【技术实现步骤摘要】
低成本钛合金薄壁管材的制备方法
本专利技术涉及钛合金材料加工
,具体而言涉及一种低成本钛合金薄壁管材的制备方法。
技术介绍
目前,钛合金薄壁管材的加工方法主要有热挤压法、深孔加工法、斜轧穿孔法和板卷圆后焊接法,但这几种方法生产出来的钛合金薄壁管材存在以下问题:1)热挤压法,由于钛合金变形抗力高,所以只适合小直径管材的生产,而且由于加工时变形量大,导致加工薄壁管材时候,容易出现波纹和裂纹,所以只适合用于厚壁管材的加工,且材料利用率低;2)深孔加工法,加工周期长,材料利用率极低,加工成本高,产品同轴度不好,只适合用于单件或者小批量生产1毫米厚度以上钛合金管;3)斜轧穿孔法,由于加工时温度高,所以得到的产品大多数为网蓝组织(如图1所示)或者魏氏组织(如图2所示),产品组织差;4)板卷圆后焊接法,生产出的薄壁管,表面质量好,生产效率高,不过焊缝是整个管子性能比较薄弱的地方,所以生产出来的薄壁管力学性极差。而对于生产壁厚1mm以下的钛合金管,因目前的工艺得到的铸态组织差,多为网蓝组织或者魏氏组织,导致其力学性能差,在加工时容易裂开,难以生产壁厚1mm以下的钛合金管;且对于越薄的工件,加工时越容易振动,而当工件振动的幅度过大,其越难进行精细加工,对于越薄的工件就越难以成型,而目前的工艺,加工的防振性能差,难以满足加工壁厚1mm以下的钛合金管的要求。因此,需要开发一种可以生产壁厚1mm以下的钛合金管的生产工艺方法。
技术实现思路
本专利技术目的在于针对现有技术的不足,提供一种低成本钛合金薄 ...
【技术保护点】
1.一种低成本钛合金薄壁管材的制备方法,其特征在于,具体包括以下步骤:/nS1:熔炼/n将原料混合后压成多个具有四角形状的电极块,并将所述电极块焊接后置于真空自耗炉中进行多次熔炼,得到钛合金锭子;/nS2:锻造/n在上步骤S1所得的钛合金锭子表面喷涂涂料,之后采用快锻机对其进行开坯锻造、改锻及成品锻造得到钛合金粗坯件;其中,开坯锻造为1-4个火次,每火次的钛合金变形量控制在75-80%,开坯温度为钛合金材料相变点以上100-150℃;改锻为1-6个火次,每火次的钛合金变形量控制在50-60%,改锻温度为钛合金材料相变点以下10-50℃;成品锻造1个火次,钛合金的变形量控制在40-50%,成品锻造温度为钛合金材料相变点以下10-50℃;每火次锻造完后,均需要利用打磨去除锻造工件的表面缺陷;/n所述涂料由以下质量百分比的组分组成:SiO
【技术特征摘要】
1.一种低成本钛合金薄壁管材的制备方法,其特征在于,具体包括以下步骤:
S1:熔炼
将原料混合后压成多个具有四角形状的电极块,并将所述电极块焊接后置于真空自耗炉中进行多次熔炼,得到钛合金锭子;
S2:锻造
在上步骤S1所得的钛合金锭子表面喷涂涂料,之后采用快锻机对其进行开坯锻造、改锻及成品锻造得到钛合金粗坯件;其中,开坯锻造为1-4个火次,每火次的钛合金变形量控制在75-80%,开坯温度为钛合金材料相变点以上100-150℃;改锻为1-6个火次,每火次的钛合金变形量控制在50-60%,改锻温度为钛合金材料相变点以下10-50℃;成品锻造1个火次,钛合金的变形量控制在40-50%,成品锻造温度为钛合金材料相变点以下10-50℃;每火次锻造完后,均需要利用打磨去除锻造工件的表面缺陷;
所述涂料由以下质量百分比的组分组成:SiO2:40-50%,Al2O3:1-5%,B2O3:10-25%,Na2O:20-25%,CaO:5-10%;
S3:斜轧穿孔
对步骤S2锻造得到的钛合金粗坯件加热,并将其加热至所选钛合金材料相变点以上50-100℃,再选用子弹头式顶头的斜轧穿孔机对钛合金管粗坯件进行穿孔后,对钛合金管粗坯件的内外表面进行修磨抛光,并对钛合金管的第一端外壁进行30°-45°的倒角处理,得到管壁厚度为10-20mm的钛合金管坯;
S4:径向锻造
将步骤S3穿孔后的钛合金管坯置于卧式感应加热炉中,并将其加热至所选钛合金材料相变点以下10-50℃,并使用具有多个锤头的径向锻造机对钛合金管坯进行锻造,在锻造过程中一直保持对管坯加热补热,得到壁厚为5-8mm的钛合金管坯;其中,钛合金管坯的变形量为30-40%;
S5:冷轧
将步骤S4处理后的钛合金管坯采用轧机进行多个道次冷轧,得到壁厚为1-3mm的钛合金管坯;其中,每道次冷轧处理时,钛合金管坯的变形量为10-30%,每道次冷轧后的工件均进行处理后再进行下一道次的冷轧;
每道次冷轧后工件的处理工艺为:将每道次后的工件去除表面油污,再进行退火处理,之后采用氢氟酸和硝酸的混合液对其进行酸洗,再对酸洗后的工件进行矫直、表面修磨抛光以及再次对钛合金管的第一端外壁进行30°-45°的倒角处理;
S6:机加
采用防振夹具对步骤S5处理后钛合金管坯进行装夹后,利用具有曲线形刀刃的车刀,使用螺旋曲线走刀的方式,对钛合金管坯进行粗加工,至所需管外径公差上差加0.5mm的尺寸,并使用无心磨床对其进行精加工至粗加工后的管外径尺寸±0.05mm,得到管壁厚0.3-0.5mm的钛合金薄壁管材。
2.根据权利要求1所述的低成本钛合金薄壁管材的制备方法,其特征在于:所述电极块为类圆形柱体状,包括第一电极块和第二电极块,所述第一电极块的纵截面包括第一直线段、第二直线段和第三直线段,第二直线段和第三直线段均与第一直线段垂直连接,第二直线段和第三直线段之间依次连接有第四直线段、第一圆弧段和第五直线段,所述第二电极块与第一电极块结构互为对称;
其中,所述第一电极块的第一半径比真空自耗炉坩埚的第二半径小30-50mm,第一电极块的长度小于2倍第一半径,第一电极块的高度小于1.2倍第一半径,第一电极块的厚度为240-270mm,密度≥3.5g/cm3。
3.根据权利要求1所述的低成本钛合金薄壁管材的制备方法,其特征在于:步骤S2中的涂料厚度为0.2-0.4mm。
4.根据权利要求1所述的低成本钛合金薄壁管材的制备方法,其特征在于,步骤S2中涂料的制备方法如下:...
【专利技术属性】
技术研发人员:王长江,陈小龙,姬会爽,沈礼锐,黄响,梁志杰,周志杰,
申请(专利权)人:江苏尚吉亨通新材料有限公司,
类型:发明
国别省市:江苏;32
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