[发明专利]一种TA19钛合金大规格棒材的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于钛合金棒材制备技术领域，具体涉及一种TA19钛合金大规格棒材的制备方法。

背景技术

TA19钛合金是一种Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo系近α钛合金，含有α稳定元素Al，中性元素Sn和Zr，同晶型β稳定元素Mo，共析型β稳定元素Si。TA19钛合金主要用于制造航空发动机的压气机机匣和飞机蒙皮等零件，最高长期工作温度为500℃。

截止目前，通过常规锻造加工生产TA19钛合金大规格棒材困难很大，存在的主要问题就是在锻造过程中TA19钛合金易出现严重的开裂，锻透性差，组织不均匀，从而导致打磨量大，生产周期长，性能不稳定，成材率低。

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的不足，提供一种制备工艺简单，易实现工业化大规模生产的TA19钛合金大规格棒材的制备方法。采用该方法制备的TA19钛合金大规格棒材成材率高，表面质量良好，组织均匀，综合性能优良。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种TA19钛合金大规格棒材的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、将直径为640mm～720mm的TA19钛合金铸锭扒皮后切去冒口和锭底，然后采用打磨的方法去除表面缺陷；

步骤二、采用油压机将步骤一中去除表面缺陷的TA19钛合金铸锭在始锻温度为β相转变温度以上100℃～150℃的条件下进行一火次的第一镦拔锻造，空冷至20℃室温后采用打磨的方法去除表面缺陷，得到第一锻坯；所述第一镦拔锻造的锻比为4.2～5.4；

步骤三、采用油压机将步骤二中所述第一锻坯在始锻温度为β相转变温度以上40℃～90℃的条件下进行2～3火次的第二镦拔锻造，空冷至20℃室温后采用打磨的方法去除表面缺陷，得到第二锻坯；每火次第二镦拔锻造的锻比均为4.2～4.8；

步骤四、采用油压机将步骤三中所述第二锻坯在始锻温度为β相转变温度以上10℃～30℃的条件下进行2～3火次的第三镦拔锻造，空冷至20℃室温后采用打磨的方法去除表面缺陷，得到第三锻坯；每火次第三镦拔锻造的锻比均为2.8～3.6；

步骤五、采用油压机将步骤四中所述第三锻坯在始锻温度为β相转变温度以下10℃～30℃的条件下进行一火次的拔长锻造，空冷至20℃室温后采用打磨的方法去除表面缺陷，得到第四锻坯；所述拔长锻造的累计变形量为50%～70%；

步骤六、采用油压机将步骤五中所述第四锻坯在始锻温度为β相转变温度以下20℃～40℃的条件下进行一火次的成形锻造，空冷至20℃室温后得到直径为200mm～300mm，长度为2000mm～3000mm的TA19钛合金大规格棒材；所述成形锻造的累计变形量为20%～40%。

上述的一种TA19钛合金大规格棒材的制备方法，其特征在于，步骤一中所述TA19钛合金铸锭由TA19钛合金自耗电极经三次真空自耗电弧熔炼后得到。

上述的一种TA19钛合金大规格棒材的制备方法，其特征在于，步骤二中所述第一镦拔锻造的终锻温度不低于850℃。

上述的一种TA19钛合金大规格棒材的制备方法，其特征在于，步骤三中每火次第二镦拔锻造的终锻温度与步骤四中每火次第三镦拔锻造的终锻温度均不低于800℃。

上述的一种TA19钛合金大规格棒材的制备方法，其特征在于，步骤五中所述拔长锻造的终锻温度不低于800℃。

上述的一种TA19钛合金大规格棒材的制备方法，其特征在于，步骤六中所述成形锻造的终锻温度不低于800℃。

上述的一种TA19钛合金大规格棒材的制备方法，其特征在于，步骤二至六中所述油压机的额定压力均为2500T～4500T。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明制备工艺简单，易实现工业化大规模生产，产品稳定性好，综合性能优良。

2、本发明采用额定压力为2500吨～4500吨的大吨位油压机进行锻造加工，并在始锻温度为β相转变温度以上的条件下进行多火次的镦拔锻造，使TA19钛合金的晶粒得到充分破碎，所制备TA19钛合金大规格棒材的表面质量良好，组织均匀，无粗晶等异常组织存在。

3、采用本发明制备的TA19钛合金大规格棒材的低倍组织依据国家军用标准“GJB 2220-1994”图1评级为B2～B3级，满足企业标准技术要求中B 1～B8级的评级规定。