[发明专利]一种Ti6242钛合金大厚度饼坯的制备方法

说明书

本发明公开了一种Ti6242钛合金大厚度饼坯的制备方法，包括开坯锻造、多倍尺锻造、单倍尺锻造、成品锻造，制备的饼坯厚度范围为180mm～300mm，其探伤要求如下：厚度＞200mm厚的饼坯的探伤要求为Φ0.8～9dB以上，对于厚度≤200mm的饼坯的探伤要求为Φ0.8～12dB以上，均为目前国内该规格饼坯的最好水平，经模锻后的锻件均满足相应的探伤要求，其力学性能和组织满足AMS4975的要求，超声波探伤稳定性好；另外还能够减少由于棒坯的机加以及棒坯的改锻造成的材料浪费。

技术领域

本发明属于有色金属加工工艺技术领域，具体涉及一种Ti6242钛合金大厚度饼坯的制备方法。

背景技术

Ti ~6Al ~2Sn ~4Zr ~2Mo（以下简称Ti6242）合金是一种高蠕变抗力的近α型合金，使用温度在470 ~550℃，主要应用于航空发动机高压压气机盘和叶片。整体叶盘结构是西方发达国家上世纪80年代提出的一种新型整体化结构，目前已广泛用于军、民用先进航空发动机中。EJ200是第一种采用整体叶盘的航空发动机，其3级低压压气机全部采用了钛合金整体叶盘，5级高压压气机中的3级采用了高温合金整体叶盘。其中，Ti6242合金的整体叶盘在Trent XWB、GEnx、PW6000等商用航空发动机压气机盘上均已得到成熟应用。整体叶盘类锻件采用Ti6242钛合金大规格棒材整体锻造加工而成，其需要经历棒坯→饼坯→锻件的制备过程，在国外通常由一家生产厂商完成，其可以大量减少从棒坯到锻件的材料浪费。目前，国外大尺寸Ti6242钛合金大规格棒材及整体叶盘锻件已有成熟的制备技术，并具备批量生产的能力。

在国内，随着我国航空技术的进步，尤其是“大型飞机”及其配套动力装置研制计划的实施，大尺寸钛合金锻件先进生产技术的应用需求越来越迫切。由于大客发动机整体叶盘相对于军用发动机而言，尺寸更大、精度更高，生产发动机高压压气机整体叶盘所需的Ti6242钛合金棒材的最大尺寸已达到Ф350mm。对于Ф350mm规格的Ti6242钛合金棒材，国内无论是熔炼还是锻造，已形成小批量生产能力；但Ф350mm直径棒坯并不能直接用于锻件的生产，通常锻件厂为了确保锻件的探伤满足要求，要对棒坯进行多火次的改锻制备为饼坯，再模锻为最终的锻件。其中，从棒坯的机加以及棒坯的改锻，会造成大量的材料浪费。同时，由于模锻的稳定性较好，而不同锻件厂对棒坯的改锻水平及改锻火次有所差异，因此，造成最终锻件的质量稳定性较差。

发明内容

本发明的目的是提供一种Ti6242钛合金大厚度饼坯的制备方法，解决了现有技术制备的大厚度饼坯超声波探伤稳定性差的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种Ti6242钛合金大厚度饼坯的制备方法，制备的饼坯厚度为180mm ~300mm，超声波探伤不低于Φ0.8 ~9dB，具体按照以下步骤实施：

步骤1、开坯锻造

选择4 ~5吨级、规格为Φ680mm ~700mm化学成分符合要求的Ti6242钛合金铸锭，加热保温，进行1火次锻造，得到料坯；

步骤2、多倍尺锻造

将料坯加热保温，进行9火次锻造，得到棒坯；

步骤3、单倍尺锻造

对棒坯进行单倍体锯切，得到长度为315mm ~480mm的棒坯，对315mm ~480mm的棒坯进行4 ~6火次锻造，得到中间坯；

步骤4、成品锻造

对中间坯加热保温，进行1火次锻造，镦粗整形得到厚度为190mm ~310mm的锻坯，锻坯经车床扒皮成厚度为180mm ~300mm 的Ti6242钛合金饼坯。

本发明的特点还在于：