[发明专利]一种韧性好的钛合金回转件的制备方法

说明书

一种韧性好的钛合金回转件的制备方法是以TC4钛合金、润滑剂为原材料分别经过前处理、摆动碾压等步骤制得；其中，所述润滑剂是由猪油、石墨、二硫化钼、氮化硼、氧化铝混合组成。本发明钛合金具有超细尺寸的晶粒，力学性能好，其洛氏硬度HRA达到48~57，抗压屈服强度达到180MPa以上，变形量大、变形显著，易于制备各种形貌的产品，产品成形性好，可大变形量的一次成形，成品硬度高，产品不易被氧化，表面无氧化现象；在材料成形过程中，实现了不断发生材料动态再结晶和恢复，从而不会出现断裂现象，产品优质，无裂纹出现，织构强度大，承受外力大，不会断裂变形，韧性好，压缩断裂率超过18.2%，生产效率高，制备方法简单可行，值得市场推广应用。

技术领域

本发明具体涉及一种韧性好的钛合金回转件的制备方法。

背景技术

钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属，钛合金具有密度低、比强度高、耐蚀性好等特性，广泛应用于航空、航天、医疗、体育用品等领域。但钛合金特有的密排六方结构导致其成形困难。目前钛合金回转件的主要采用切削加工的方式进行生产。摆碾锻造是一种特殊的金属塑性加工方式，它是经过连续多次局部成形，最后整体成形的回转成形工艺。它的工作原理和变形的规律来看，该技术结合了普通锻造的力学性能高、滚压工艺的表面质量高、挤压工艺的材料多且利用率高等优点，除了可以成形出传统锻造的常规零件外，还可以实现粉末制品的致密化、铆接加工、板料加工等。摆辗成形在锻造行业中的主要运用是成形各种环类、饼盘类以及带法兰类的回转类零件。按照摆辗温度的差别可以分为热辗、温辗、冷辗三种工艺。

目前生产钛合金坏转件的方法一般是说先进行小变形量初步成形，然后对其进行切削加工。这主要是由于钛合金的成形性能差，不适合大变形量的一次成形。而钛合金回转件的后期切削加工对材料的硬度要求较高。

将摆碾锻造这种用于传统金属材料如钢、铝、铜等的低温成形工艺用于钛合金的中高温成形，能够显著提高钛合金的成形性能，同时获得所需的特定金属织构。

现有技术生产钛合金回转件不仅生产效率低下、导致大量的材料浪费，同时机械加工无法获得材料机械性能增强所需的特定金属织构。

就目前看来，钛合金回转件力学性能不够理想，不易形变，钛合金表面易于氧化，制备过程中产品容易出现断裂现象，成品易于产生裂纹，织构强度小，承受外力能力较差，容易出现断裂变形，成品韧性差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种韧性好的钛合金回转件的制备方法。

本发明的目的是通过如下技术措施实现的：

一种韧性好的钛合金回转件的制备方法，其特征在于，它是以TC4钛合金、润滑剂为原材料分别经过前处理、摆动碾压等步骤制得；其中，所述润滑剂是由猪油、石墨、二硫化钼、氮化硼、氧化铝混合组成。

进一步，一种韧性好的钛合金回转件的制备方法，其特征在于，所述润滑剂中，猪油、石墨、二硫化钼、氮化硼、氧化铝的质量比为87～91:4～6:2～4:1～3:0.9～1.1。

进一步，一种韧性好的钛合金回转件的制备方法，其特征在于，所述前处理是将TC4钛合金圆柱试样放入高温箱式炉中，设置温度为800～1200℃保温30～35分钟，取出，备用。

进一步，一种韧性好的钛合金回转件的制备方法，其特征在于，所述TC4钛合金圆柱试样的尺寸为Φ28～32×38～42mm。

进一步，一种韧性好的钛合金回转件的制备方法，其特征在于，所述摆动碾压是将前处理后的TC4钛合金圆柱试样置于摆碾机中，然后在TC4钛合金圆柱试样上加入润滑剂，设置摆头转速为190～210r/min，摆碾角为2～4°，垂直下压速度为7～9mm/s，试样碾压终点是压机压力达到200T为止。

进一步，一种韧性好的钛合金回转件的制备方法，其特征在于，所述TC4钛合金圆柱试样与润滑剂的质量比为180～200：1。