[发明专利]薄壁TC4钛合金无缝管及其生产方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金技术领域，特别涉及一种薄壁TC4钛合金无缝管及其生产 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，带动了钛合金应用领域的迅速扩展，近几年来对高强钛合 金管材的需求越来越多。因TC4钛合金价格昂贵，且强度较高，一般希望使用 薄壁无缝管，壁厚在3毫米以下。

现有钛合金无缝管一般采用热轧或冷轧生产。

专利103128102A公开了一种钛合金油井管的生产方法，该生产方法包括： 真空炉两次熔炼，多次锻造扒皮成圆坯，经环形炉加热到970-1030℃，热穿孔 得到毛管，毛管经高压水除鳞后进入五机架三辊连轧机，连轧延伸系数为2.5-3， 减径率为15％-25％，制得荒管；再将荒管进入定径机组，定径延伸系数为2-2.2， 减径率为45％-52％，得到外径88.9mm的热轧无缝管。再将热轧无缝管进行热 处理，加热到950-980℃保温1-1.5小时得到成品。该方法采用热连轧的方式进 行钛合金无缝管的制造，其钛管壁厚较厚，成材率低，且因内外表面渗气层的 存在导致内外表面质量差、缺陷多，尤其是内表面缺陷，难以去除，另外，轧 制后还需热处理工艺才能得到成品。

专利103722043A公开了一种钛合金无缝管的生产方法及检测方法，其生产 方法包括以下步骤：原材料的准备；加热；锻造；冷轧；冷拔；矫直；真空退 火；成型。该方法能够生产出合格产品，但其工序复杂，成本高，需要真空退 火才能达到产品要求的性能。

可见，仅靠热轧不能得到薄壁无缝管，一般需穿孔+多道次冷轧或冷拔，每 次冷轧或冷拔前均需先退火，冷轧必须减径的同时才能减壁，因此热轧管的外 径必须足够大；冷拔要求延伸率大于20％，而TC4钛合金的延伸率一般不能达 不到。而且，现有的热轧钛管成材率低，且因内外表面渗气层的存在导致内外 表面质量差、缺陷多，尤其是内表面缺陷，难以去除。冷轧或冷拔钛管工序复 杂，成本高，产量低，且需真空退火才能达到要求的性能。

发明内容

【要解决的技术问题】

本发明的目的是提供一种薄壁TC4钛合金无缝管。

本发明的另一个目的是提供一种薄壁TC4钛合金无缝管的生产方法。

【技术方案】

本发明是通过以下技术方案实现的。

本发明首先涉及一种薄壁TC4钛合金无缝管的生产方法，包括步骤：

A、圆坯加热：将钛合金圆坯加热至950～960℃；

B、穿孔：对加热后的圆坯进行穿孔，形成荒管；

C、精整：对荒管外表面进行修磨，对荒管内表面喷砂；

D、推制：在860℃～890℃温度下对钛合金管进行中频推制，并使变形量 大于25％；

E、酸洗：将推制后得到的钛合金管置于酸洗液中酸洗；

F、冷轧：将酸洗后的钛合金管通过冷轧机冷轧，使钛合金管减壁2mm；

重复步骤D～步骤F，得到所述TC4钛合金薄壁无缝管。

作为一种优选的实施方式，所述钛合金圆坯的化学成分由以下组分组成， 以重量百分比计为：

Al：5.7～6.6％；

V：3.7～4.3％；

0.07％≤Fe≤0.1％；

C≤0.06％；

0.07％≤O≤0.1％；

N≤0.005％；

H≤0.005％；

余量为Ti。

作为另一种优选的实施方式，所述酸洗液的化学成分按重量百分比计为： 氢氟酸3～3.9％、硝酸6～7.8％、其余为水。

作为另一种优选的实施方式，所述酸洗时间为5～9min。

作为另一种优选的实施方式，所述步骤B还包括穿孔后利用余热带温矫直， 矫直后空冷到室温。

作为另一种优选的实施方式，所述步骤B中的穿孔方法为斜轧穿孔。

本发明还涉及一种薄壁TC4钛合金无缝管，所述薄壁TC4钛合金无缝管根 据以上任一所述的生产方法制备而成。

作为一种优选的实施方式，所述薄壁TC4钛合金无缝管的壁厚小于等于 3mm。

下面对本发明进行详细说明。