[发明专利]一种TC6钛合金大规格棒材的制备方法

说明书

本发明公开了一种TC6钛合金大规格棒材的制备方法，包括以下步骤：一、将钛合金铸锭拔方开坯锻造；二、分切下料，然后进行第一次拔长滚圆锻造；三、分切下料，然后进行第二次拔长滚圆锻造；四、进行固溶热处理和时效热处理，得到横截面直径100mm～210mm，长度2000mm～4000mm的TC6钛合金大规格棒材。本发明通过一火次的拔方开坯锻造，破碎铸锭中粗大的铸态组织，减少了锻造的火次数，通过在相转变温度之上进行一火次拔长滚圆锻造和在相转变温度之下进行二至三火次拔长滚圆锻造，有效破碎长条组织，进一步细化组织，解决了常规大规格钛合金加工制备效率低、流程长的缺点，有效的减少了大规格钛合金加工时的锻造火次。

技术领域

本发明属于钛合金材料加工技术领域，具体涉及一种TC6钛合金大规格棒材的制备方法。

背景技术

TC6钛合金是一种综合性能良好的马氏体型α-β两相钛合金，其名义成分为Ti-6Al-2.5Mo-1.5Cr-0.5Fe-0.3Si，含有α稳定元素Al、同晶型β稳定元素Mo和共析型β稳定元素Cr、Fe和Si。TC6钛合金具有较高的室温强度，而且在450℃以下有良好的热强性能。该合金还具有优良的热加工工艺性能，变形抗力小，塑性高。TC6合金主要用来制造航空发动机的压气机盘和叶片等零件，该合金还可作为中强合金用来制造飞机的隔框、接头等承力结构件及不同用途的紧固件。生产的半成品主要有棒材、锻件及模锻件等。

国内已经用TC6钛合金制备了不同类型及规格的棒材和锻件，已能满足我国某些型号飞行器承力结构件和紧固件的需要。但随着我国航空、航天工业的不断发展，对TC6钛合金大规格加工材的需求日益迫切。大规格棒材由于尺寸大，坯料锻透性差，为保证棒材的组织均匀性，需多火次多方向反复镦拔，因此大规格TC6棒材的制备难度更高，为了解决TC6钛合金大规格加工材的组织均匀性问题，目前采用相变点以上和相变点以下相结合进行多火次镦拔后再成型锻造的方法，以保证TC6成品加工材的组织和性能满足要求。这种方法锻造火次多、制备流程长，火次修磨量大，因此生产效率和成材率均较低。为了解决高质量TC6钛合金大规格加工材的制备难题，满足航天、航空工业特的发展要求，亟需研制出一种新的TC6钛合金大规格棒材的制备方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种TC6钛合金大规格棒材的制备方法。该方法通过将TC6钛合金铸锭进行一火次的拔方开坯锻造，破碎TC6钛合金铸锭中粗大的铸态组织，减少了TC6钛合金铸锭后续锻造的火次数，通过在相转变温度之上进行一火次拔长滚圆锻造和在相转变温度之下进行二至三火次拔长滚圆锻造，有效破碎长条组织，进一步细化组织，制备了横截面直径为100mm～210mm，长度为2000mm～4000mm的TC6钛合金大规格棒材，解决了常规大规格钛合金加工制备效率低、流程长的缺点，有效地减少了大规格钛合金加工时的锻造火次。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种TC6钛合金大规格棒材的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、将TC6钛合金铸锭进行一火次的拔方开坯锻造，得到初级方坯；

步骤二、将步骤一中所述初级方坯分切下料，然后将分切下料后的初级方坯在始锻温度为(Tβ+30)℃～(Tβ+50)℃的条件下进行一火次的第一次拔长滚圆锻造，得到中间坯料；所述Tβ为TC6钛合金的β相转变温度，Tβ的单位为℃；

步骤三、将步骤二中所述中间坯料分切下料，然后将分切下料后的中间坯料在始锻温度为(Tβ-30)℃～(Tβ-50)℃的条件下进行二火次～三火次的第二次拔长滚圆锻造，得到成品棒材；

步骤四、将步骤三中所述成品棒材依次进行固溶热处理和时效热处理，得到TC6钛合金大规格棒材；所述大规格棒材为横截面直径100mm～210mm，长度2000mm～4000mm的圆柱形棒材；所述固溶热处理的条件为：在温度为(Tβ-10)℃～(Tβ-20)℃的条件下保温1h～3h，所述时效热处理的条件为：在温度为500℃～650℃的条件下保温2h～6h。