【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于航空航天加工，尤其涉及一种钛合金ta15球头加工及真空热处理方法。
技术介绍
1、钛合金材料具有高强屈比和低比重、优异耐蚀性的性能，作为结构和功能材料在航空航天领域广泛应用。钛合金材料热处理是航空产品质量控制重要环节，由于钛合金高温性能(500℃)较为活泼，容易与空气中氧、氮、氢等有害的气体结合，在表面形成氧化物、氮化物等硬脆化合物，影响产品使用性能。为了避免或减小其危害采用增加基体金属加工切削余量，或者钛合金热处理减少空气中有害的气体产生影响，即真空热处理方法，在加热炉内真空状态下对钛合金零件热处理，尽可能减小表面化合物厚度，达到减小加工切削余量目的。
2、但钛合金存在硬度低、易粘结、耐磨性能差的缺点，钛合金ta15供货状态为退火态时硬度不超过hv370；对于特定的钛合金产品，其表面需有高硬度、耐磨特性。
3、公开号为cn118033078a的专利文件公开了两相钛合金板材热处理时富氧α层厚度的预测方法，该专利公开了温度越高氧浓度越小，真空状态下钛合金在高温不会被氧化，但经过多次试验后发现，在低真空度状态下，温度接近、超过相转变温度时，钛合金零件表面也可发生氧化反应。
4、公开号为cn113714286a的专利文件公开了一种ta15钛合金薄带材的制备方法，该专利中公开了真空热处理的步骤，但该专利针对了ta15钛合金薄带材的制备，并防止道次变形量过大造成ta15钛合金薄带材边部产生裂纹，该专利解决的技术问题与本申请不同。
5、公开号为cn111348634a的专利文件公
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种钛合金ta15球头加工及真空热处理方法。
2、本专利技术通过以下技术方案得以实现。
3、本专利技术提供的一种钛合金ta15球头的加工方法，包括以下步骤：
4、s1：对钛合金材料进行车端面及球面、钻孔加工，得到球坯；
5、s2：研磨球坯的球面；
6、s3：超声波清洗；
7、s4：真空热处理，进行α化热处理，得到包含α层的球坯；
8、s5：车两端面、镗孔，并进行去毛刺及研磨抛光处理；
9、s6：进行超声波清洗后，进行铣加工后再次进行超声波清洗，完成钛合金球头的制备。
10、优选地，所述步骤s1中钛合金材料为退火态的ta15棒料，加工时以棒料外圆为定位基准，夹紧棒料外圆，先去除棒料余量及黑色氧化皮，车端面、球面、钻内孔及其它尺寸达图样要求，球坯的球面粗糙度达ra0.8。
11、优选地，所述步骤s2中以球坯的球内孔定位，然后将球坯通过夹具固定球坯然后装在研磨抛光装置上，找正夹具径向跳动不大于0.03，研磨抛光装置带动球体在2000-2800r/min下旋转，对球坯进行研磨、抛光；至球坯的球面粗糙度达ra0.4。
12、优选地，所述步骤s3及步骤s6的超声波清洗步骤包括：将球坯放置于清洗液中浸泡20-30分钟，然后在水温40-60℃下清洗20-30分钟，取出零件检查表面污物是否去除，必要时可重复清洗，吹干后即可。
13、优选地，所述步骤s4的α化热处理步骤包括：将球坯装筐，保持相邻球坯之间间隔大于10mm，然后装入真空炉内；将真空炉内的真空度抽到10pa以下，开始升温，至预热温度870±10℃，保温1h，真空度控制在400-500pa，再继续升温至α化热处理温度970±10℃，保温时间2h，在此期间真空度控制在1200-1500pa，充入105pa氩气冷却，均匀渗氧。
14、优选地，所述步骤s5中车两端面、镗内孔的加工余量为0.25mm以上，并进行去毛刺及研磨抛光处理，得到的球坯表面氧化层的粗糙度达ra0.4。
15、优选地，所述步骤s6中，进行超声波清洗后，进行铣加工后在球坯上得到圆弧油槽，再进行去毛刺及清洗零件后完成钛合金球头的制备。
16、优选地，所述夹具包括定位轴、压板和螺钉，所述定位轴一侧设置连接部a，定位轴另一侧设置连接部b，所述连接部a贯穿球坯的球内孔定位，所述连接部b与研磨抛光装置连接，所述螺钉与连接部a螺纹连接，所述压板设置在连接部b与螺钉之间。
17、优选地，所述研磨抛光装置包括调速电机、套筒联轴器和钻头夹具，所述调速电机通过套筒联轴器和钻头夹具连接，所述钻头夹具与夹具连接。
18、一种通过上述方法制备的钛合金球头，包括球头主体和设置在球头主体上的球内孔。
19、本专利技术的有益效果在于：
20、通过本专利技术的α化热处理工艺进行加工后，将钛合金球坯在一定真空状态和特定温度热处理，其表面形成坚硬的钛氧化物，其表面硬度可得到强化，强化后的表面硬度、耐磨性能都得到提高。
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1.一种钛合金TA15球头的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种钛合金TA15球头的加工方法，其特征在于：所述步骤S1中钛合金材料为退火态的TA15棒料，加工时以棒料外圆为定位基准，夹紧棒料外圆，先去除棒料余量及黑色氧化皮，车端面、球面、钻内孔及其它尺寸达图样要求，球坯的球面粗糙度达Ra0.8。
3.如权利要求1所述的一种钛合金TA15球头的加工方法，其特征在于：所述步骤S2中以球坯的球内孔(1)定位，然后将球坯通过夹具固定球坯然后装在研磨抛光装置上，找正夹具径向跳动不大于0.03，研磨抛光装置带动球体在2000-2800r/min下旋转，对球坯进行研磨、抛光；至球坯的球面粗糙度达Ra0.4。
4.如权利要求1所述的一种钛合金TA15球头的加工方法，其特征在于，所述步骤S3及步骤S6的超声波清洗步骤包括：将球坯放置于清洗液中浸泡20-30分钟，然后在水温40-60℃下清洗20-30分钟，取出零件检查表面污物是否去除，必要时可重复清洗，吹干后即可。
5.如权利要求1所述的一种钛合金TA15球头的加工方法，其
6.如权利要求1所述的一种钛合金TA15球头的加工方法，其特征在于：所述步骤S5中车两端面、镗内孔的加工余量为0.25mm以上，并进行去毛刺及研磨抛光处理，得到的球坯表面氧化层的粗糙度达Ra0.4。
7.如权利要求1所述的一种钛合金TA15球头的加工方法，其特征在于：所述步骤S6中，进行超声波清洗后，进行铣加工后在球坯上得到圆弧油槽，再进行去毛刺及清洗零件后完成钛合金球头的制备。
8.如权利要求3所述的一种钛合金TA15球头的加工方法，其特征在于：所述夹具包括定位轴(2)、压板(3)和螺钉(4)，所述定位轴(2)一侧设置连接部A(21)，定位轴(2)另一侧设置连接部B(22)，所述连接部A(21)贯穿球坯的球内孔(1)定位，所述连接部B(22)与研磨抛光装置连接，所述螺钉(4)与连接部A(21)螺纹连接，所述压板(3)设置在连接部B(22)与螺钉(4)之间。
9.如权利要求3所述的一种钛合金TA15球头的加工方法，其特征在于：所述研磨抛光装置包括调速电机(5)、套筒联轴器(6)和钻头夹具(7)，所述调速电机(5)通过套筒联轴器(6)和钻头夹具(7)连接，所述钻头夹具(7)与夹具连接。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的方法制备的钛合金TA15球头，其特征在于：包括球头主体和设置在球头主体上的球内孔(1)。
...【技术特征摘要】
1.一种钛合金ta15球头的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种钛合金ta15球头的加工方法，其特征在于：所述步骤s1中钛合金材料为退火态的ta15棒料，加工时以棒料外圆为定位基准，夹紧棒料外圆，先去除棒料余量及黑色氧化皮，车端面、球面、钻内孔及其它尺寸达图样要求，球坯的球面粗糙度达ra0.8。
3.如权利要求1所述的一种钛合金ta15球头的加工方法，其特征在于：所述步骤s2中以球坯的球内孔(1)定位，然后将球坯通过夹具固定球坯然后装在研磨抛光装置上，找正夹具径向跳动不大于0.03，研磨抛光装置带动球体在2000-2800r/min下旋转，对球坯进行研磨、抛光；至球坯的球面粗糙度达ra0.4。
4.如权利要求1所述的一种钛合金ta15球头的加工方法，其特征在于，所述步骤s3及步骤s6的超声波清洗步骤包括：将球坯放置于清洗液中浸泡20-30分钟，然后在水温40-60℃下清洗20-30分钟，取出零件检查表面污物是否去除，必要时可重复清洗，吹干后即可。
5.如权利要求1所述的一种钛合金ta15球头的加工方法，其特征在于：所述步骤s4的α化热处理步骤包括：将球坯装筐，保持相邻球坯之间间隔大于10mm，然后装入真空炉内；将真空炉内的真空度抽到10pa以下，开始升温，至预热温度870±10℃，保温1h，真空度控制在400-500pa，再继续升温至α化热处理温度970±10℃，保温时间2h...
【专利技术属性】
技术研发人员：李合义，黄明忠，李华坤，王蓉，吴育达，
申请(专利权)人：贵州航飞精密制造有限公司，
类型：发明
国别省市：
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