[发明专利]一种改善钛合金拔长锻造组织均匀性的方法

说明书

技术领域

本发明属于材料加工技术领域，具体涉及一种改善钛合金拔长锻造组织均匀性的方法。

背景技术

受钛合金物理性质和熔炼技术的限制，锻造仍是钛合金加工中使用最广泛和有效的方法，该方法不仅可以直接锻压成所要求的工件形状，还可以优化微观组织结构，消除铸态疏松等缺陷，提高材料的力学性能。

对于锻件来说，变形越均匀，局部变形差越小，组织就越均匀，因此锻件的变形均匀性是衡量锻件质量的一个重要指标。锻件变形均匀性越好,其各部分的变形越趋于均匀，有利于产生均匀的内部组织，提高锻件的性能。拔长工艺是钛合金自由锻最基本的工序，单一方向拔长锻造变形容易造成十字不均匀变形，铸态组织破碎不充分并且具有遗传性，造成成品锻件中组织不均匀性问题难以解决。

近年来，各国的锻造工作者为了提高锻造组织的均匀性开展了大量探索研究，在平砧拔长研究的基础上，先后提出了一系列新拔长方法，例如FM锻造法、WHF锻造法、KD锻造法、SUF锻造法、TER锻造法、JTS锻造法、FML锻造法和AVD锻造法，这些均是通过改变拔长砧形和工艺条件来实现的。

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，提供一种改善钛合金拔长锻造组织均匀性的方法。该方法通过将具有四方形截面的钛合金的长度方向与上平砧轴向平行设置，沿四方形截面的对角线方向进行整体压扁成六边形截面，然后翻转90°再沿四方形截面的另一对角线进行整体压扁，如此反复压扁直至重新成为四方形截面，对材料横截面的不同方向实施大的塑性变形，改善单一方向拔长变形造成的十字不均匀变形情况，从而达到锻件各部位组织均匀的目的。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种改善钛合金拔长锻造组织均匀性的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、将常规镦粗拔长锻造得到的具有四方形截面的钛合金置于操作平台上，使具有四方形截面的钛合金的长度方向与上平砧轴向平行，沿所述四方形截面的对角线方向将具有四方形截面的钛合金进行整体压扁，得到具有六边形截面的钛合金；

步骤二、将步骤一中所述具有六边形截面的钛合金翻转90°后进行整体压扁，得到具有八边形截面的钛合金；

步骤三、对步骤二中所述具有八边形截面的钛合金重复步骤二，直至得到截面为四方形，尺寸与步骤一中所述具有四方形截面的钛合金尺寸相同的钛合金锻件。

上述的一种改善钛合金拔长锻造组织均匀性的方法，步骤一中所述具有四方形截面的钛合金的长度小于上平砧的长度。

上述的一种改善钛合金拔长锻造组织均匀性的方法，步骤一中所述整体压扁的压下量为30%～50%。

上述的一种改善钛合金拔长锻造组织均匀性的方法，步骤二中所述整体压扁的压下量为30%～50%。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明通过将具有四方形截面的钛合金的长度方向与上平砧轴向平行设置，沿四方形截面的对角线方向进行整体压扁成六边形截面，然后翻转90°再沿四方形截面的另一对角线进行整体压扁，如此反复压扁，直至重新成为四方形截面，对材料横截面的不同方向实施大的塑性变形，改善单一方向拔长变形造成的十字不均匀变形情况，从而达到锻件各部位组织均匀的目的。

2、本发明的方法是用于改善β钛合金的开坯与中间各火次间镦粗、拔长后锻态组织均匀性的锻造方式。

3、本发明方法加工工艺简单，易操作，不需要特殊设备。

4、采用本发明的方法锻造的钛合金锻件组织均匀性良好，同时因过程控制难度低，提升了工艺稳定化程度。

下面结合附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明具有四方形截面的钛合金与上平砧和操作平台的位置关系示意图。

图2为本发明钛合金拔长锻造的工艺流程示意图。

图3为实施例1常规钛合金镦粗拔长锻造的锻件热处理后的低倍组织图。

图4为本发明实施例2锻造的锻件热处理后的低倍组织图。

图5为实施例1常规钛合金镦粗拔长锻造的锻件热处理后的高倍组织图。

图6为本发明实施例2锻造的锻件热处理后的高倍组织图。

附图标记说明：

1—具有四方形截面的钛合金；    2—操作平台；      3—上平砧。

具体实施方式

设备：2500T锻造压力机，上平砧尺寸：500mm（B）×1200mm（L）；