3.3～4.3A，熔炼100～120min后，关闭电子枪，冷却20～40min后，将进料区的压块料推入熔炼区，同时开启1～7号电子枪继续熔炼，控制1～7号电子枪的电压均为29.5～30.5KV，1～2号电子枪电流为2.3～3.0A，3～4号电子枪电流为5.3～6A，5号电子枪电流为3.6～4.6A，6～7号电子枪电流为1.6～2.6A，同时保持12～18mm/min的拉锭速度，如此持续推料、熔化和拉锭，直至熔炼完成，之后冷却至80～100℃，将铸锭从结晶器中取出，冷却至室温，经表面扒皮打磨处理后，得Ti-Al-Nb-Zr-Mo合金圆锭；
（5）在步骤（4）的Ti-Al-Nb-Zr-Mo合金圆锭两端...
【专利技术属性】
技术研发人员：张玉勤，邓亚杰，黄海广，张浩泽，史亚鸣，李志敏，蒋业华，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南;53
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