【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于金属材料制备，尤其涉及一种制备高精度tc4钛合金棒材的方法。
技术介绍
1、钛合金由于具有较高的比强度、耐腐蚀性能以及优异的疲劳性能，因此钛合金被用来制造钛合金紧固件，这些钛合金紧固件应用于航空航天领域。使用钛合金紧固件可提高接头强度，改善结构件的疲劳强度和密封性，并减轻结构重量。作为一种两相钛合金，tc4钛合金目前是研究和应用最广泛的钛合金，为获得高强度的tc4钛合金棒材，有效措施之一是对tc4钛合金棒材进行固溶时效热处理。但是现有技术中缺乏通过固溶时效热处理工艺来批量稳定生产棒材的设备，而且在固溶时效热处理过程中棒材变形大，进而导致棒材直线度差，另外热处理后棒材的强度高，后续精矫直和磨削抛光实施也非常困难，无法满足棒材的高精度要求。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种制备高精度tc4钛合金棒材的方法，以解决现有tc4钛合金棒材直线度差、尺寸精度一致性差的问题。
2、本专利技术采用以下技术方案：一种制备高精度tc4钛合金棒材的方法，具体按照以下步骤实施：
3、步骤1：制备出直径为φ480~φ720mm的 tc4铸锭；
4、步骤2：使用快锻机对tc4铸锭进行锻造得到直径为φ90mm~φ150mm的圆锻坯；
5、步骤3：将圆锻坯进行轧制得到直径为φ9mm~φ55mm的圆棒坯；
6、步骤4：将圆棒坯采用无心车床进行扒皮去除氧化皮得到直径为φ8mm~φ50mm的直条棒坯；
7、步骤5：将直条棒
8、步骤6：将直条棒材采用辊式矫直机进行余温矫直；
9、步骤7：将矫直后的直条棒材经过粗磨削和精磨削处理去除表面氧化皮，再经过抛光处理得到直径为φ7.5mm~φ48mm的tc4钛合金棒材；
10、其中，步骤5在进行固溶处理和时效处理时将直条棒坯均放在保持件中进行热处理。
11、进一步地，保持件为顶部、前后两侧均开口的条状壳体，保持件包括底板、左立板、右立板；底板水平设置、且其下侧固定连接有多个支腿，左立板的下端与底板的左侧固定连接，底板的右侧竖向贯穿开设有多个固定槽，多个固定槽自前向后依次间隔设置、且开槽的走向均为自左向右；右立板竖向设置、且置于各固定槽上侧，右立板的下端与自下而上穿过固定槽的螺杆的上端螺纹连接，各螺杆的下端螺纹连接有螺栓、并将螺杆卡在底板下侧，进而限制右立板的位置并将放置在右立板和左立板之间的直条棒坯卡紧。
12、进一步地，步骤5中固溶处理时热处理温度为950℃、保温60~90min。
13、进一步地，步骤5中时效处理时热处理温度为530℃，保温240~300min。
14、进一步地，步骤5中在固溶处理后将直条棒坯在出炉5～20s内转移至30℃以下的冷却水中，并待直条棒坯水冷至室温后再进行时效处理。
15、进一步地，步骤7具体为：
16、将矫直后的直条棒材先经过3~6次粗磨削再经过1次精磨削去除表面氧化皮，最后进行抛光处理；
17、其中，粗磨削每次的磨削量为0.15~0.3mm，精磨削的磨削量为0.05~0.1mm；抛光的次数为2~4次，每次的抛光量为0.01~0.03mm。
18、进一步地，步骤2中锻造的方法为：在箱式电阻炉内在β转变温度以上150～250℃并保温300～360min进行锻造，锻造比为4~8。
19、进一步地，步骤3中轧制的方法为：在箱式加热炉内在β转变温度以下30～100℃并保温90～150min后进行第一次轧制；在第一次轧制后去除表面缺陷并置于箱式加热炉内在β转变温度以下30～100℃并保温60～120min后进行第二次轧制。
20、进一步地，步骤1的tc4铸锭的各元素含量的质量百分比为：al 6.40%～6.50%、v4.00%～4.10%、o 0.15%～0.17%、fe 0.15%～0.19%、其余为ti。
21、进一步地，步骤6中余温矫直的次数为2~4次。
22、本专利技术的有益效果是：
23、本专利技术在步骤5中通过保持件固定直条棒坯，降低了直条棒坯在热处理过程中由于高温产生的弯曲变形，进而使得固溶时效热处理后得到的直条棒材的直线度良好，继而使得步骤6中直条棒材在矫直过程更加容易，矫直后的直条棒材的直线度达到0.5~0.8mm/m；
24、由于本专利技术的步骤5中得到的直条棒材的直线度良好，并且在步骤6中又对直条棒材再次矫直，进而得到具有优异直线度的直条棒材，使得步骤7中通过控制直条棒材的磨削次数和磨削量，在直线度优异的协同作用下减小了磨削抛光后tc4钛合金棒材的粗糙度、优化了尺寸公差的一致性，大大提高了tc4钛合金棒材的精度；
25、本专利技术在步骤5中通过保持件使得直条棒材具有良好的直线度，进而在进行粗磨削、精磨削和抛光处理时直条棒材的表面与砂轮可均匀稳定的发生摩擦，使得直条棒材的每一面受到均匀的磨削，以得到粗糙度良好的tc4钛合金棒材。
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1.一种制备高精度TC4钛合金棒材的方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
2.根据权利要求1所述的一种制备高精度TC4钛合金棒材的方法，其特征在于，所述保持件为顶部、前后两侧均开口的条状壳体，所述保持件包括底板（1）、左立板（2）、右立板（3）；所述底板（1）水平设置、且其下侧固定连接有多个支腿（5），所述左立板（2）的下端与底板（1）的左侧固定连接，所述底板（1）的右侧竖向贯穿开设有多个固定槽（4），多个所述固定槽（4）自前向后依次间隔设置、且开槽的走向均为自左向右；所述右立板（3）竖向设置、且置于各固定槽（4）上侧，所述右立板（3）的下端与自下而上穿过固定槽（4）的螺杆的上端螺纹连接，各所述螺杆的下端螺纹连接有螺栓、并将螺杆卡在底板（1）下侧，进而限制右立板（3）的位置并将放置在右立板（3）和左立板（2）之间的直条棒坯卡紧。
3.根据权利要求2所述的一种制备高精度TC4钛合金棒材的方法，其特征在于，所述步骤5中固溶处理时热处理温度为950℃、保温60~90min。
4.根据权利要求3所述的一种制备高精度TC4钛合金棒材的方法，其特征在于
5.根据权利要求4所述的一种制备高精度TC4钛合金棒材的方法，其特征在于，所述步骤5中在固溶处理后将所述直条棒坯在出炉5～20s内转移至30℃以下的冷却水中，并待所述直条棒坯水冷至室温后再进行时效处理。
6.根据权利要求1所述的一种制备高精度TC4钛合金棒材的方法，其特征在于，所述步骤7具体为：
7.根据权利要求1所述的一种制备高精度TC4钛合金棒材的方法，其特征在于，所述步骤2中锻造的方法为：在箱式电阻炉内在β转变温度以上150～250℃并保温300～360min进行锻造，锻造比为4~8。
8.根据权利要求1所述的一种制备高精度TC4钛合金棒材的方法，其特征在于，所述步骤3中轧制的方法为：在箱式加热炉内在β转变温度以下30～100℃并保温90～150min后进行第一次轧制；在所述第一次轧制后去除表面缺陷并置于箱式加热炉内在β转变温度以下30～100℃并保温60～120min后进行第二次轧制。
9.根据权利要求1所述的一种制备高精度TC4钛合金棒材的方法，其特征在于，所述步骤1的TC4铸锭的各元素含量的质量百分比为：Al 6.40%～6.50%、V 4.00%～4.10%、O 0.15%～0.17%、Fe 0.15%～0.19%、其余为Ti。
10.根据权利要求1所述的一种制备高精度TC4钛合金棒材的方法，其特征在于，所述步骤6中余温矫直的次数为2~4次。
...【技术特征摘要】
1.一种制备高精度tc4钛合金棒材的方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
2.根据权利要求1所述的一种制备高精度tc4钛合金棒材的方法，其特征在于，所述保持件为顶部、前后两侧均开口的条状壳体，所述保持件包括底板（1）、左立板（2）、右立板（3）；所述底板（1）水平设置、且其下侧固定连接有多个支腿（5），所述左立板（2）的下端与底板（1）的左侧固定连接，所述底板（1）的右侧竖向贯穿开设有多个固定槽（4），多个所述固定槽（4）自前向后依次间隔设置、且开槽的走向均为自左向右；所述右立板（3）竖向设置、且置于各固定槽（4）上侧，所述右立板（3）的下端与自下而上穿过固定槽（4）的螺杆的上端螺纹连接，各所述螺杆的下端螺纹连接有螺栓、并将螺杆卡在底板（1）下侧，进而限制右立板（3）的位置并将放置在右立板（3）和左立板（2）之间的直条棒坯卡紧。
3.根据权利要求2所述的一种制备高精度tc4钛合金棒材的方法，其特征在于，所述步骤5中固溶处理时热处理温度为950℃、保温60~90min。
4.根据权利要求3所述的一种制备高精度tc4钛合金棒材的方法，其特征在于，所述步骤5中时效处理时热处理温度为530℃，保温240~300min。
5.根据权利要求4所述的一种制备高精度tc4钛合金棒材的方法，其特征在于，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏芬绒，蓝楠，双翼翔，杜晨，冯辉，马伟，李婧瑶，杨晓康，
申请(专利权)人：西安赛特思迈钛业有限公司，
类型：发明
国别省市：
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