[发明专利]一种钛及钛合金无缝管坯的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于无缝管坯制备技术领域，具体涉及一种钛及钛合金无缝管坯的制备方法。

背景技术

钛及钛合金无缝管坯的制备一般有斜轧穿孔和挤压两种制备方法。斜轧穿孔制备的管坯由于制备原理的原因，所获得的管坯内孔存在微裂纹，质量较差；同时由于穿孔变形模具的影响，所制备的管材厚度不能太薄（一般外径与壁厚的比值≥10）。挤压制备的管坯内孔质量较好，但是在挤压时，需要用紫铜作包覆层进行润滑，这就消耗了大量贵重的金属铜，成本较高；另外挤压机是一种大型设备，投资较高。

特别是对于小批量、多规格管坯的制备，以上两种制坯方法均会造成模具、工装的频繁更换，这就会造成制坯成本的大幅上升。

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，提供一种钛及钛合金无缝管坯的制备方法。该方法采用钻孔加锻造来制备钛及钛合金无缝管坯，节约了铜材、模具等费用，降低了成本，生产效率大幅提高，特别适用于小批量、多规格管坯的生产。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种钛及钛合金无缝管坯的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、将铸锭锻造成棒材，然后将棒材外表面车光，得到光棒；所述铸锭为钛铸锭或钛合金铸锭；所述光棒的尺寸满足以下公式：

S=(D₀²-d²)/(D₁²-d²)，其中2≤S≤10，S×L≤1000mm，且L≤300mm；

式中D₀为光棒的外径，单位为mm；L为光棒的长度，单位为mm；D₁为所需制备的管坯外径，单位为mm；d为所需制备的管坯内径，单位为mm；

步骤二、对步骤一中所述光棒进行钻孔，钻孔后的光棒的内孔孔径与所需制备的管坯内径d相同，内孔粗糙度Ra≤2.5μm；

步骤三、向步骤二中钻孔后的光棒的外表面和内孔均涂覆润滑剂，然后将涂覆润滑剂后的光棒加热至光棒再结晶温度以上150℃～250℃，保温2h～3h；

步骤四、将钢棒插入步骤三中保温后的光棒内；所述钢棒为直径逐渐缩小且具有1:（300～500）锥度的钢棒；

步骤五、将步骤四中插入钢棒的光棒锻造至外径为所需制备的管坯外径以上1mm～1.5mm，然后将钢棒抽出，得到半成品；

步骤六、将步骤五中所述半成品矫直，然后按照所需制备的管坯尺寸对矫直后的半成品内、外表面进行车光，得到管坯。

上述的一种钛及钛合金无缝管坯的制备方法，步骤三中所述润滑剂为玻璃粉。

上述的一种钛及钛合金无缝管坯的制备方法，步骤四中所述钢棒的材质为热作模具钢。

上述的一种钛及钛合金无缝管坯的制备方法，步骤四中所述钢棒的长度为1000mm～1200mm。

上述的一种钛及钛合金无缝管坯的制备方法，步骤四中所述钢棒的最大直径不小于20mm。

上述的一种钛及钛合金无缝管坯的制备方法，步骤六中所述管坯外表面的母线直线度不大于4mm/1000mm。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明采用钻孔加锻造的方法来制备钛及钛合金无缝管坯，节约了铜材、模具等费用，降低了成本。

2、本发明可以方便的锻造任意尺寸的管坯，特别适用于小批量、多规格管坯的生产。

3、本发明只采用机械加工与锻造两个简单的工序，与常规的管坯制备方法相比，生产效率大幅提高。

下面结合附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明光棒与钢棒装配的结构示意图。

附图标记说明:

1—光棒；        2—钢棒。

具体实施方式

实施例1

步骤一、将TA2纯钛铸锭锻造成棒材，然后将棒材外表面车光，得到外径D₀为60mm，长度L为150mm的光棒；

步骤二、对步骤一中所述光棒进行钻孔，钻孔后的光棒的内孔孔径与所需制备的管坯内径d相同，内孔粗糙度Ra为2.5μm；所述管坯内径d为20mm；

步骤三、将玻璃粉与水混合搅拌至糊状物，向步骤二中钻孔后的光棒的外表面和内孔均涂覆糊状物作为润滑剂，干燥后将光棒置于马弗炉中加热至光棒再结晶温度以上150℃，保温3h；