[发明专利]一种薄壁损伤容限型TC4-DT钛合金零件的热处理方法

说明书

本发明公开了一种薄壁损伤容限型TC4‑DT钛合金零件的热处理方法，包括以下步骤：1）加工前，薄壁损伤容限型TC4‑DT钛合金零件进行一次退火热处理，后对其进行机械加工，使其处于半精加工状态；2）将半精加工状态薄壁损伤容限型TC4‑DT钛合金零件放入真空焊接炉中1‑2h进行一次真空电子束焊；3）接着放入半精加工热处理工装中，放入真空热处理的退火炉中，进行一次真空热处理；4）然后取出，进行机械加工，使其处于精加工状态，然后放入精加工热处理工装中；5）然后通过真空热处理的退火炉进行二次真空热处理。本发明有效解决了薄壁损伤容限型TC4‑DT钛合金零件切削加工的应力变形问题，不仅稳定了加工尺寸，而且保证了零件尺寸公差及几何公差达到技术要求。

技术领域

本发明涉及钛合金零件加工处理技术领域，具体是指一种薄壁损伤容限型TC4-DT钛合金零件的热处理方法。

背景技术

在航空工业制造中，薄壁损伤容限型TC4-DT钛合金零件的应用越来越广，也最为常见。然而，零件加工时存在较多困难，主要表现为：高温下组织易产生裂变，在高温、高压下，切削时易产生黏刀现象，形成积屑瘤；切削加工时易变形，影响零件的尺寸公差及几何公差；切削后残余应力大，造成尺寸及形位公差超差，使零件报废；尺寸稳定性差，零件在环境温度变化下，材料留存的残余应力将会释放出来，造成零件变形，极大地影响了零件的加工精度和使用可靠性。

目前，在薄壁损伤容限型TC4-DT钛合金零件的机械加工中，单纯采用机械加工的方法难以消除加工应力，因此需用热处理工艺来消除零件的应力变形。然而，常规的热处理工艺，由于在热处理工序安排、热处理条件选定、热处理次数规定等方面存在诸多不合理之处，往往难以达到消除零件加工变形，稳定加工尺寸的目的，不能使零件尺寸公差及几何公差达到技术要求。

虽然现有文献《大型薄壁钛合金零件的热处理工艺，潘 浩，江希龙，韩保辉，陈英，金属处理》，公开针对TC4钛合金的热处理方法，但随着技术的发展，出现了物理性能更为优异，更适合使用航空航天工业发展的钛合金TC4-DT，针对钛合金TC4-DT如何消除应力的热处理方法还未见有相关报道，需要进一步对钛合金TC4-DT进行探索和研究，使其更好地适用于航空航天零件的制造。

发明内容

本发明的目的在于提供一种有效解决了薄壁损伤容限型TC4-DT钛合金零件切削加工的应力变形问题，不仅稳定了加工尺寸，而且保证了零件尺寸公差及几何公差达到技术要求的薄壁损伤容限型钛合金TC4-DT零件的热处理方法。

本发明通过下述技术方案实现：一种薄壁损伤容限型TC4-DT钛合金零件的热处理方法，包括以下步骤：

（1）加工前，薄壁损伤容限型TC4-DT钛合金零件进行退火热处理，然后对其进行机械加工，使其薄壁损伤容限型TC4-DT钛合金零件处于半精加工状态；

（2）将半精加工状态薄壁损伤容限型TC4-DT钛合金零件放入真空焊接炉中进行一次真空电子束焊接；

（3）将经过真空电子束焊后的薄壁损伤容限型TC4-DT钛合金零件放入半精加工热处理工装中，并将装有薄壁损伤容限型TC4-DT钛合金零件的热处理工装，放入真空热处理的退火炉中，进行一次真空热处理；

（4）将冷却后位于半精加工热处理工装中后的薄壁损伤容限型TC4-DT钛合金零件取出，进行机械加工，使其薄壁损伤容限型TC4-DT钛合金零件处于精加工状态，然后将精加工状态的薄壁损伤容限型TC4-DT钛合金零件放入精加工热处理工装中；

（5）将装有薄壁损伤容限型TC4-DT钛合金零件的精加工热处理工装，放入真空热处理的退火炉中进行二次真空热处理，然后取出已消除应力的薄壁损伤容限型TC4-DT钛合金零件。