[发明专利]一种小规格厚壁钛合金管材制备方法

说明书

技术领域

本发明属于金属材料加工技术领域，具体涉及一种小规格厚壁钛合金管材制备方法。

背景技术

TA18钛合金管材因密度小、比强度高、耐蚀性好、无磁性、线膨胀系数小等优点，在航空航天和民用多种飞机上作为液压、燃油等管路系统应用。航空用TA18钛合金小规格管材，通常为Φ8mm、Φ10mm、Φ12mm等不同壁厚尺寸规格管材，并且对各项性能要求较高，对于这种小规格钛合金管材的冷加工，道次多，内表面质量不易控制，冷加工过程中内表面容易形成纵向微裂纹，造成成品率低。

就管材的内表面微裂纹处理而言，目前常用的有镗孔、珩磨、射流强酸洗等几种方法。镗孔容易造成壁厚尺寸偏差大，效率低，而且当管材内径小于Φ13mm时，镗孔效率更低，甚至无法操作；珩磨能够对壁厚尺寸纠偏，但是生产效率低，加工成本高，不适合大生产，而且对于内径小于Φ13mm的管材无法处理；射流强酸洗效率高、能够满足内径小于Φ13mm管材的处理，但是设备复杂、酸浓度不稳定、对环境易造成污染。以上对管材内表面的处理方法，均无法更好的满足内孔小于Φ13mm的小规格钛合金管材内表面微裂纹的处理。

如果在钛合金管材加工过程中对内表面进行预处理，就会减少微裂纹的产生，从而提升管材内表面质量，提高管材成品率。就目前为止，尚未见此方面的报道。

发明内容

本发明解决的问题在于提供一种小规格厚壁钛合金管材制备方法，该方法将钛合金半成品管材内表面微裂纹的处理与管材冷轧相结合，提升小规格厚壁钛合金管材内表面质量，提高管材成品率。

本发明通过以下技术方案来实现：

一种小规格厚壁钛合金管材的制备方法，包括以下步骤：

1)将退火后的半成品钛合金管材矫直，并按长度1.2～1.8m切割分段；

2)从钛合金管材的一端以2～3m/s的流速向内孔喷30～60目的砂2～3分钟，然后再从另一端以同样的流速喷30～60目的砂2～3分钟；

3)将钛合金管材内表面残留的砂粒吹干净，并用高压水冲洗管材内表面2～3次；

4)用含有HF和HNO₃的酸液清洗，去除管材外表面的氧化层和内表面残留的细小砂粒，HF的体积百分比为3～5％，HNO₃的体积百分比为35～45％；然后用高压水冲洗，并吹干；

5)然后进行3～6道次的冷轧，轧制成预设规格的钛合金管材，其中，每轧制一个道次进行一次退火，退火温度为750～780℃；每完成2道次的轧制之后，在下次轧制前按步骤2)进行一次钛合金管材内表面喷砂处理以及步骤3)的清除处理。

所述的小规格钛合金管材其内径为Φ5～Φ13mm。

所述的砂为刚玉。

所述的在向钛合金管材内表面喷砂时，管材以5～10转/分钟的速度旋转。

所述的每道次冷轧变形量控制在25％～35％，相对减壁量与相对减径量的比值小于0.87。

所述的冷轧为在上一道次冷轧、退火后，在下一道次冷轧前酸洗去除钛合金管材内、外表面氧化层。

所述的冷轧为在对钛合金管材进行最后一个道次冷轧前用80～100目砂对管材内表面进行步骤2)的喷砂处理以及步骤3)的清除处理。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

1、按本发明提供的工艺进行钛合金管材加工时对内表面微裂纹的处理，材料损耗小，去除量均匀，不会造成管材壁厚偏差；对于管材内表面0.02～0.03mm深度的裂纹，可选用30～60目的刚玉，喷砂4～6分钟能够完全去除，且不会对壁厚造成影响；

2、按本发明提供的工艺进行钛合金管材内表面微裂纹的处理，管材内表面质量好，内孔经喷砂+酸洗方式处理后的管材，采用25％～35％变形量冷轧后，管材的内表面光滑，无纵向发纹；

3、按本发明提供的工艺进行钛合金管材的内表面微裂纹处理，能够提高成品率，采用常规工艺制造钛合金小规格管材，如Φ8×1×Lmm(L＝500～3000mm)厚壁管，用长度3mm、宽度0.10mm、深度0.05mm的标准伤进行超声波探伤，合格率为25％～30％，而选用喷砂+酸洗方法对半成品管材内孔处理后，合格率达到48％。

具体实施方式

下面对本发明做详细描述，所述是对本发明的解释而不是限定。

本发明提供一种小规格钛合金管材内表面处理方法，采用喷砂+酸洗方法对半成品管材内孔处理后，再进行冷轧、退火处理，能够有效的去除内径为Φ5～Φ13mm的小规格钛合金管材内表面的微裂纹。