[发明专利]一种高探伤水平钛合金饼材的制备方法

说明书

本发明属于钛合金制备技术领域，具体公开了一种高探伤水平的钛合金饼材制备方法，通过开坯锻造、单相区锻造、两相区镦拔锻造、换向锻造、逐道次降锻比锻造、单倍尺饼坯锯切、热处理、成品机加这些步骤来实现。本发明打破了现有常规锻造工艺需要增加镦拔火次才能提高饼材探伤水平的技术困局，能够有效降低制备成本，提高产品合格率，适合批量化生产。

技术领域

本发明涉及钛及钛合金加工领域，尤其涉及一种高探伤水平的钛合金饼材制备方法，制备的饼材探伤水平可达到0.8~12dB以上。

背景技术

钛合金因其高比强度、良好耐高温性能等被广泛地应用于航空、航天、航海等领域。钛合金饼材主要用于发动机风扇盘、压气机等旋转部件，该部件由于工况恶劣，对材料的探伤提出了极高的要求，常规锻造工艺无法获得高探伤水平的钛合金饼材，因为现有技术中主要是通过增加相变点以上和相变点以下的镦拔火次等手段，来细化合金组织和提高饼材各位置的变形均匀性，从而提高饼材探伤水平。然而这种方法锻造火次多，锻造周期长，成本高，合格率低，不适合批量化生产。

发明内容

针对上述技术的不足，本发明的目的是提供一种探伤水平高、锻造火次减少的钛合金饼材制备方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种高探伤水平的钛合金饼材制备方法，其特征在于，通过如下步骤来实现：

（1）、开坯锻造：电阻炉加热到800℃时装炉，保温2-3小时，升温到1100-1150℃，保温120-240分钟后，出炉在快锻机上进行开坯锻造，镦粗变形量控制为30~50%；

（2）、单相区锻造：在β相变点以上30-150℃加热保温锻造2~3火次，镦粗变形量控制为30~50%；

（3）、两相区镦拔锻造：在β相变点以下30-50℃进行加热后锻造1-2火次，镦粗变形量30~50%；

（4）、换向锻造：在β相变点以下30-50℃进行加热后锻造1火次，具体采用两镦两拔换向锻造，镦粗变形量控制为30~50%；

（5）、逐道次降锻比锻造：在β相变点以下30-60℃进行加热后锻造2~4火次，每火次镦粗变形量逐渐减小，由30~50%降低到5~10%；

（6）、单倍尺饼坯锯切：按饼材毛坯厚度尺寸进行锯切；

（7）、热处理：对单倍尺饼坯进行热处理，热处理制度：加热到530~650℃保温2~6h，空冷；

（8）、成品机加：机加单倍尺饼材，饼材厚度方向表面粗糙度≤1.6μm，其他表面粗糙度≤3.2μm。

本发明的主要创新点及其作用机理如下：

钛合金饼材的探伤除与组织细化和均匀化有关外，还与钛合金晶粒组织的取向有关，而常规饼材镦拔未改变饼材的晶粒取向。本申请发明人通过研究发现，在沿着钛合金拉长晶粒方向由于探伤经过的晶界较少，晶粒取向一致，在进行探伤时会大幅提高探伤水平。因此本申请通过控制饼材的变形方向来改善钛合金组织的取向性，其中换向镦拔是初步实现坯料横纵向的组织一致性，再通过逐道次减锻比镦拔，来形成与饼材高度方向较为一致的钛合金组织，从而实现通过较少的火次来提高饼材探伤。

与现有技术相比，本发明具备的有益效果如下：

本发明通过在两相区采用换向镦拔和逐道次降锻比进行结合的方法，不仅使用火次减少，而且还有效改善了钛合金饼材的组织取向和组织均匀性，从而获得了高探伤水平的饼材。本发明打破了现有常规锻造工艺需要增加镦拔火次才能提高饼材探伤水平的技术困局，能够有效降低制备成本，提高产品合格率，适合批量化生产。

附图说明

图1为本发明涉及到的锻造原理图；

图2为常规锻造方法与本发明锻造方法的组织取向对比图，其中位于上面的为现有技术常规锻造方法的，位于下面的为本申请的。

具体实施方式