[发明专利]一种钛或钛合金无缝方矩管及其制备方法

说明书

本发明提供了一种钛或钛合金无缝方矩管及其制备方法，属于钛合金管材制备领域。本发明提供圆形管坯；对所述圆形管坯依次进行第一退火、一道次冷轧、第二退火、矫直和机加工处理内外表面氧化皮，得到半成品圆形管材；对所述半成品圆形管材进行多道次冷轧，得到与方矩管等周长、等壁厚的无缝圆管；对所述无缝圆管进行第三退火，得到退火态的无缝圆管；将所述退火态的无缝圆管采用方管成型设备由圆逐渐变方进行成型并矫直，得到方矩管；对所述方矩管依次进行第四退火和矫直，得到所述钛或钛合金无缝方矩管。本发明制备方法简单易行、工期短、成本低，不需要使用任何模具，可得到无焊缝、尺寸精度高的钛或钛合金无缝方矩管。

技术领域

本发明涉及钛合金管材制备技术领域，尤其涉及一种钛或钛合金无缝方矩管及其制备方法。

背景技术

与相同截面积的圆管相比，方矩管具有重量轻、强度高、抗弯截面模量大、节约金属、易于安装等优点。为了达到减重的目的，飞机、军用车辆、坦克、汽车等对钛及钛合金方矩管有迫切地需求。目前，生产钛及钛合金无缝方矩管的方法有：板材折弯+焊接、模具拉拔法、热轧、加热+圆管变方管等。板材折弯+焊接的方法虽可以制备钛合金方矩管，但由于焊缝的存在，管材的寿命大打折扣。模具拉拔法钛合金方矩管存在的问题是：钛合金变形抗力大，很难通过较大变形量的拉拔进行成型，通常需要多道次的拉拔成型，生产周期长，而且拉拔过程需要加热，导致钛合金与模具之间容易产生粘接，管材成材率低。中国专利CN105903766 B公开了采用热轧直接制备钛合金方矩管，但是方矩管尺寸精度差；中国专利CN110369548A公开了采用圆形钛合金管材为坯料，对圆管进行加热后再进行圆管变方管的成型，圆管变方管前的加热导致钛合金内外表面严重氧化，后续采用抛光处理时，方形的抛光头无法在方矩管内部进行转动，圆形的抛光头无法将方矩管内表面的氧化皮完全去除，也存在制备复杂的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种钛或钛合金无缝方矩管及其制备方法。本发明提供的制备方法简单易行、工期短，且钛或钛合金无缝方矩管的尺寸精度高。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种钛或钛合金无缝方矩管的制备方法，包括以下步骤；

提供圆形管坯，所述圆形管坯为圆形钛管坯或圆形钛合金管坯；

对所述圆形管坯依次进行第一退火、一道次冷轧、第二退火、矫直和机加工处理内外表面氧化皮，得到半成品圆形管材；

对所述半成品圆形管材进行多道次冷轧，得到与方矩管等周长、等壁厚的无缝圆管；

对所述无缝圆管进行第三退火，得到退火态的无缝圆管；

将所述退火态的无缝圆管采用方管成型设备由圆逐渐变方进行成型并矫直，得到方矩管；

对所述方矩管依次进行第四退火和矫直，得到所述钛或钛合金无缝方矩管。

优选地，所述第一退火的温度为600～850℃，时间为120～180min。

优选地，所述圆形管坯通过斜轧穿孔制得，所述斜轧穿孔前还包括在T_β-20℃～T_β+80℃对钛或钛合金棒材进行加热，保温(0.8D～0.8D+180)min，其中D为棒材的直径，mm，T_β表示钛合金α+β相向β相转变的温度，所述斜轧穿孔的变形量为65～80％。

优选地，所述一道次冷轧的变形量为30～40％。

优选地，所述第二退火的温度为600～850℃，时间为120～180min。

优选地，所述多道次冷轧的次数为2～4道次，每道次变形量独立地为40～60％，每道次轧制完成后依次进行除油、酸洗和真空退火，所述真空退火的温度为650～850℃，时间为120～180min。