本發(fā)明涉及tial合金鍛造方法。
技術背景
隨著航空、航天技術高速發(fā)展，飛行器和運輸工具速度的提高，對輕質、高強高溫結構材料的性能提出了更高的要求。tial合金具有密度低、高的比強度和比彈性模量、良好的抗蠕變及抗氧化能力等突出特點，使其成為航空、航天工業(yè)領域極具競爭力的材料。然而，tial合金鑄態(tài)組織粗大，需要通過熱加工變形進一步細化組織，提高性能。tial合金熱加工窗口小，變形抗力大，對加工溫度要求較高，因此tial合金的熱加工變形通常采用包套鍛造、包套擠壓、包套軋制等工藝。通過不銹鋼包套的保溫作用，減少溫度的降低，提高變形能力。然而，不銹鋼包套的使用，不但帶來工藝的繁瑣，增加了生產(chǎn)時間，而且?guī)碣Y源的浪費，進一步增加了生產(chǎn)成本。本發(fā)明采用六鈦酸鉀晶須陶瓷纖維毯包覆tial合金，并外加700℃-750℃保溫爐，減小了合金的溫降；采用bn自潤滑陶瓷顆粒乳膏作為潤滑劑，減少了tial合金與壓頭之間的摩擦，提高了成形能力。本發(fā)明解決了tial合金鍛造過程中工序繁雜，資源浪費，經(jīng)濟效益低的缺點，使tial合金在普通壓機上直接進行無包套鍛造，提高了生產(chǎn)效率，減少了生產(chǎn)成本。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決現(xiàn)有的包套鍛造tial合金工藝繁雜、資源浪費、生產(chǎn)成本高的缺點，而提供一種低成本無包套鍛造tial合金的方法。
本方法的具體步驟：
一、將tial合金鑄錠用電火花線切割加工成高徑為1.5:1-2:1的圓柱，這樣的圓柱具有良好的變形穩(wěn)定性，變形過程中不產(chǎn)生失穩(wěn)。為了減小摩擦和缺陷導致的鍛餅四周的開裂，用車床將圓柱的上下底面車光，表面粗糙度達到ra1.2-0.8。
二、將bn乳膏均勻的涂抹于tial合金的側表面及上下兩個底面，防止tial合金的高溫氧化并減小上下兩個底面與壓頭的摩擦。
三、采用厚度為5-10mm的六鈦酸鉀晶須陶瓷纖維毯包覆tial合金，并在1200℃-1250℃下隨爐升溫，保溫30-90min，利用六鈦酸鉀晶須陶瓷纖維毯減小tial合金的溫降，保證tial合金的變形溫度。
四、將對開式、無底座電阻爐在壓力機臺面上加熱到700℃-750℃，將步驟三中保溫后的tial合金夾持到電阻爐內。以0.01-0.05s-1的應變速率對tial合金進行無包套鍛造，變形量為75%-80%。
本發(fā)明的有益效果是：一、本發(fā)明無包套鍛造，減少了包套封焊，去包套車削等步驟，工藝簡單，成本低，避免浪費；二、本發(fā)明通過涂抹bn乳膏，降低了tial鑄錠與壓力機之間的摩擦，提高了變形組織均勻性。
具體實施方式
采用下述試驗驗證本發(fā)明效果：
試驗一：一種低成本無包套鍛造tial合金的技術方法，具體是按以下步驟完成的：
一、將合金成分為ti-44al-4nb-4v-0.3mo的tial合金鑄錠用電火花線切割加工成高徑比為2：1的圓柱，并用車床將圓柱的上下底面車光，表面粗糙度達到ra1.2。二、將bn乳膏均勻的涂抹于tial合金的側表面及上下兩個底面。三、采用厚度為5mm的六鈦酸鉀晶須陶瓷纖維毯包覆tial合金，并在1200℃下隨爐升溫，保溫30min。四、將對開式，無底座電阻爐在壓力機臺面上加熱到700℃，將預熱好的tial合金夾持到電阻爐內，以0.05s-1的應變速率對tial合金進行無包套鍛造，變形量為80%。
ti-44al-4nb-4v-0.3mo在采用本發(fā)明的無包套鍛造后，鍛餅表面質量良好。
試驗二：一種低成本無包套鍛造tial合金的技術方法，具體是按以下步驟完成的：
一、將成分為ti-44al-8nb-0.2mo的高nb-tial合金鑄錠用電火花線切割加工成高徑比不超過1.5：1的圓柱，并用車床將圓柱的上下底面車光，表面粗糙度達到ra0.8。二、將bn乳膏均勻的涂抹于tial合金的側表面及上下兩個底面。三、采用厚度為10mm的六鈦酸鉀晶須陶瓷纖維毯包覆tial合金，并在1250℃下隨爐升溫，保溫90min。四、將對開式，無底座電阻爐在壓力機臺面上加熱到750℃，將預熱好的tial合金夾持到電阻爐內，以0.01s-1的應變速率對tial合金進行無包套鍛造，變形量為75%。
具有較小熱加工窗口的ti-44al-8nb-0.2mo，采用本發(fā)明進行無包套鍛造后，鍛餅表面質量良好。