[发明专利]一种高强高韧损伤容限型钛合金螺栓锻件制备方法

说明书

本发明属于钛合金热加工领域，具体涉及一种高强高韧损伤容限型钛合金螺栓锻件制备方法。采用一个锻造火次内挤压和卧锻两种锻造方法结合的锻造工艺，获得均匀的网篮组织钛合金螺栓锻件。该方法简单可行，易于操作。

技术领域

本发明属于钛合金热加工领域，具体涉及一种高强高韧损伤容限型钛合金螺栓锻件制备方法。

背景技术

钛合金具有比强度高、耐热耐蚀性好以及可焊接好等优点广泛应用于航天、航空、船舶、兵器等领域，网篮组织钛合金螺栓锻件满足航空、航天用高强高韧损伤容限性能要求。目前钛合金网篮组织锻造工艺是将钛合金加热到相变温度(Tβ)以上进行跨相区锻造，传统的螺栓锻造采用挤压或卧锻进行，挤压锻造螺栓头部变形量小，杆部变形量大，而卧锻螺栓仅头部进行变形，杆部不发生变形，均造成变形不均匀现象，无法获得均匀的网篮组织，难以满足航空航天用高强高韧损伤容限钛合金螺栓件组织及性能需求。

发明内容

发明目的：提出一种高强高韧损伤容限型钛合金螺栓锻件制备方法，以有效获得一种均匀网篮组织的钛合金螺栓锻件。

技术方案：

一种高强高韧损伤容限型钛合金螺栓锻件制备方法，包括：

步骤一：根据螺栓锻件尺寸选择钛合金棒料进行下料，并对端面两侧倒圆角，形成第一棒料；

步骤二：喷涂，将第一棒料进行喷涂，采用水玻璃润滑剂，确保涂料覆盖第一棒料所有端面，然后置于烘箱中，烘箱加热温度150～200℃，保温1～2h，形成第二棒料；

步骤三：对第二棒料进行加热得到第三棒料；

步骤四：挤压，将第三棒料置于挤压模下模腔，下模腔分为头部和杆部两部分，其中杆部直径小于头部直径，锻造过程中保证杆部截面变形量20～40％，头部截面变形量5～10％，形成第一锻坯；

步骤五：卧锻，将上述步骤四形成的第一锻坯转移至平锻机阴模中，模具尾端为圆柱体凹坑加持部位，仅头部进行变形，头部截面变形量10～30％，锻后空冷，形成第二锻坯；

步骤六：热处理，将步骤五所述卧锻后的第二锻坯进行热处理，获得最终锻件。

进一步地，在棒材为TC18钛合金的情况下，步骤六中，热处理制度为：820℃至860℃/1～2h，随炉降温至730℃至780℃/1～2h，空冷。

进一步地，步骤三，具体包括：在棒材为TC18钛合金的情况下，将第二棒料置于电阻炉中加热，加热制度：(Tβ-20～60)℃/0.4～0.7min/mm随炉升温至(Tβ+10～30)℃/0.3min/mm，形成第三棒料。

进一步地，第四步，在1000T电动螺旋压力机上进行，第五步，在6300KN平锻机上进行。

进一步地，步骤四中，下模腔分为头部和杆部两部分，杆部直径为螺栓直径，头部尺寸小于螺栓头直径。

进一步地，步骤三，具体包括：在棒材为TC21钛合金的情况下，将第二棒料置于电阻炉中加热，加热制度：(Tβ-20～60)℃/0.4～0.7min/mm随炉升温至(Tβ+10～30)℃/0.3min/mm，形成第三棒料。

进一步地，在棒材为TC21钛合金的情况下，步骤六中，热处理制度为：热处理制度：(930～950)℃/1h，空冷+(600～650)℃/2h，空冷。

进一步地，步骤五中，将第一锻坯在10s内转移至平锻机阴模中。

有益效果：

采用一个锻造火次内挤压和卧锻两种锻造方法结合的锻造工艺，获得均匀的网篮组织钛合金螺栓锻件，且该方法简单可行，易于操作。

附图说明

图1为挤压模具图。