[发明专利]一种钛及钛合金无缝管的生产方法

说明书

本发明创造提供了一种钛及钛合金无缝管的生产方法，包括如下步骤：步骤一：冷等静压坯体制备；步骤二：真空烧结；步骤三：管坯锻造或轧制。本发明创造所述的钛及钛合金无缝管的生产方法，以利用粉末冶金方法制备钛管坯，然后利用锻造或挤压轧制进行钛管件的生产，工艺简单，管坯烧结温度低，组织颗粒均匀细小，力学性能优异。

技术领域

本发明创造属于钛及钛合金加工技术领域，尤其是涉及一种钛及钛合金无缝管的生产方法。

背景技术

钛及钛合金具有密度小、比强度高、耐热性强、耐腐蚀性好、无磁、超导、形状记忆、生物相容性好等优异性能，广泛应用在航空航天航海等领域。钛管件是常用的钛合金型材之一，常规生产方法为熔炼成棒后斜轧穿孔，然后经轧制或锻造得到成品管件，该工艺虽然已经十分成熟，但由于需要穿孔，加工成本较高，同时对材料利用率较低。

专利201910426027.X公开了一种钛合金无缝管短流程化加工方法，在传统无缝管生产线上增加钛坯加热炉,用环形加热炉加热钢坯,钛坯加热炉加热探伤合格的钛坯。在计划轧制的钛管和钢管规格相同时,从钢管轧制可直接切换至钛管轧制。切换时,对穿孔机导板、顶头和轧管机芯棒或顶头做润滑处理,轧制后的毛管根据温降选择经电感应补热后减定径,或直接减定径轧制,再经温矫直、冷却、磨光或无心车削,可以生产高质量钛合金管。但工艺繁琐且仍未能脱离传统制备工艺。

专利201710991041.5公开了一种钛管的生产方法，选用TC4钛合金为原料；步骤2,采用熔炼、锻造及挤压将TC4钛合金原料制成管坯；步骤3,对步骤2制成的管坯进行轧制、拉拔及退火处理；步骤4,对经步骤3处理后的钛管进行矫直处理。该工艺仅对轧制及退火工艺进行了规定，未对整体工艺进行改进。

专利201710828601.5公开了一种大口径薄壁钛无缝管的生产方法，a、制备外径200～400mm、壁厚16～40mm钛管；b、去除钛管内外表面渗气层,抛光钛管外表面；c、在钛管内表面涂抹润滑剂；d、在钛管所用原料相变温度以下对钛管进行感应加热并推制；e、再结晶退火,然后酸洗；f、重复步骤b-e直至得到外径400～800mm的钛管；g、将酸洗后的钛管内外表面涂抹润滑剂,然后进行冷拔；h、再结晶退火,然后酸洗；i、重复步骤g、h直至得到壁厚3～16mm的钛管；j、所得钛管进行真空退火处理得到钛管成品。该工艺仍需外径200～400mm、壁厚16～40mm钛管作为原料，工艺较为复杂。

但是，利用传统的钛及钛合金管件的方法工艺复杂，且管坯烧结温度高，组织颗粒较大，力学性能不太理想。

发明内容

有鉴于此，本发明创造旨在提出一种钛及钛合金无缝管的生产方法，以利用粉末冶金方法制备钛管坯，然后利用锻造或挤压轧制进行钛管件的生产，工艺简单，管坯烧结温度低，组织颗粒均匀细小，力学性能优异。

为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：

一种钛及钛合金无缝管的生产方法，包括如下步骤：

步骤一：冷等静压坯体制备：在氩气保护气氛下，将粒径尺寸在5-15微米的含钛粉末装入管坯模具中，经过冷等静压得到压坯；

利用粉末冶金技术得到压坯，避免了棒材穿孔的繁琐工艺，提高了材料利用率，减少了加工过程的原料损失。

采用原料为粒径尺寸在5-15微米的含钛粉末，保证制备后的管材具有细小的晶粒组织，可以提高其力学性能。若粒径尺寸太大，则后续制备的管材组织颗粒较大，则会导致后续制备的管材力学性能较差；若粒径尺寸太小，成品率低；而粒径在5-15微米的粉末原料，可以同时满足管材细小组织颗粒、较高力学性能及成品率高的要求。

冷等静压坯体制备的过程中使用氩气保护气，防止空气和氮气带来的增氧增氮风险，保证粉末纯净度，提高后续制备的管材的力学性能。