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鈦合金板坯的制備方法.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510285625.1

申請日:

2015.05.29

公開號:

CN104988443A

公開日:

2015.10.21

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):C22F 1/18申請日:20150529|||公開
IPC分類號: C22F1/18 主分類號: C22F1/18
申請人: 寶雞鈦業股份有限公司
發明人: 李渭清; 馮永琦; 賈栓孝; 王韋琪; 李巍; 岳旭; 張永強; 張偉
地址: 721014陜西省寶雞市渭濱區鈦城路1號
優先權:
專利代理機構: 寶雞市新發明專利事務所61106 代理人: 李鳳岐
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510285625.1

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2017.03.15|||2015.11.18|||2015.10.21

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明公開了一種鈦合金板坯的制備方法。該方法包括如下步驟:提供一鈦合金鑄錠和真空自耗電弧爐,將所述鈦合金鑄錠在真空自耗電弧爐進行熔煉;依次形成待開坯鑄錠、初級鍛坯、待鍛造鍛坯,在β相變點以下對所述待鍛造鍛坯進行加熱后,并將所述待鍛造鍛坯沿軸向平面旋轉90°在快鍛機上通過橫向延展變形鍛造形成待鍛造板坯;在β相變點以下對所述待鍛造板坯進行加熱后,并將所述待鍛造板坯沿軸向平面旋轉90°在快鍛機上通過縱向延展變形鍛造形成成品板坯。采用本方法生產的大規格高性能鈦合金板坯,與傳統的小規格板坯鍛造技術比較,坯料的單重及寬度大幅提高,組織均勻性好,可滿足高性能厚板材的軋制要求。

權利要求書

權利要求書
1.  一種鈦合金板坯的制備方法,其特征在于,包括如下步驟:
提供一鈦合金鑄錠和真空自耗電弧爐,將所述鈦合金鑄錠在真空自耗電弧爐進行熔煉;
去除熔煉后的所述鈦合金鑄錠表面缺陷,同時切除所述鈦合金鑄錠冒口和錠底,形成待開坯鑄錠;
在所述待開坯鑄錠表面涂抹防氧化層后,再將其放入天然氣爐加熱后,在快鍛機上通過鐓拔變形鍛造形成初級鍛坯;
在β相變點以上對所述初級鍛坯進行加熱后,在快鍛機上通過鐓拔變形鍛造形成待鍛造鍛坯; 
在β相變點以下對所述待鍛造鍛坯進行加熱后,并將所述待鍛造鍛坯沿軸向平面旋轉90°在快鍛機上通過橫向延展變形鍛造形成待鍛造板坯;
在β相變點以下對所述待鍛造板坯進行加熱后,并將所述待鍛造板坯沿軸向平面旋轉90°在快鍛機上通過縱向延展變形鍛造形成成品板坯。

2.  根據權利要求1所述的鈦合金板坯的制備方法,其特征在于,所述鈦合金鑄錠為TC4 ELI鈦合金鑄錠。

3.  根據權利要求2所述的鈦合金板坯的制備方法,其特征在于,所述初級鍛坯鍛造工藝為:
在天然氣爐內溫度達到800~850℃時后將待開坯鑄錠裝爐;
在爐內保溫2~4小時,升溫到1100~1150℃,保溫3~4小時后,出爐在快鍛機上進行1~2火次鐓拔變形,形成初級鍛坯,鍛比控制在5.0~7.8;
所述待鍛造鍛坯鍛造工藝為:
將初級鍛坯在電阻爐中在β相變點以上50~80℃加熱后,在快鍛機上進行2~3火次的鍛造;形成待鍛造鍛坯,鍛比控制在5.0~7.8;
所述待鍛造板坯鍛造工藝為:
將待鍛造鍛坯在電阻爐中在β相變點以下20~50℃加熱后,在快鍛機上進行1~2火次初次鍛造;形成待鍛造板坯,鍛比控制在2.0~2.5;
所述成品板坯鍛造工藝為:
將待鍛造板坯在電阻爐中在β相變點以下20~50℃加熱后,在快鍛機上進行1~2火次鍛造;形成成品板坯,鍛比控制在2.0~2.5。

4.  根據權利要求1或2或3所述的鈦合金板坯的制備方法,其特征在于,所述鈦合金鑄錠在真空自耗電弧爐進行三次熔煉。

5.  根據權利要求4所述的鈦合金板坯的制備方法,其特征在于,所述防氧化層為TB1200電子硅膠,并加入5~15%的粘結劑NJ-1,且涂抹厚度控制在0.2~0.5㎜。

說明書

說明書鈦合金板坯的制備方法
技術領域
本發明涉及鈦及鈦合金加工領域,尤其涉及一種中強鈦合金超寬幅高性能厚板坯的制備方法。
背景技術
TC4 ELI鈦合金已在航空、航天、艦船等領域得到了廣泛應用。目前,工業化生產的TC4 ELI鈦合金板材所使用的板坯,大多只在單相區開坯或在兩相區有部分變形,之后在兩相區進行多火次軋制,生產成板材。板坯的鍛造方法僅采用簡單的軸向拔長的鍛造方式進行生產,其目的僅在于初步破碎鑄態組織。
現有技術生產板坯的工藝,是將鑄錠加熱后采用軸向拔長的方式進行鍛造,由于目前國內所生產的最大規格鑄錠直徑為Ф1000mm,受鑄錠規格的限制,所生產的板坯寬度受限,所能生產的板坯寬度不大于1200mm,制約成品板材的最大生產寬度。
并且現有生產方法對板坯的組織狀態要求較低,生產過程中不進行兩相區變形,或者僅在兩相區有少量變形,其變形量不大于50%。造成原始β晶界破碎不充分,板坯組織不均勻。不能滿足厚度大于70mm的高品質厚板材的軋制要求。
發明內容
為了解決上述技術問題,本發明提供一種鈦合金板坯的制備方法,包括如下步驟: 
提供一鈦合金鑄錠和真空自耗電弧爐,將所述鈦合金鑄錠在真空自耗電弧爐進行熔煉;
去除熔煉后的所述鈦合金鑄錠表面缺陷,同時切除所述鈦合金鑄錠冒口和錠底,形成待開坯鑄錠;
在所述待開坯鑄錠表面涂抹防氧化層后,再將其放入天然氣爐加熱后,在快鍛機上通過鐓拔變形鍛造形成初級鍛坯;
在β相變點以上對所述初級鍛坯進行加熱后,在快鍛機上通過鐓拔變形鍛造形成待鍛造鍛坯;
在β相變點以下對所述待鍛造鍛坯進行加熱后,并將所述待鍛造鍛坯沿軸向平面旋轉90°在快鍛機上通過橫向延展變形鍛造形成待鍛造板坯;
在β相變點以下對所述待鍛造板坯進行加熱后,并將所述待鍛造板坯沿軸向平面旋轉90°在快鍛機上通過縱向延展變形鍛造形成成品板坯。
在本發明的一種較佳實施例中,所述鈦合金鑄錠為TC4 ELI鈦合金鑄錠。
在本發明的一種較佳實施例中,所述初級鍛坯鍛造工藝為:
在天然氣爐內溫度達到800~850℃時后將待開坯鑄錠裝爐;
在爐內保溫2~4小時,升溫到1100~1150℃,保溫3~4小時后,出爐在快鍛機上進行1~2火次鐓拔變形,形成初級鍛坯,鍛比控制在5.0~7.8;
所述待鍛造鍛坯鍛造工藝為:將初級鍛坯在電阻爐中在β相變點以上50~80℃加熱后,在快鍛機上進行2~3火次的鍛造;形成待鍛造鍛坯,鍛比控制在5.0~7.8。
所述待鍛造板坯鍛造工藝為:將待鍛造鍛坯在電阻爐中在β相變點以下20~50℃加熱后,在快鍛機上進行1~2火次初次鍛造;形成待鍛造板坯,鍛比控制在2.0~2.5。
所述成品板坯鍛造工藝為:將待鍛造板坯在電阻爐中在β相變點以下20~50℃加熱后,在快鍛機上進行1~2火次鍛造;形成成品板坯,鍛比控制在2.0~2.5。
在本發明的一種較佳實施例中,所述鈦合金鑄錠在真空自耗電弧爐進行三次熔煉。 
在本發明的一種較佳實施例中,所述防氧化層為TB1200電子硅膠,并加入5~15%的粘結劑NJ-1,且涂抹厚度控制在0.2~0.5㎜。
相較于現有技術,本發明提供的鈦合金板坯的制備方法具有以下優點:
1、通過三次真空自耗電弧爐熔煉,能夠使鑄錠成分更均勻,偏析小,內部缺陷少。
2、切除冒口和錠底,去除鑄錠表面的缺陷,提前排除鑄錠熔煉缺陷對后續生產的影響。
3、開坯階段在天然氣爐進行加熱,節約了加工成本。
4、開坯加熱前,給鑄錠涂抹特殊的防氧化涂層,防止在天然氣爐中加熱時造成的氣體污染。
5、本發明增加單相區和α+β兩相區的鐓拔變形,增加變形量,充分破碎鑄態組織和原始β晶粒,為板材軋制提供組織更均勻的組織狀態。
6、可大幅提高鍛造板坯的寬度。同時大大增加了橫向變形,使板坯不同方向組織一致性得到提高。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅是本發明的一部分實施例,而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例,都屬于本發明保護的范圍。
本發明公開一種鈦合金板坯的制備方法,包括如下步驟:
提供一鈦合金鑄錠和真空自耗電弧爐,將所述鈦合金鑄錠在真空自耗電弧爐進行熔煉;
去除熔煉后的所述鈦合金鑄錠表面缺陷,同時切除所述鈦合金鑄錠冒口和錠底,形成待開坯鑄錠;
在所述待開坯鑄錠表面涂抹防氧化層后,再將其放入天然氣爐加熱后,在快鍛機上通過鐓拔變形鍛造形成初級鍛坯;
在β相變點以上對所述初級鍛坯進行加熱后,在快鍛機上通過鐓拔變形鍛造形成待鍛造鍛坯;
在β相變點以下對所述待鍛造鍛坯進行加熱后,并將所述待鍛造鍛坯沿軸向平面旋轉90°在快鍛機上通過橫向延展變形鍛造形成待鍛造板坯;
在β相變點以下對所述待鍛造板坯進行加熱后,并將所述待鍛造板坯沿軸向平面旋轉90°在快鍛機上通過縱向延展變形鍛造形成成品板坯。
在本實施例中,所述鈦合金鑄錠為TC4 ELI鈦合金鑄錠。
所述初級鍛坯鍛造工藝為:
在天然氣爐內溫度達到800~850℃時后將待開坯鑄錠裝爐;
在爐內保溫2~4小時,升溫到1100~1150℃,保溫3~4小時后,出爐在快鍛機上進行1~2火次鐓拔變形,形成初級鍛坯,鍛比控制在5.0~7.8;
所述待鍛造鍛坯鍛造工藝為:
將初級鍛坯在電阻爐中在β相變點以上50~80℃加熱后,在快鍛機上進行2~3火次的鍛造;形成待鍛造鍛坯,鍛比控制在5.0~7.8。
所述待鍛造板坯鍛造工藝為:
將待鍛造鍛坯在電阻爐中在β相變點以下20~50℃加熱后,在快鍛機上進行1~2火次初次鍛造;形成待鍛造板坯,鍛比控制在2.0~2.5。
所述成品板坯鍛造工藝為:
將待鍛造板坯在電阻爐中在β相變點以下20~50℃加熱后,在快鍛機上進行1~2火次鍛造;形成成品板坯,鍛比控制在2.0~2.5。
在本實施例中,所述鈦合金鑄錠在真空自耗電弧爐進行三次熔煉,所述防氧化層為TB1200電子硅膠,并加入5~15%的粘結劑NJ-1,且涂抹厚度控制在0.2~0.5㎜。
采用本方法生產的大規格高性能鈦合金板坯,與傳統的小規格板坯鍛造技術比較,坯料的單重及寬度大幅提高,可達1.5噸以上。板坯寬度可達1800mm以上;與現有的其他大規格板坯鍛造方法相比,該方法生產的板坯其組織為典型的兩相區加工組織,組織均勻性好,初生α含量約為35~60%,α相球化效果好。不同方向組織差異小。可滿足厚度大于70mm,寬度大于1500mm的高性能厚板材的軋制要求。
以上所述僅為本發明的實施例,并非因此限制本發明的專利范圍,凡是利用本發明說明書內容所作的等效結構或等效流程變換,或直接或間接運用在其它相關的技術領域,均同理包括在本發明的專利保護范圍內。

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鈦合金 制備 方法
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