[发明专利]一种超薄壁钛管材的制造方法

说明书

技术领域

本发明属于金属管材压力加工技术领域，具体涉及一种超薄壁钛管材的制造方法。

背景技术

随着我国国民经济及科学技术的迅猛发展，钛合金材料制备技术及产品质量得到了大幅提高，带动了钛合金使用领域的迅速扩展。波纹管类弹性元件中的管道联接补偿用波纹管膨胀节要求耐压、耐腐蚀并且要有一定的补偿量。钛合金材料的性能如工作温度、循环应力、耐腐蚀和工艺适应性等均适合作为各工业领域的波纹管类弹性元件。但是钛合金的冷变形抗力大，回弹严重，塑性不高、冷加工性能差，用其制造波纹管及膨胀节的难度很大。要想顺利制造出钛合金波纹管类元件，首先要制备出塑性好、尺寸精度高的超薄壁无缝管材。

目前，钛合金无缝管的加工方法主要为冷轧制法，对于超薄壁钛管材生产可采用的方法有管坯-机加法、管材-多辊精轧法、管坯-旋压法三种。管坯-机加法因要将制备的薄壁钛管经多道次机加后获得超薄壁管材，工序长、成本高，机加变形大，尺寸精度难以保证，更重要的是管材的塑性不高，难以保证后续波纹管成形的需要。管坯-旋压法因钛合金变形抗力大、回弹严重、冷旋技术难以掌握，且成材率低、成本高、热旋压难以保证尺寸公差及表面质量。传统的管材多辊精轧法因易开裂、送进困难、头尾易插入常使轧制过程不能建立，即就是勉强轧制得到管材，其表面质量差、壁厚不均匀而不能满足质量要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种外径为15mm～50mm，壁厚为0.1mm～0.5mm，且壁厚与外径之比不大于0.02的超薄壁钛管材的制造方法。该方法生产工艺简单、流程短、生产成本低、成材率高，采用传统的冷轧制方法，通过控制管坯的力学性能、轧制Q值（相对减壁量与相对减径量的比值）、轧制工艺参数以及管坯内径与芯棒间隙来实现超薄壁钛管材的顺利制造，制造的管材表面质量好，塑性高，尺寸均匀，适合各种具有冷轧制变形能力的超薄壁钛管材的生产。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种超薄壁钛管材的制造方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、对壁厚为0.15mm～1.0mm的钛管进行表面缺陷清理，得到管坯；

步骤二、在步骤一中所述管坯的内表面均匀涂抹润滑剂，然后采用冷轧管机对涂抹润滑剂后的管坯进行一道次轧制，再对轧制后的管坯依次进行除油、酸洗和真空热处理，得到外径为15mm～50mm，壁厚为0.1mm～0.5mm，且壁厚与外径之比不大于0.02的超薄壁钛管材；所述轧制过程中控制管坯的相对减壁量与相对减径量的比值Q≥2.7，管坯送进量为2mm/次～3mm/次，轧制速度为40次/分钟～80次/分钟。

上述的一种超薄壁钛管材的制造方法，步骤一中所述钛管为无缝钛管或焊接钛管，钛管的材质为纯钛或钛合金。

上述的一种超薄壁钛管材的制造方法，步骤一中所述钛管为热处理态的钛管。

上述的一种超薄壁钛管材的制造方法，步骤一中所述管坯的屈服强度≥230MPa，延伸率≥15%。

上述的一种超薄壁钛管材的制造方法，步骤二中所述轧制过程中采用的轧制芯棒的直径比管坯的内径小0.3mm～2.0mm。

上述的一种超薄壁钛管材的制造方法，步骤二中所述真空热处理的温度为520℃～650℃，真空热处理的时间为2.5h～3h。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明生产工艺简单、流程短、生产成本低、成材率高，加工过程基本不产生废料，且生产的管材表面质量好，塑性高，尺寸均匀，适合各种具有冷轧制变形能力的钛合金超薄壁管材的生产。

2、本发明采用传统的冷轧制方法，通过控制管坯的力学性能、轧制Q值（相对减壁量与相对减径量的比值）、轧制工艺参数（管坯送进量和轧制速度）以及管坯内径与芯棒间隙来实现超薄壁钛管材的顺利制造。

3、采用本发明的方法制备的超薄壁钛管材外径为15mm～50mm，壁厚为0.1mm～0.5mm，且壁厚与外径之比不大于0.02，管材的延伸率不低于30%，满足截止阀、闸阀或其它类型阀门用金属波纹管制备所需的壁厚在0.1mm～0.5mm无缝超薄壁钛管的使用要求。

下面通过实施例，对本发明的技术方案作进一步的详细描述。

具体实施方式

实施例1

Φ15mm×0.10mm超薄壁TA2管材的制造：