[发明专利]一种改善钛合金铸锭开坯的热加工工艺

说明书

技术领域

本发明属于金属材料加工技术领域，具体涉及一种改善钛合金铸锭开坯的热加工工艺。

背景技术

钛合金主要应用于航空、航天、舰船等领域，目前还没有一套完整的规范或标准来指导钛合金铸锭开坯，主要存在的问题是在锻造过程中头部缩孔深度不稳定，表面开裂较严重的，导致缩孔切除量大，打磨量大，使开坯过程成材率低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种易实现标准化作业，减少人为因素而造成的头部缩孔不稳定现象，从而提高产品成材率的改善钛合金铸锭开坯的热加工工艺。采用该工艺可生产出端面缩孔切除量较少、表面质量良好的坯料，提高了产品成材率。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种改善钛合金铸锭开坯的热加工工艺，其特征在于，该工艺包括以下步骤：

步骤一、将钛合金铸锭扒皮后切去冒口，然后采用打磨的方法去除钛合金铸锭表面缺陷；

步骤二、将步骤一中去除表面缺陷的钛合金铸锭置于加热炉中，在温度为750℃～800℃的条件下预热1.5h～2.5h，然后升温至铸锭β相变点以上150℃～200℃，保温；所述保温的时间为D/2+（30～60）min，其中D为钛合金铸锭的直径；

步骤三、将步骤二中保温后的钛合金铸锭置于2000T以上压机上进行开坯锻造，开坯锻造过程为：

301、从铸锭中部开始向钳口的反方向依次压下，控制每道次进给量不大于压机的砧面宽度，每道次压下量不小于进给量的1/3，待压至距铸锭端部200mm～250mm处时，采用两道次连续压下，控制两道次总压下量为进给量的1/3～1/2，两道次之间的时间间隔为3s～5s，整平剩余部分；所述压机的砧面宽度为300mm～350mm；

302、重复301直至铸锭端面出现鼓度，每次重复之前将铸锭翻转90度；

303、将302中端面出现鼓度的铸锭以与301中相同的进给量从铸锭中部开始向钳口的反方向依次压下直至工艺尺寸，控制每道次压下量为进给量的1/5～1/3，得到一端锻造至工艺尺寸的钛合金坯料；

步骤四、将303中所述一端锻造至工艺尺寸的钛合金坯料置于加热炉中，按照步骤二中所述方式进行加热，最后采用步骤三中的开坯锻造方式将加热后的坯料的另一端锻造至工艺尺寸。

上述的一种改善钛合金铸锭开坯的热加工工艺，步骤一中所述钛合金铸锭采用真空自耗电弧炉熔炼得到。

上述的一种改善钛合金铸锭开坯的热加工工艺，步骤三中所述开坯锻造的始锻温度为铸锭β相变点以上100℃～150℃，终锻温度≥850℃。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明工艺简单，易实现标准化作业，减少人为因素而造成的头部缩孔不稳定现象，从而提高产品成材率。

2、本发明控制始锻温度为β相变点以上100℃～150℃，利用大吨位压机，统一送进量和压下量，使钛合金的铸锭晶粒得到充分破碎，使坯料表面折叠、拉伤等缺陷得到有效改善。

3、采用本发明的工艺，规范操做步骤，使坯料端面向外鼓出，大大减少甚至消除端面缩孔现象，对产品成材率的提高效果明显，可生产出端面缩孔切除量较少、表面质量良好的坯料，提高了产品成材率。

下面通过实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

具体实施方式

实施例1

步骤一、将真空自耗电弧炉熔炼得到的Ф690mm TC11铸锭扒皮后切去冒口，然后采用打磨的方法去除铸锭表面缺陷；

步骤二、将步骤一中去除表面缺陷的TC11铸锭置于加热炉中，在温度为800℃的条件下预热1.5h，然后升温至铸锭β相变点以上180℃，保温380min；

步骤三、将步骤二中保温后的TC11铸锭置于2500T砧面宽度为350mm的油压机上，在始锻温度为铸锭β相变点以上100℃～150℃进行开坯锻造，并控制终锻温度≥850℃，开坯锻造过程为：

301、从铸锭中部开始向钳口的反方向依次压下，控制每道次进给量为300mm，每道次压下量为100mm，待压至距铸锭端部220mm处时，采用两道次连续压下，第一道次压下75mm，间歇3秒后继续压下75mm，整平剩余部分；

302、重复301三次后铸锭端面出现鼓度，每次重复之前将铸锭翻转90度；