[发明专利]TC4钛合金厚壁管材的加工方法

说明书

技术领域

本发明合金材料锻造加工技术领域，具体涉及一种TC4钛合金厚壁管材的加工方法。

背景技术

钛金属冶炼和加工技术难度高、工序流程复杂，目前世界上仅有美国、俄罗斯、日本和中国等四个地区掌握完整的钛材工业化生产技术。在国家发改委、工信部等部门联合编制的战略性新兴产业“十二五”规划中，已经将钛材列入重点扶持的新材料品种。

按照钛行业“十二五”发展规划要求，钛材用海绵钛的产能将控制在10万吨/年以内。根据这一要求，“十二五”期间，我国将重点发展的项目包括钛及钛合金先进加工技术开发、钛及钛合金的新应用开发、大型先进钛冶炼加工专用设备的开发等。因此该项目的建设符合国家相关政策要求。

西部地区管材的传统工艺生产模式，是用轧机轧制生产，受设备参数、轧制孔型及变形方式对合金成型的影响等因素的限制，生产的合金管材品种单一，规格跨度小，效率低，周期长。

发明内容

本发明的目的是提供一种TC4钛合金厚壁管材的加工方法，解决了现有轧制加工方法得到的管材规格跨度小、效率低的问题。

本发明所采用的技术方案是，TC4钛合金厚壁管材的加工方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，加热：

采用电炉加热，将选定的钛合金管坯加热至900℃～1000℃后保温30～150min；

步骤2，锻造：

将步骤1加热的的管坯，用精锻机锻造，锻比为0.5～1.5，终锻温度750℃，总锻比不小于2.0；

步骤3，热处理：

将步骤2锻造后的管材加热至700℃～800℃，保温1～3h，然后在20秒以内将管材取出放进风扇区进行风冷却；

步骤4，矫直：

将步骤3热处理的管材，在七辊矫直机上进行矫直，平直度不大于2mm/m，即得到TC4钛合金厚壁管材。

本发明的特点还在于，

步骤1中钛合金管坯的外径为140～220mm，内径为70～120mm。

本发明的有益效果是，本发明TC4钛合金厚壁管材的加工方法，采用径向锻造的方法代替现有轧制的方法，加工时合理选择加热和锻造温度，匹配锻造压下量、送尽量等参数，增加金属的横向变形，控制α+β两相区锻造的总锻比，从而获得组织和性能均匀一致、超声波探伤杂波水平高、外径Φ90～150mm，壁厚10～30mm，长度1000～5000mm的TC4钛合金厚壁管材，填补大规格TC4钛合金厚壁管材生产空白。

附图说明

图1是实施例1加工得到的TC4钛合金厚壁管材的高倍显微组织图；

图2是实施例2加工得到的TC4钛合金厚壁管材的高倍显微组织图；

图3是实施例3加工得到的TC4钛合金厚壁管材的高倍显微组织图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明TC4钛合金厚壁管材的加工方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，选用外径为140～220mm，内径为70～120mm的钛合金管坯；

步骤2，加热：

采用电炉加热，将选定的钛合金管坯加热至900℃～1000℃后保温30～150min；

步骤3，锻造：

将步骤2加热的的管坯，用精锻机锻造，锻比为0.5～1.5，终锻温度750℃，总锻比不小于2.0；

步骤4，热处理：

将步骤3锻造后的管材加热至700℃～800℃，保温1～3h，然后在20秒以内将管材取出放进风扇区进行风冷却；

步骤5，矫直：

将步骤4热处理的管材，在七辊矫直机上进行矫直，平直度不大于2mm/m，即得到TC4钛合金厚壁管材。

本发明TC4钛合金厚壁管材的加工方法，采用径向锻造的方法代替现有轧制的方法，加工时合理选择加热和锻造温度，匹配锻造压下量、送尽量等参数，增加金属的横向变形，控制α+β两相区锻造的总锻比，从而获得组织和性能均匀一致、超声波探伤杂波水平高、外径Φ90～150mm，壁厚10～30mm，长度1000～5000mm的TC4钛合金厚壁管材，填补大规格TC4钛合金厚壁管材生产空白。

实施例1

实施例1加工的材料为锭号534-20130121的钛合金管坯，外径为Φ220mm，内径为Φ120mm。按本发明的加工方法，经过锻造和热处理，生产出外径为Φ150mm，内径为Φ100mm管材。

步骤1加热：采用电炉加热，将选定的钛合金管坯加热至980℃后，保温90分钟出炉锻造；