[发明专利]一种提高TC17钛合金棒材成材率的方法

说明书

一种提高TC17钛合金棒材成材率的方法，其包括如下步骤：1)锻造前准备，在钛合金锭装炉前将加热炉内氧化皮清理干净，目的是让坯料加热温度均匀，备好绝热棉及胶水；2)加热，加热炉加热到100℃±10℃后钛合金锭进炉，保温0.5～1小时后涂防氧化涂料，涂好后空冷0.5～1小时后再进加热炉加热；此时开始一个锻前的加热过程，≤200℃钛合金锭进加热炉，均匀升温6～7小时保温2～3小时后到850℃±10℃出炉，钛合金锭中部包覆绝热棉，包好后再回炉保温1～1.5小时，然后出炉锻造；3)锻造，锻造采用7个火次，每火次≤40％镦粗压下量。

技术领域

本发明涉及锻造工艺，特别涉及一种提高TC17钛合金棒材成材率的方法。

背景技术

钛合金具有强度高，韧性、淬透性、热稳定性好，疲劳强度高等特性，用于制造飞机发动机、压气机盘及发动机叶片，在军用及民用航空发动机中得到了广泛的动用。但是由于锻造过程中经常出现表面裂纹、端部开裂等现象，以及锻后内部质量不达标等缺陷，TC17产品的工序成材率仅为约60％。

棒材原锻造工艺流程包括：第一火～第七火采用镦粗后纵向拔长，参见图1；第八火：利用平钳进行拔长操作；第九火：进行成材操作。但是生产过程中出现了如下问题：

首先，由于采用了多火次镦粗以及纵向拔长，内部无法锻透，因此导致生产周期长、能源消耗大；其次，由于温降的缘故，锻坯在生产过程中表面及端部开裂；最后，镦粗纵向拔长操作不合理产生了产品内部组织不均匀，无法达到技术标准的要求。

归纳钛合金棒材生产过程中存在问题以下：

1)钛合金产品对锻造温度非常敏感，一旦温度未达到要求时，就会出现阴阳面以及表面裂纹。

2)由于钛合金内部要求高，因此通过反复镦拔来改善组织，生产火次较多，导至了表面裂纹的增多。

3)在生产过程中如出现裂纹，拉下修磨这也会影响成材率。

4)有些钛合金由于裂纹深只能放大尺寸，通过增加车削来挽救，因此表面质量、成材率受到严重影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高TC17钛合金棒材成材率的方法，尽可能提高该产品的成材率，形成一套用于航天、航空领域的TC17钛合金棒材新锻造工艺。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种提高TC17钛合金棒材成材率的方法，其包括如下步骤：

1)锻造前准备

在钛合金锭装炉前将加热炉内氧化皮清理干净，目的是让坯料加热温度均匀，备好绝热棉及胶水；

2)加热，加热炉加热到100℃±10℃后钛合金锭进炉，保温0.5～1小时后涂防氧化涂料，涂好后空冷0.5～1小时后再进加热炉加热；此时开始一个锻前的加热过程，≤200℃钛合金锭进加热炉，均匀升温6～7 小时保温2～3小时后到850℃±10℃出炉，钛合金锭中部包覆绝热棉，包好后再回炉保温1～1.5小时，然后出炉锻造；

3)锻造

锻造采用7个火次，每火次≤40％镦粗压下量；其中，第1火为镦粗换向拔长，第2、3火为镦粗纵向拔长，第4火为镦粗换向拔长，第5火为镦粗纵向拔长，第6火利用平钳进行拔长，第7火进行成材操作。

本发明方法运用自由锻造原理，结合钛合金材质的特殊性，利用抛钳进行镦粗后的换向拔长，通过四次换向拔长将原来端部换回了原来端，从而提升内部质量的要求；并且原先需要九火成材变为七火成材，从锻造周期上有所缩短。在坯料拔长上采用5/4拔长的方法进行锻造，很好的将端部得到了收口，完成坯料无明显凸端，端部也无裂纹，成材率大大提高。最终目的，降低能源、减少劳动力、提高产品的质量。

本发明具有以下优点：