[发明专利]钛合金无缝管的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及冶金领域，特别涉及一种钛合金无缝管的生产方法。

背景技术

随着我国国民经济及科学技术的迅猛发展，钛合金材料制备技术及产品质量得到了大幅提高，带动了钛合金应用领域的迅速扩展，近几年来对高强钛合金管材的需求越来越多。现有钛合金无缝管一般采用热轧或冷轧生产。

专利103128102A公开了一种钛合金油井管的生产方法，该生产方法包括：真空炉两次熔炼，多次锻造扒皮成圆坯，经环形炉加热到970～1030℃，热穿孔得到毛管，毛管经高压水除鳞后进入五机架三辊连轧机，连轧延伸系数为2.5～3，减径率为15％～25％，制得荒管；再将荒管进入定径机组，定径延伸系数为2～2.2，减径率为45％～52％，得到外径88.9mm的热轧无缝管。再将热轧无缝管进行热处理，加热到950～980℃保温1～1.5小时得到成品。该方法采用热连轧的方式进行钛合金无缝管的制造，其钛管成材率低，且因内外表面渗气层的存在导致内外表面质量差、缺陷多，尤其是内表面缺陷，难以去除，且轧制后还需热处理工艺才能得到成品。

专利103722043A公开了一种钛合金无缝管的生产方法及检测方法，其生产方法包括以下步骤：原材料的准备；加热；锻造；冷轧；冷拔；矫直；真空退火；成型。该方法能够生产出合格产品，但其工序复杂，成本高，需要真空退火才能达到产品要求的性能。

可见，现有的热轧钛管成材率低，且因内外表面渗气层的存在导致内外表面质量差、缺陷多，尤其是内表面缺陷，难以去除。冷轧钛管工序复杂，成本高，产量低，且需真空退火才能达到要求的性能。

因此，亟需一种工艺简单的高强度钛合金无缝管的生产方法。

发明内容

【要解决的技术问题】

本发明的目的是提供一种钛合金无缝管的生产方法，以至少解决上述技术问题之一。

【技术方案】

本发明是通过以下技术方案实现的。

本发明涉及一种生产钛合金无缝管的方法，包括以下步骤：

步骤A：将钛合金圆坯加热至950～960℃，对加热后的钛合金圆坯进行穿孔，形成荒管；

步骤B：对所述荒管进行定径，其中减径率为20～25％，定径后利用余热带温矫直，矫直后酸洗；

步骤C：在860℃～890℃进行中频推制并使变形量大于15％；

步骤D：对中频推制得到的管体进行矫直，矫直后酸洗，得到钛合金无缝管。

作为一种优选的实施方式，所述步骤D中矫直的温度为530～600℃。

作为另一种优选的实施方式，所述步骤B中定径的温度为860～880℃。

作为另一种优选的实施方式，所述钛合金圆坯由以下重量百分比的组份组成：铝：5.7～6.6％、钒：3.7～4.3％、铁≤0.1％、碳≤0.06％、氧≤0.1％、氮≤0.005％、氢≤0.005％、剩余成分为钛。

作为另一种优选的实施方式，所述步骤B和步骤D中酸洗所采用的酸洗液由以下重量百分比的组份组成：氢氟酸4～4.8％、硝酸8～15％、其余为水。

作为另一种优选的实施方式，所述步骤A具体采用斜轧穿孔。

下面对本发明方法进行详细说明。

本发明步骤A对钛合金圆坯进行加热并穿孔，其中钛合金圆坯的化学成分可以由以下重量百分比的组份组成：铝：5.7～6.6％、钒：3.7～4.3％、铁≤0.1％、碳≤0.06％、氧≤0.1％、氮≤0.005％、氢≤0.005％、剩余成分为钛。圆坯在斜底式炉或环形炉中加热，加热温度为950～960℃，如果加热温度过低，由于钛合金变形抗力随着温度的降低而提高，从而容易导致穿孔机负荷过高或轧卡的情况，因而需要较高的加热温度以确保穿孔过程的稳定性；反之，如果加热温度过高，钛合金圆坯的塑性会降低，再加上穿孔时钛管内孔的温升，容易产生钛管内表面缺陷。因此，综合各种影响因素，选择的圆管坯加热温度为950～960℃。另外，本发明步骤A的穿孔具体为斜轧穿孔。

穿孔后通过步骤B对荒管进行定径，减径率为20～25％，即将荒管的外径控制为成品外径的75～80％。具体地，可以在860～880℃温度范围内对荒管进行定径。步骤B在定径后利用余热带温矫直，矫直后可以空冷到室温。矫直后酸洗，以洗去钛管内外表面的氧化皮和渗气层，其中酸洗液成分为：氢氟酸4～4.8％，硝酸8～15％，其余为水。