[发明专利]一种短流程、低成本TC4钛合金管材制备工艺

说明书

本发明公开了一种新型TC4钛合金管材制备工艺，具有以下步骤：步骤a、粉末冶金制管坯；步骤b、径向锻造。在所述步骤a中，以钛粉为原料，并附以混料，通过粉末冶金烧结方法制得TC4钛合金管坯。本发明通过粉末冶金制管坯、及径向锻造制得TC4钛合金管材，在保证管材性能的前提下，去除了原常规制备工艺的熔炼、棒材锻造生产流程，克服了传统的管材热轧轧制道次多，成品管材的加工周期长，加工成本高的缺点，可快捷高效的进行大规格管材的生产，缩短生产周期，降低成本，并且同时也减少熔炼和棒材锻造工序带来的不可避免的环境污染成本。

技术领域

本发明涉及钛合金管材制备领域，尤其涉及一种短流程、低成本TC4钛合金管材制备工艺。

背景技术

钛合金和其他金属相比较具有比强度高，耐腐蚀性好适用于温度宽等优势，被应用于航空、航天、海洋、石油、化工、医药等行业。但是由于钛材的活性较高、变形抗力大、加工温区窄，钛合金管材加工往往需要专门的加工设备和复杂而严格的加工技术条件。

常规生产工序依次包括熔炼→棒材锻造→制管坯→径向锻造管材，生产工序多、成本高，并且熔炼和锻造工序复杂、周期长，对环境造成的污染严重。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明旨在提供一种新型TC4钛合金管材制备工艺，包括粉末冶金制管坯及径向锻造步骤。相较于常规生产工艺，在保证同等管材性能的前提下，降低了生产工序，节约了成本，减少了环境污染，具有较高的推广价值。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：一种新型TC4钛合金管材制备工艺，其特征在于：具有以下步骤：步骤a、粉末冶金制管坯；步骤b、径向锻造。

优选的，在所述步骤a中，以钛粉为原料，并附以混料，通过粉末冶金烧结方法制得TC4钛合金管坯。

优选的，在所述步骤b中，将上述TC4钛合金管坯加热至β相变点温度以上50～150℃，保温30～60min，进行一火次径向锻造，锻造加工量小于30％，制得初级锻造管材；继续将初级锻造管材加热至β相变点温度以下10～100℃，保温30～60min进行二火次径向锻造，锻造加工量大于60％，制得中间锻造管材；继续将中间锻造管材加热至β相变点温度以下10～100℃，保温30～60min进行三火次径向锻造，锻造加工量大于50％，制得所述TC4钛合金管材。

优选的，在所述步骤a中，所述粉末冶金烧结方式包括混合烧结和回火烧结。

优选的，在所述步骤a中，所述混料包括Al：5.5％-6.75％、V：3.5％-4.5％。

本发明的有益效果是：(1)本发明通过粉末冶金制管坯、及径向锻造制得TC4钛合金管材，在保证管材性能的前提下，去除了原常规制备工艺的熔炼、棒材锻造生产流程，克服了传统的管材热轧轧制道次多，成品管材的加工周期长，加工成本高的缺点，可快捷高效的进行大规格管材的生产，缩短生产周期，降低成本，并且同时也减少熔炼和棒材锻造工序带来的不可避免的环境污染成本。(2)该工艺方法，结构简单，径向锻造方便；采用低成本管坯，经过高、低温两火次径向锻造工艺方式，制得变形均匀且高强度无缝管材，提高了金属在过程中的变形均匀性，保证钛合金管材尺寸均匀性，保证了表面质量，提高了管材料成材率。

附图说明

图1为本发明实施例二制得管坯纵向金相组织图。

图2为本发明实施例二制得管坯横向金相组织图。

图3为本发明实施例一采用粉末冶金混合烧结制得的TC4钛合金管材显微组织图。

图4为本发明实施例二采用粉末冶金回火烧结制得的TC4钛合金管材显微组织图。

图5为本发明实施例一与常规生产制得的TC4钛合金管材金相组织对比图。

图6为本发明实施例二与常规生产制得的TC4钛合金管材金相组织对比图。