[发明专利]一种大口径钛厚壁管材的制造方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种大口径钛厚壁管材的制造方法，属于有色金属的材料加工。

二、背景技术

随着国家现代工业的飞跃发展，现代化工设备及压力容器向大规模，大尺寸，大吨位发展，因此对管材的尺寸规格越来越高，特别是对耐蚀性能提出了更高的要求。钛及钛合金管材因耐蚀性好、强度高、无磁性、线膨胀系数小等优点，国内外已被广泛应用于各种设备上的压力容器。通常普通管路系统用的钛及钛合金管材尺寸较小，而化工设备上用的钛管材尺寸较大(直径约为200～700mm)，表面质量要求高。大口径钛管材加工流程长、损耗大且管材内表面质量不易控制等因素，导致大型化工设备用大口径钛厚壁管材的成品率极低。

传统的大口径钛管加工工艺主要有三种工艺：

一种是采用轧制+热扩的方法，即先制造一个管坯，再用热扩的方法扩大直径。加工时管材内外表面沿轧制方向均受滚动摩擦力作用，轧制过程中反复咬合加剧了材料与模具之间的粘模程度，反复碾压易导致管材表面产生凹坑、折皱等缺陷，

另一种是采用棒材机加的方法。机加费用高，且原料利用率低，管材的性能由棒材来保证，对于大直径棒材保证性能是一个难题。

第三种V型砧拔长是锻造钢筒体及厚壁管材的有效方法，拔长时管材表面受表面层三向压应力变形有利于成型。V型砧用于筒形件的锻造在钢铁企业已应用多年。这种方法内外的表面公差尺寸较大，用V型砧来锻造钛的筒形件成本必然高。

三、发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术中的不足，提供一种大口径钛厚壁管材的制造方法。

本发明采用的技术方案是：采用锻造开坯+冲孔+修磨+V型砧拔长+摔子拔长；本发明按以下步骤进行：

(1)、将加工好的钛铸锭放入炉内加热至950--1150℃的温度，保温时间0.5--1小时，在自由锻油压机上，然后按照0.3---0.4的比例进行镦粗和拔长；

(2)、重新放入炉内加热至900--1050℃的温度加热，进行冲孔；

(3)、预热模具200--300℃，涂上润滑剂，将坯料加热到900--1050℃，进行拔长；V型砧拔长砧宽比在0.5--1.0之间，芯棒的直径与管材的内径间隙为10--20mm；

(4)、放入炉内加热至840--960℃的温度加热后，用摔子拔长滚圆；距离成品长度400--500mm，停止锻造，进行严格修磨；

(5)、成品加工：加热840--960℃的温度，用摔子拔长滚圆，成品达到尺寸要求后对棒坯退火，选用650---750℃，保温2小时。

本制造方法生产的钛管材或钛合金管材的外径为160mm～800mm，壁厚为15---100毫米。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明利用现有锻造设备操作简单，工序流程短。

2、本发明对常规开坯锻造后的棒材进行冲孔，V型砧拔长加摔子拔长，可使管材的壁厚达到较大的尺寸(壁厚达到15--100mm)，提高表面质量和成品率。

3、本发明相对常规轧制工艺减少除油、酸洗等一系列生产工序，减少污染。

下面结合实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

实施例一：纯钛成品管材Φ340/Φ260×3000(mm)重量510公斤。

锻造尺寸：Φ360/Φ245×3100(mm)重量764公斤。

本实施例的选用化学成份满足GB/T3620.1-2007标准要求的TA2铸锭，铸锭规格为φ580mm，自由锻为φ700×470mm的TA2坯料，重量810公斤。棒坯经对内外表面缺陷进行清理后，

(1)、将清理干净内外表面缺陷的棒坯加热到900℃，在2000T快锻机上冲孔为Φ800/Φ260×400，重量790公斤；

(2)、仔细修磨后，预热磨具到200--300℃，涂抹润滑剂，管坯加热900℃，进行V型砧拔长到Φ580/Φ245×800；

(3)、仔细修磨后，预热磨具到200--300℃，涂抹润滑剂，管坯加热900℃，进行V型砧(或400摔子)拔长到Φ400/Φ245×2200，重量778公斤；

(4)、仔细修磨后，预热磨具到200--300℃，涂抹润滑剂，管坯加热850℃，进行摔子拔长到Φ360/Φ245×3100；

(5)、成品管经650℃、保温2小时的热处理，转入机加工序。

实施例二：

TC4钛合金，成品管材Φ340/Φ260×3000(mm)重量510公斤。