[发明专利]一种旋压用钛合金管坯的细晶化加工方法

说明书

本发明本发明属于钛合金材料加工技术领域，涉及一种旋压用钛合金管坯的细晶化加工方法，包括以下步骤：一、在相变点以上150℃～200℃和50℃～120℃进行锻造，得到棒坯；步骤二、在相变点以下20℃～50℃进行镦粗拔长，冲孔后得到环坯；步骤三、在相变点以上15℃～50℃进行减径锻造，得到管坯；步骤四、在相变点以下25℃～90℃进行轧制，得到壁厚10mm～25mm的旋压用钛合金细晶管材。本发明工艺流程短、稳定可控，制备的钛合金管材晶粒细小，组织均匀，满足旋压成形工艺的相关技术要求。

技术领域

本发明属于钛合金材料加工技术领域，涉及一种旋压用钛合金管坯的细晶化加工方法。

背景技术

钛合金具有比强度高、密度低、抗腐蚀性能好、无磁性、可焊接性能好等优良特性，在航空航天、船舶、兵器等武器装备领域得到了广泛应用。旋压成形技术具有工艺简单、少无切削加工等优点，产品精度高、性能优良，是制造钛合金薄壁回转体零件的先进制造技术。国内外已大量采用旋压技术制备钛合金薄壁回转体零件，如燃烧室筒体、压力容器和储箱、发动机壳体、矢量喷管等，满足了新型武器装备轻量化、低成本、高性能的设计需要。

利用旋压技术制造钛合金薄壁回转体零件时，由于钛合金加工难度大，零件对尺寸精度要求高，以及使用成本控制严格，需要合理设计旋压用管材坯料。目前，旋压用钛合金管材的制备方法主要为棒材机加工，即在钛合金成品棒材上切割出空心管，该方法的材料利用率低，尤其是深钻孔切割时的加工难度非常大，导致加工周期长，生产成本高。此外，目前已报道的管材轧制和挤压工艺，其采用的坯料均是采用合格的钛合金棒材进行改锻、冲孔、机加工后获得，存在投入坯料大、工序复杂、加工周期长等问题。因此，为了克服上述不足，有必要发明一种短流程、细晶化的旋压用钛合金管材的加工方法。

发明内容

本发明的目的是：针对上述现有技术的不足，提供了一种旋压用钛合金管坯的细晶化加工方法。

为解决此技术问题，本发明的技术方案是：。

一种旋压用钛合金管坯的细晶化加工方法，该方法包括以下步骤：

步骤一、将钛合金坯料依次在相变点以上150℃～200℃和相变点以上50℃～120℃加热，保温时间t₁，进行镦粗拔长锻造，每次镦粗的总变形量为Q，得到第一棒坯；所述镦粗拔长锻造的终锻温度不低于相变点以下15℃；

步骤二、将步骤一中所述棒坯在相变点以下20℃～50℃加热，保温时间t₂，进行镦粗拔长锻造，每次镦粗的总变形量为Q，得到直径为r₁的第二棒坯，然后进行饼坯镦粗，得到直径为r₂的饼坯，冲孔后得到内径为其外径的20％～40％的环坯；

步骤三、将步骤二中所述环坯在相变点以上15℃～50℃加热保温，保温时间t₃，然后进行减径锻造；所述减径锻造的终锻温度不低于相变点以下25℃；

步骤四、将步骤三中所述中间管坯在相变点以下25℃～90℃加热保温，保温时间t₄，然后进行轧制，得到管材；

所述步骤一和步骤二中的每次镦粗的总变形量Q满足公式(1)：

其中，Q为每次镦粗的总变形量，由多次单次压下变形完成；

α_i为根据变形温度选定的每次单次压下变形系数，α_i取值0.03～0.20；

n为根据变形温度选定的压下变形次数，n取值3～10。

步骤二中所述r₁和r₂满足公式(2)：

r₁＝ε×r₂ (2)