[发明专利]一种提高α-β两相钛合金锻坯组织均匀性的锻造方法

说明书

本发明公开了一种提高α‑β两相钛合金锻坯组织均匀性的锻造方法，其以拔长锻造工艺为基础，在拔长锻造之前，先对型砧选型，然后以选型得到的型砧对坯料进行两相区温度下的均匀化锻造，完成后进行拔长锻造工艺得到锻坯成品；所述拔长锻造工艺的锻造加热温度均在相变点温度以下进行。本发明通过增加两相区温度下的均匀化锻造，能够有效提高坯料的整体均匀性，从而达到提高成品锻坯组织均匀性的目的。

技术领域

本发明属于钛合金加工技术领域，涉及钛合金的锻造，尤其是一种提高α-β两相钛合金锻坯组织均匀性的锻造方法。

背景技术

钛合金具有密度小、比强度高、耐蚀性能好、耐热性能优良、无磁等一系列特性，获得了广泛的应用。如美国第4代战斗机F-22钛合金用量占41％；民航飞机空客A350XWB钛合金用量占15％。随着钛合金加工技术的发展，投影面积超过2平方米的大型整体框、梁锻件越来越常见，使得钛合金锻坯的尺寸越来越大，尤其是发动机段的后机身钛合金大框，其锻坯规格的投影面积超过了3平方米，民航飞机机翼的主梁也开始采用大型锻坯制备，所用锻坯的尺寸越大，厚度越厚，其组织均匀性的控制越难。

在现有技术中，α-β两相钛合金锻坯的常规锻造工艺流程可根据产品要求的不同，分为三类，但现有技术中的三类均有以下缺陷：

第一类：拔长锻造工艺，此类工艺锻造变形量最小，火次最少，成本最低，锻坯成品率高，但得到的锻坯组织不均匀；

第二类：是在上述第一类工艺基础上增加了镦拔锻造方式的火次，此类工艺锻造变形量增加，得到的锻坯组织比第一类均匀性有所提高，但火次、成本增加，锻坯成品率下降；

第三类：是在上述第二类工艺基础上增加了一次或多次相变点温度以上和相变点温度以下循环锻造(或称“高低高低锻造”)，大幅增加了锻造火次和变形量，得到的锻坯组织均匀，但火次、成本最高，锻坯成品率最低。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种提高α-β两相钛合金锻坯组织均匀性的锻造方法，该方法通过增加两相区温度下的均匀化锻造，能够有效提高坯料的整体均匀性，从而达到提高成品锻坯组织均匀性的目的。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

这种提高α-β两相钛合金锻坯组织均匀性的锻造方法，采用拔长锻造工艺，在拔长锻造之前，先对型砧选型，然后以选型得到的型砧对坯料进行两相区温度下的均匀化锻造，完成后进行拔长锻造工艺得到锻坯成品；所述拔长锻造工艺的锻造加热温度均在相变点温度以下进行。

进一步，在上述拔长锻造工艺中，先将坯料在型砧下采用拔长锻造为圆形坯料，然后将圆形坯料在加热温度下拔长为锻坯成品所需尺寸的锻坯。

进一步，上述坯料在型砧下锻造为圆形坯料时，每火次锻造的总变形量为15％～40％，每道次的压下速率为1mm/s～15mm/s，每道次的压下量为10mm～40mm，每道次的送进量为型砧宽度的50％～100％。

进一步，上述坯料在型砧下采用拔长锻造为圆形坯料时的锻造温度，与圆形坯料在加热温度下拔长为锻坯成品的加热温度保持一致。

进一步的，以上锻造方法中，根据坯料尺寸选择尺寸相应的型砧并选取相应的均匀化锻造火次，具体为：

当坯料的重量不超过500kg或坯料的长度与厚度比不超过2：1时：进行一个火次的锻坯均匀化锻造，并直接使用圆形槽砧进行拔长锻造；

当坯料的重量超过500kg或坯料的长度与厚度比超过2：1时：进行两个火次的锻坯均匀化锻造，第一火使用V型槽砧，第二火使用圆形槽砧。

进一步，上述V型槽砧采用两个横截面为V型的槽体组合而成；所述圆形槽砧采用两个横截面为半圆的槽体组合而成。