專利名稱：一種高精度高強鈦合金無縫管材的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鈦合金無縫管材的制造方法，特別涉及一種高精度高強鈦合金無縫管材的制備方法，屬于材料加工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
高強鈦合金無縫管材具有強度高、密度低、耐蝕性/耐熱性好等特點，是航空、航天、石油、化工、船舶等領(lǐng)域關(guān)鍵部位的理想材料。但是由于高強鈦合金的室溫變形抗力大、 加工硬化顯著、冷變易開裂，熱加工過程容易發(fā)生氧化和吸氫，使得加工具有一定長度和壁厚而且具有優(yōu)良力學(xué)性能的高精度高強鈦合金管材具有相當(dāng)難度。目前，制造高強鈦合金無縫管材的方法有斜軋穿孔管坯軋制法和擠壓管坯軋制法兩種。(1)穿孔管坯軋制法首先將鈦合金鑄錠鍛造成棒材，棒材加熱后送入兩輥或三輥斜軋穿孔機穿成管坯，再將管坯經(jīng)過多道次的軋制、退火和精整處理得到成品管材。該方法具有材料利用率高、工模具消耗少、生產(chǎn)效率高、成本低、管坯表面質(zhì)量好等優(yōu)點，但是由于斜軋穿孔制備的管坯容易產(chǎn)生明顯的壁厚不均和偏心，而后續(xù)的軋制工藝對高強鈦合金管材壁厚不均以及偏心的糾正能力有限，導(dǎo)致最終管材的尺寸精度，特別是壁厚精度不高；斜軋穿孔管坯的壁厚通常較大，不適合生產(chǎn)壁厚較小的管材；另外，鈦合金在加熱、保溫和穿孔過程中容易發(fā)生氧化和吸氫，使得管坯的抗拉強度提高、塑性降低，嚴(yán)重情況下會導(dǎo)致鈦合金管坯發(fā)生氫脆，導(dǎo)致鈦合金管坯的后續(xù)軋制變形難度增加，容易出現(xiàn)裂紋和開裂，而且制品的綜合力學(xué)性能降低。如果在惰性氣氛或真空狀態(tài)下進行鈦合金管坯加熱、穿孔，以減少氧化和吸氫，將大大增加生產(chǎn)成本。( 擠壓管坯軋制法將鈦合金鑄錠或棒坯加熱，然后送入擠壓機擠壓成管坯，對管坯進行內(nèi)、外表面處理后，再經(jīng)過多道次的軋制、退火和精整處理得到成品管材。但是高強鈦合金管材的擠壓難度大，主要體現(xiàn)在難以實現(xiàn)良好的工藝潤滑，導(dǎo)致管坯內(nèi)外表面質(zhì)量很差，劃傷嚴(yán)重，不但大大增加后續(xù)管坯表面處理及修傷工作量，而且最終制品的尺寸精度和表面質(zhì)量難以保證，導(dǎo)致成品率降低；如采用銅包套擠壓， 由于鈦和銅在880°c左右發(fā)生共晶反應(yīng)，生成共晶脆性相，擠壓管坯的質(zhì)量難以保證，同時還需額外消耗大量的銅材、增大輔助工作量大，而且去除包銅時需要大量的酸液進行酸洗， 造成環(huán)境污染；另外，對于較大規(guī)格的管材，需要大噸位的擠壓機進行擠壓，投資巨大，成本較高。因此，提供一種加工工序較少、成品率較高的用于高精度高強鈦合金無縫管材的制造方法就成為該技術(shù)領(lǐng)域急需解決的技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種加工工序較少、成品率較高的高精度高強鈦合金無縫管材的制備方法。本發(fā)明的上述目的是通過以下技術(shù)方案達到的—種高精度高強鈦合金無縫管材的制備方法，其步驟如下
3
(1)高強鈦合金棒材的制備將高強鈦合金鑄錠經(jīng)過加熱、鍛造，得到高強鈦合金棒材；(2)矯直將步驟(1)所得高強鈦合金棒材加熱到580 620°C，采用管棒矯直機進行精整矯直；(3)高強鈦合金管坯的制備將步驟( 所得矯直后的高強鈦合金棒材機加工成光棒，然后沿光棒的長度方向機加工通孔，得到高強鈦合金管坯；(4)管材軋制及熱處理將步驟C3)所得高強鈦合金管坯在軋管機上進行多道次冷軋加工，每軋制一道次進行熱處理一次，得到高強鈦合金管材；(5)精整矯直將步驟(4)所得高強鈦合金管材經(jīng)過精整矯直后得到成品管材。一種優(yōu)選技術(shù)方案，其特征在于所述步驟(1)中所述鍛造在快鍛機上進行，且鍛造變形量為80% 98%。一種優(yōu)選技術(shù)方案，其特征在于所述步驟(3)中所述機加工通孔是在高精度深孔鉆機床上進行。一種優(yōu)選技術(shù)方案，其特征在于所述步驟中所述的冷軋加工是采用三輥周期式冷軋管機，以保證管材軋制精度；所述冷軋加工的道次變形量為8% 15%，從管坯到成品管材的總變形量為45% 80%。一種優(yōu)選技術(shù)方案，其特征在于所述步驟中所述的熱處理包括中間退火及成品退火，均采用管材真空退火爐進行，并且真空度低于1. ββΧΚΓ1!^。一種優(yōu)選技術(shù)方案，其特征在于所述步驟中所述的熱處理為在780 800°C 下保溫90 120min。高強鈦合金棒材的鍛造在快鍛機上進行，且鍛造變形量為80% 98%，可以提高棒材綜合質(zhì)量；棒材機加工通孔，在高精度深孔鉆機床上進行，可以保證管坯的尺寸精度； 管坯通過進一步軋制和退火處理，不僅能提供所需的外形尺寸和表面質(zhì)量優(yōu)質(zhì)的管材，而且進一步改善了管材的組織性能。有益效果本發(fā)明采用鍛棒鉆孔-冷軋的加工工藝，相對斜軋穿孔管坯軋制法和擠壓管坯軋制法具有以下優(yōu)點生產(chǎn)工藝簡單、工人勞動強度大大降低、制品尺寸精度及表面質(zhì)量很高，可以生產(chǎn)具有中等管徑、一定的長度和壁厚的高精度高強鈦合金無縫管材，而且顯著提高管材成品率高。本發(fā)明避免了鈦合金在斜軋穿孔或者擠壓等熱加工過程的氧化和吸氫現(xiàn)象，還可以有效降低和控制管坯的壁厚不均和偏心，顯著降低由于壁厚不均和偏心所導(dǎo)致的后續(xù)工作強度，提高制品的尺寸精度。下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明做進一步說明，但并不意味著對本發(fā)明保護范圍的限制。


圖1為本發(fā)明高精度高強鈦合金無縫管材的制造方法流程圖。
具體實施例方式實施例1
選用直徑為300mm的TClO高強鈦合金鑄錠，欲經(jīng)過“鍛造——鍛棒鉆孔——冷軋”
工藝路線將其加工成
權(quán)利要求
1.一種高精度高強鈦合金無縫管材的制備方法，其步驟如下(1)高強鈦合金棒材的制備將高強鈦合金鑄錠經(jīng)過加熱、鍛造，得到高強鈦合金棒材；(2)矯直將步驟(1)所得高強鈦合金棒材加熱到580 620°C，采用管棒矯直機進行精整矯直；(3)高強鈦合金管坯的制備將步驟( 所得矯直后的高強鈦合金棒材機加工成光棒， 然后沿光棒的長度方向機加工通孔，得到高強鈦合金管坯；(4)管材軋制及熱處理將步驟( 所得高強鈦合金管坯在軋管機上進行多道次冷軋加工，每軋制一道次進行熱處理一次，得到高強鈦合金管材；(5)精整矯直將步驟(4)所得高強鈦合金管材經(jīng)過精整矯直后得到成品管材。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度高強鈦合金無縫管材的制備方法，其特征在于所述步驟(1)中所述鍛造在快鍛機上進行，且鍛造變形量為80% 98%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度高強鈦合金無縫管材的制備方法，其特征在于所述步驟(3)中所述機加工通孔是在高精度深孔鉆機床上進行。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度高強鈦合金無縫管材的制備方法，其特征在于所述步驟(4)中所述的冷軋加工為采用三輥周期式冷軋管機，冷軋加工的道次變形量為8% 15%，從管坯到成品管材的總變形量為45% 80%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度高強鈦合金無縫管材的制備方法，其特征在于所述步驟中所述熱處理為采用真空退火爐進行，并且真空度低于Ι^βΧΚΓ1!^。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高精度高強鈦合金無縫管材的制備方法，其特征在于所述的熱處理為在780 800°C下保溫90 120min。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高精度高強鈦合金無縫管材的制備方法，屬于材料加工領(lǐng)域。制備方法的步驟如下(1)將高強鈦合金鑄錠經(jīng)過加熱、鍛造，得到高強鈦合金棒材；(2)將)所得高強鈦合金棒材加熱到580-620℃，采用管棒矯直機進行精整矯直；(3)將所得矯直后的高強鈦合金棒材機加工成光棒，然后沿光棒的長度方向機加工通孔，得到高強鈦合金管坯；(4)將所得高強鈦合金管坯在軋管機上進行多道次冷軋加工，每軋制一道次進行熱處理一次，得到高強鈦合金管材；(5)將所得高強鈦合金管材經(jīng)過精整矯直后得到成品管材。本發(fā)明不但生產(chǎn)工藝簡單、工人勞動強度低，而且制品尺寸精度、表面質(zhì)量及綜合性能很高，可以顯著提高成品率。
文檔編號B21C37/06GK102371288SQ20101026554
公開日2012年3月14日 申請日期2010年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月27日
發(fā)明者閆曉東 申請人:北京有色金屬研究總院