[发明专利]大型TC4合金环件组织均匀性锻造方法

摘要

本发明公开了一种大型TC4合金环件组织均匀性锻造方法，其特征在于，一、将TC4钛合金坯料加热至工艺温度并保温，进行两镦两拔锻造；二、将TC4钛合金坯料加热至工艺温度并保温，进行镦粗和冲孔，得到TC4钛合金环坯；三、将TC4钛合金环坯加热至工艺温度并保温，然后进行扩孔；四、将TC4钛合金环坯加热至工艺温度并保温，然后进行轧制；五、将TC4钛合金环坯加热工艺温度并保温，整形后空冷；六、对TC4钛合金环坯进行退火处理。该方法制备的大型TC4钛合金环件由α等轴组织和β转变组织构成，微观组织均匀、细小。这种方法适用于航空、航天、工业机械等领域的钛合金环件的成形。

主权项

1.一种大型TC4合金环件组织均匀性锻造方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、将横截面为圆形的TC4钛合金坯料加热至工艺温度并保温，然后进行两镦两拔锻造，其中，保温的保温时间t1＝加热系数η1×δ1，δ1为所述TC4钛合金坯料的横截面直径，单位为mm，加热系数η1＝0.6～1.0，保温时间t1的单位为min；所述两镦两拔锻造的过程中每次镦粗的变形量均为40％～60％，所述两镦两拔锻造的终锻温度不低于800℃，且经两镦两拔锻造后TC4钛合金坯料恢复至其初始高度；所述TC4钛合金坯料的初始组织结构为α等轴组织和β转变组织两相组织结构，所述锻造温度为TC4钛合金相变点以下15℃～50℃；步骤二、将步骤一中两镦两拔锻造后的TC4钛合金坯料回炉加热至步骤一中所述工艺温度并保温，然后依次进行镦粗和冲孔，得到TC4钛合金环坯，所述TC4钛合金环坯的内径为其外径的20％～23％，其中，保温的保温时间t2＝加热系数η2×δ2，δ2为两镦两拔锻造后TC4钛合金坯料的横截面直径，单位为mm，加热系数η2＝0.3～0.5，保温时间t2的单位为min；步骤三、将步骤二中所述TC4钛合金环坯回炉加热至步骤一中所述工艺温度并保温，然后采用马架扩孔使TC4钛合金环坯的内径为其外径的35％～63％，扩孔后整形；其中，保温的保温时间t3＝加热系数η3×δ3，δ3为扩孔前TC4钛合金环坯的壁厚，单位为mm，加热系数η3＝0.5，保温时间t3的单位为min；所述扩孔的过程中保持TC4钛合金环坯的温度不低于800℃；步骤四、将步骤三中整形后的TC4钛合金环坯回炉加热至步骤一中所述工艺温度并保温，然后采用轧环机进行轧制，轧制后TC4钛合金环坯的内径为其外径的61％～84％，所述轧制的终轧温度不低于800℃；其中，保温的保温时间t4＝加热系数η4×δ4，δ4为整形后TC4钛合金环坯的壁厚，单位为mm，加热系数η4＝0.6～1.0，保温时间t4的单位为min；步骤五、将步骤四中轧制后的TC4钛合金环坯回炉加热至步骤一中所述工艺温度并保温，进行最终成形并整形后空冷；其中，保温的保温时间t5＝加热系数η5×δ5，δ5为轧制后大型TC4钛合金环件的壁厚，单位为mm，加热系数η5＝0.2～0.4，保温时间t5的单位为min；步骤六、对步骤五中空冷后的大型TC4钛合金环件进行退火处理，所述退火处理的温度为600℃～800℃，时间为1h～3h。