[发明专利]大规格钛合金空心坯料制备方法

说明书

本发明公开了一种大规格钛合金空心坯料制备方法，采用硬包套包覆钛合金铸锭，在包套的表面涂覆加热防氧化涂料，将包套放入加热炉中预热，然后升温至钛合金铸锭的β相变点以上150℃～200℃保温；将包套在大型制坯压机上进行多次闭式镦粗，在变形后的钛合金铸锭上冲孔后制成钛合金空心坯料。本发明解决了制备φ950mm以上大型空心坯难题，避免了表面裂纹、皱褶问题，坯料变形均匀。

技术领域

本发明属于有色金属热加工制造领域，具体说，涉及一种大规格钛合金空心坯料制备方法。

背景技术

钛合金铸锭铸态组织粗大，小型压机对钛合金挤压空心坯料加工，一般对铸锭进行多火次锻造成棒材，然后机械加工内孔。对于直径≥φ600mm 的铸锭钛合金铸锭，组织更为粗大。为保证铸态组织充分破碎，必须提高其锻透性，尤其是要保证铸锭芯部有足够的变形。为此大规格钛合金棒材一般需多次的反复镦 拔及修磨清理，存在材料利用率低，加工周期长等问题。

申请号201110411752.3的发明专利公开了一种TC4钛合金大规格棒材的加工方法：

1、将TC4钛合金铸锭开坯锻造2-3火次，得到锻坯；

2、将锻坯反复墩粗和拔长锻造2-3火次；

3、将经锻造后的锻坯反复墩粗和拔长锻造3-5火次；

4、将经锻造后的锻坯倒棱滚圆锻造2火次，得到直径为200mm～ 400mm，长度不小于2500m棒材。

该方法需前后9-13火次，而要采用传统工艺制备大规格(φ950mm以上)钛合金铸锭空心坯料比制备大规格钛合金棒材更加困难，至今没有成熟经济的方法。

发明内容

本发明所解决的技术问题是提供一种大规格钛合金空心坯料制备方法，解决了制备φ950mm以上大型空心坯难题，避免了表面裂纹、皱褶问题，坯料变形均匀。

技术方案如下：

大规格钛合金空心坯料制备方法，包括：

采用硬包套包覆钛合金铸锭，形成组件；在包套的表面涂覆加热防氧化涂料，将组件放入加热炉中预热，然后升温至钛合金铸锭的β相变点以上150℃～200℃保温；

将组件在大型制坯压机上进行多次闭式镦粗，在变形后的钛合金铸锭上冲孔后制成钛合金空心坯料。

进一步，钛合金铸锭的直径为600-700mm，钛合金空心坯料的直径大于950mm。

进一步，闭式镦粗的镦 粗比2.0～2.5，穿孔比≤1.3。

进一步，将组件置于15000T以上制坯压机上进行多次闭式镦粗。

进一步，采用燃气加热炉将组件加热到1170±10℃，出炉后镦 粗；返炉加热至1050±10℃，进行第二次镦 粗，然后进行反挤压冲孔。

进一步，硬包套包括：包套筒、上垫块、下垫块、连接销；上垫块位于包套筒的上部，下垫块位于包套筒的下部；包套筒在下部的侧壁上开有销孔，下垫块在侧壁上开有固定沉孔，连接销穿过销孔插接在固定沉孔内；包套筒经喷砂处理，并涂敷加热防氧化涂料。

进一步，包套筒采用不锈钢材料，壁厚≥15mm，内径大于钛合金铸锭直径5mm；上垫块采用低碳钢，直径与钛合金铸锭相同，装配后高出包套筒180mm；下垫块采用低碳钢，直径与钛合金铸锭相同，镦粗后高度大于 100mm。

进一步，将将组合后的包套喷砂处理，在包套的外表面涂覆加热防氧化涂料，防止加热过程的表面氧化，加热防氧化涂料采用含有锂霞石或者镁铝硅酸盐的加热防氧化涂料，其中，锂霞石在加热防氧化涂料的重量百分比为1～5％，镁铝硅酸盐在加热防氧化涂料的重量百分比为1～5％。