[发明专利]一种钛合金加工处理方法

说明书

本发明提供的钛合金加工处理方法，对钛合金进行一次退火处理；对经一次退火处理后的钛合金进行二次退火处理；对经两次退火处理后钛合金进行粗加工；对经粗加工后的钛合金进行一次深冷处理；对经一次深冷处理后的钛合金进行半精加工；对经半精加工后的钛合金进行第二次深冷处理；对经第二次深冷处理后的钛合金进行精加工，本发明提供的钛合金加工处理方法，采用一次退火，二次退火，粗加工，一次深冷处理，半精加工，二次深冷循环处理到精加工的处理方案，本发明通过将钛合金退火处理和深冷处理与加工工序进行合理的配合，以实现最大程度释放钛合金零件制造环节各过程产生的残余应力，提高钛合金零件的尺寸稳定性。

技术领域

本发明涉及钛合金结构件生产制造技术领域，特别涉及一种钛合金加工处理方法。

背景技术

钛合金具有密度小、比强度高、耐高温和耐腐蚀等特点,是20世纪中叶发展起来的一类新型结构材料,已在许多领域特别是航空航天领域得到了广泛应用。如在飞机风扇叶片、压气机叶片、盘、轴、机匣、骨架、蒙皮、机身隔框和起落架大都需要钛合金；在航天工业中，使用钛及其合金制造燃料储箱、火箭发动机壳体、火箭喷嘴导管、人造卫星外壳等。所以,现代航空航天工业中钛被称为不可缺少的太空金属。近年来，航空用钛合金在国家需求的背景下发展迅速。二代机用钛用量不超过2％，三代机钛合金用量就迅速升到了15％。钛合金在航空领域的需求，一定程度上促成了目前我国钛合金需求量大、发展迅速的现状。

然而，航空航天领域钛合金结构件往往尺寸大、结构复杂、对称性差、加工去除量大，加工过程中容易在零件表面和内部产生残余应力，不均匀残余应力的存在会导致材料外形尺寸发生变化。因此，加工过程中的尺寸尺寸稳定性一直成为了钛合金零部件制造过程中的而瓶颈问题。传统定的零部件尺寸稳定化处理的方法一般有机械法(包括拉伸或压缩法、振动时效法和脉动法)、热处理法(包括恒温时效法、热时效法、反淬火法、形变热处理法等)、自然时效法以及磁场处理法等，各种方法的效果不尽相同。目前大部分钛合金结构件尺寸稳定化常用的解决方法是在加工过程中辅以多次时效处理和基准校正等工序，但这样做耗时费资，且产品生产周期较长，合格率较低，此外，时效温度过高容易对材料基本力学性能产生影响。所以探索新型的钛合金零件尺寸稳定化方法具有重要意义。

为降低合金及零部件的内应力，提高零部件的尺寸稳定性，50年代后半期前苏联就开始应用深冷循环处理方法，但由于当时低温条件的限制，其处理规范是冷却到-75～-95℃，然后加热到室温或退火(时效)温度，循环一到五次，但是有关上述处理的规范和效果的资料未能达成共识。然而，随着低温技术不断发展，获得更低温度更加容易，有力地推动了深冷处理技术的发展，深冷处理在降低材料及结构件宏观残余应力、改善尺寸稳定性方面的应用也得到了广泛的认同。

然而，深冷处理与传统热处理和传统加工工序的结合是影响最终尺寸稳定化效果的关键因素。传统方案没有全面考虑到这方面的作用，仅仅针对热处理后的钛合金进行深冷处理，无法有效实现钛合金尺寸稳定性的改性。

发明内容

有鉴如此，有必要针对现有技术存在的缺陷，提供一种可保持钛合金加工过程的尺寸稳定性的钛合金加工处理方法。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种钛合金加工处理方法，包括下述步骤：

对钛合金进行一次退火处理；

对经一次退火处理后的钛合金进行二次退火处理；

对经两次退火处理后钛合金进行粗加工；

对经粗加工后的钛合金进行一次深冷处理；

对经一次深冷处理后的钛合金进行半精加工；

对经半精加工后的钛合金进行第二次深冷处理；

对经第二次深冷处理后的钛合金进行精加工。