[发明专利]TC4钛合金大规格棒材的锻造方法

说明书

本发明属于锻造技术领域，具体公开了一种能够提高TC4钛合金大规格棒材的组织均匀性的锻造方法。TC4钛合金大规格棒材的锻造方法，所述TC4钛合金大规格棒材的直径为200～300mm，该锻造方法包括将TC4钛合金中间坯料加热保温后进行径向锻造的精锻步骤；精锻步骤中，锻造加热温度为910±10℃，开锻温度为850±10℃；锻造频次控制在120±3次/min或180±3次/min，锻造速度控制在3.0～4.0m/min；共进行6～8道次间歇式单向锻造，初道次和末道次的变形量小于5％，其余每道次的变形量控制在5～20％，总变形量为45～65％。采用该锻造方法生产TC4钛合金大规格棒材，利于控制棒材的温度，使锻造的棒材的内外温度均匀性更高，保证了棒材的组织均匀性，并提高了棒材的组织性能。

技术领域

本发明属于锻造技术领域，具体涉及一种TC4钛合金大规格棒材的锻造方法。

背景技术

TC4钛合金是牌号为TC4的钛合金，其材料的组成为Ti-6Al-4V，属于α+β型钛合金。TC4钛合金具有优良的耐蚀性、小的密度、高的比强度及较好的韧性和焊接性，广泛应用于航空航天、石油化工、造船、汽车，医药等领域。TC4钛合金棒材是钛合金中的一种重要材型，随着需求的提升，人们对TC4钛合金棒材的规格要求也随之增大，特别是对于直径为200mm～300mm的大规格棒材的需求。

目前，TC4钛合金大规格棒材的锻造工艺流程为：圆柱体钛锭→镦粗→纵向拔长→成品棒材；这种工艺下，因为TC4钛合金比热容小，大规格棒材的心部温度较难向外传递，且大规格棒材本身积累的热量比小规格棒材的热量更多，更加难以控制棒材的温度，锻造过程中非常容易超过TC4钛合金β相的转变温度，导致组织不均、晶粒粗大等问题，从而降低TC4钛合金大规格棒材的性能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能够提高TC4钛合金大规格棒材的组织均匀性的锻造方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：TC4钛合金大规格棒材的锻造方法，所述TC4钛合金大规格棒材的直径为200～300mm，该锻造方法包括将TC4钛合金中间坯料加热保温后进行径向锻造的精锻步骤；精锻步骤中，锻造加热温度为910±10℃，开锻温度为850±10℃；锻造频次控制在120±3次/min或180±3次/min，锻造速度控制在3.0～4.0m/min；共进行6～8道次间歇式单向锻造，初道次和末道次的变形量小于5％，其余每道次的变形量控制在5～20％，总变形量为45～65％。

进一步的是，精锻步骤中，采用精锻机对TC4钛合金中间坯料进行径向锻造。

进一步的是，所述TC4钛合金中间坯料为方坯，其横截面的边长为280～420mm。

进一步的是，精锻步骤中，初道次对TC4钛合金中间坯料进行对角倒角，其余道次对倒角后的TC4钛合金中间坯料进行滚圆；末道次的滚圆直径为200～300mm。

进一步的是，精锻步骤中，成材总锻比控制在1.9～3.0。

进一步的是，精锻过程中，若TC4钛合金中间坯料的表面温度超过开锻温度，则向TC4钛合金中间坯料喷洒水雾，使其表面温度不再上升且小于等于850℃后，再继续锻造。

本发明的有益效果是：利用该锻造方法将TC4钛合金中间坯料径向锻造为符合要求的TC4钛合金大规格棒材过程中，通过严格有效地控制锻造温度、锻造频次、锻造速度及各道次变形量，不仅利于控制棒材的温度，使锻造的棒材的内外温度均匀性更高，防止锻造过程中棒材温度超过TC4钛合金β相的转变温度，保证了棒材的组织均匀性，而且适当大小的道次变形量可以使得晶粒破碎更完全，有效改善了棒材的组织；另外，通过保证棒材具有足够的变形量，能够使其变形更充分，提高了棒材的组织性能。

附图说明

图1是本发明实施例1锻造棒材的边缘处的显微组织图；