[发明专利]钛合金切屑循环处理的热挤压-碾轧-退火方法

摘要

本发明提出一种钛合金切屑循环处理的热挤压‑碾轧‑退火方法，包括以下步骤：(1)钛合金切屑回收预处理，(2)钛合金切屑装填入冷压模具，(3)钛合金切屑冷压处理，(4)钛合金切屑热挤压处理，(5)钛合金切屑碾轧处理，(6)钛合金切屑退火处理。该方法工艺操作简单实用，可控性强，加工效率高。通过实施热挤压处理，钛合金切屑全致密固化，实施碾轧‑退火处理，进一步调整细化晶粒组织，且氧化物缺陷在退火后得以扩散消融，彻底消除了冶金缺陷。

主权项

1.钛合金切屑循环处理的热挤压‑碾轧‑退火方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)Ti合金切屑回收预处理：切屑原材料为端铣加工5级Ti所生成的切屑；采用99.9％乙醇对Ti‑6Al‑4V合金切屑原材料在超声波振动槽内进行超声清洗，以除去原材料中的油污和杂质；(2)经回收预处理的Ti合金切屑装填入冷压模具：用退火处理的不锈钢箔包裹圆柱形钢坯，所述钢坯直径略小于冷压模具内腔直径，钢箔外再裹一层石墨纸固体润滑剂层，将钢坯‑钢箔‑固体润滑剂层置入冷压模具内腔，取出钢坯，形成固体润滑剂层‑钢箔空腔，将经预处理的Ti合金切屑装填至上述空腔中，并用手动压力机将切屑初步压实；(3)Ti合金切屑的冷压处理：将含Ti合金切屑的冷压模具放入套筒中，下部放入圆形垫板，安装在液压机上，持续提高冲头的压强，当冲头提供的压强达到600MPa时，停止冷压，去除垫板和套筒，取出切屑压坯试样；此步骤进一步提高切屑压坯的紧实度，防止Ti合金切屑在高温固化加工中过度氧化；(4)冷压合金切屑的热挤压步骤：将合金切屑冷压坯置入热挤压模具，加热模具至580℃，压力机提供冲头的固化压力达到1.2GPa，进行缩径挤压，挤压比为1:2.5，经阿基米德法测定，热挤压的Ti合金切屑其相对密度>99.99％；(5)合金切屑的碾轧步骤：将热挤压固化的Ti‑6Al‑4V合金切屑加热至β相区即1040℃保温0.5小时，开展组织均匀化处理，空冷至室温；再加热至α+β双相区即910℃采用轧机进行碾轧一道次，轧制比70％，进一步调整细化微观组织；(6)合金切屑的退火步骤：将碾轧后的合金切屑试样放入真空热处理炉，加热至730℃，保温2小时，空冷至室温，扩散消融氧化物，消除冶金缺陷。