本发明属于有色金属材料加工，涉及一种降低成本的ti-6al-4v钛合金中小规格棒材的制备方法。
背景技术：
1、ti-6al-4v钛合金，属于α+β钛合金，具有良好的综合力学机械性能，被全世界广泛应用，可用作发动机鼓筒，或盘件、叶片等，也可用于制作法兰、壳体、密封垫片等。但由于钛合金塑性差，温度敏感性高导致加工窗口窄、加工难度大，铸锭开坯后需多火次自由锻及修磨，加工成本高、周期长且物料损耗较大，导致其综合成本高，市场核心竞争力差等问题。
2、有鉴于此，特提出本发明。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种降低成本的ti-6al-4v钛合金中小规格(φ≤120mm)棒材的制备方法。
2、为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
3、这种降低成本的ti-6al-4v钛合金中小规格棒材的制备方法，首先，铸锭开坯采用大变形拔长锻造，用以使原始铸态组织充分破碎，拔长锻造完成后空冷，获得细小的β组织的坯料；然后，在β相变点以下采用拔长弹簧砧低温连续拔长锻造使坯料呈短棒状，并改善棒材显微组织；最后，在β相变点温度以下进行至少一火次轧制完成钛合金中小规格棒材的制备。
4、具体地，所述制备方法包括以下步骤：
5、步骤1、开坯锻造：根据铸锭重量将铸锭锯切分料，单支坯料重量为2500kg～3700kg，且单支铸锭开坯锻造仅采用大变形拔长锻造，拔长过程采用平行于砧具的横向拔长和垂直于砧具的轴向拔长工艺结合锻造，拔长锻比为5.8～9.0，用以使坯料原始铸态组织充分破碎，获得2mm～3.5mm的均匀细小β组织的坯料；
6、步骤2、中间坯低温拔长：采用拔长弹簧砧在β相变点温度以下对所述坯料进行低温连续拔长锻造；
7、步骤3、低温轧制成形：使用相应轧机在β相变点温度以下进行至少一火次轧制直至目标尺寸，完成钛合金中小规格棒材的制备。
8、具体地，步骤1中、单支铸锭开坯锻造采用1火次大变形拔长，加热温度为1150℃～1180℃，加热系数为0.65min/mm～0.80min/mm。
9、具体地，采用电阻炉或者天然气炉进行加热。
10、具体地，步骤2中、采用拔长弹簧砧在β相变点温度以下对所述坯料进行低温连续拔长锻造，具体为：
11、在β相变点温度以下40℃～50℃对所述坯料进行低温拔长锻造，加热系数为0.60min/mm～0.75min/mm；
12、锻造完成后对所述坯料重新加热，加热温度仍然为β相变点温度以下30℃～50℃，保温时间为60min～180min，采用拔长弹簧砧继续完成拔长；其中，拔长累积锻比为3.8～4.8，锻造完成后坯料空冷。
13、具体地，步骤3中、在β相变点温度以下50℃～70℃加热轧制，保温系数为0.70min/mm～0.80min/mm，轧制比≥2.1，轧制至目标尺寸后空冷。
14、具体地，步骤3中、轧制完成后，采用余温在线校直的方式以控制棒材弯曲度≤1mm/m。
15、具体地，轧制比为7.5～10.2。
16、具体地，所述铸锭为采用多次var熔炼或者eb+var熔炼得到的ф920mm～ф1050mm的铸锭。
17、具体地，所述钛合金中小规格棒材的直径φ≤120mm。
18、与现有技术相比，本发明提供的技术方案包括以下有益效果：基于ф920mm～ф1050mm规格的铸锭，利用本发明提供的ti-6al-4v钛合金中小规格(ф≤120mm)棒材的制备方法，克服了现有制备工艺中因大规格铸锭而带来的成分均匀性控制难度大的问题，能够生产出满足技术标准要求的中小规格(ф≤120mm)棒材，且组织均匀、性能稳定、减少了现有制备工艺中的火次及修磨/打磨次数，成本低廉，适于工业化生产。
19、具体地讲：本发明摒弃了传统的棒材自由锻多火次镦拔的工艺方案，采用铸锭开坯大变形拔长锻造，拔长过程采用平行于砧具的横向拔长和垂直于砧具的轴向拔长工艺结合锻造，将原始铸态组织得以充分破碎，获得细小的β组织的坯料；相变点以下采用拔长弹簧砧锻造使坯料近表面组织更细化且使呈短棒状，改善棒材显微组织；通过轧制成形，改善坯料心部组织，并控制轧制过程温度和轧制比，有效地实现棒材组织的细化均匀及生产过程的一致性，且大幅提高了生产效率及成品率。
1.一种降低成本的ti-6al-4v钛合金中小规格棒材的制备方法，其特征在于，首先，铸锭开坯采用大变形拔长锻造，用以使原始铸态组织充分破碎，拔长锻造完成后空冷，获得细小的β组织的坯料；然后，在β相变点以下采用拔长弹簧砧低温连续拔长锻造使坯料呈短棒状，并改善棒材显微组织；最后，在β相变点温度以下进行至少一火次轧制完成钛合金中小规格棒材的制备。
2.根据权利要求1所述降低成本的ti-6al-4v钛合金中小规格棒材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述降低成本的ti-6al-4v钛合金中小规格棒材的制备方法，其特征在于，步骤1中、单支铸锭开坯锻造采用1火次大变形拔长，加热温度为1150℃～1180℃，加热系数为0.65min/mm～0.80min/mm。
4.根据权利要求3所述降低成本的ti-6al-4v钛合金中小规格棒材的制备方法，其特征在于，采用电阻炉或者天然气炉进行加热。
5.根据权利要求2所述降低成本的ti-6al-4v钛合金中小规格棒材的制备方法，其特征在于，步骤2中、采用拔长弹簧砧在β相变点温度以下对所述坯料进行低温连续拔长锻造，具体为：
6.根据权利要求2所述降低成本的ti-6al-4v钛合金中小规格棒材的制备方法，其特征在于，步骤3中、在β相变点温度以下50℃～70℃加热轧制，保温系数为0.70min/mm～0.80min/mm，轧制比≥2.1，轧制至目标尺寸后空冷。
7.根据权利要求6所述降低成本的ti-6al-4v钛合金中小规格棒材的制备方法，其特征在于，步骤3中、轧制完成后，采用余温在线校直的方式以控制棒材弯曲度≤1mm/m。
8.根据权利要求6所述降低成本的ti-6al-4v钛合金中小规格棒材的制备方法，其特征在于，轧制比为7.5～10.2。
9.根据权利要求1～8任一项所述降低成本的ti-6al-4v钛合金中小规格棒材的制备方法，其特征在于，所述铸锭为采用var熔炼或者eb+var熔炼得到的ф920mm～ф1050mm的铸锭。
10.根据权利要求1～8任一项所述降低成本的ti-6al-4v钛合金中小规格棒材的制备方法，其特征在于，所述钛合金中小规格棒材的直径φ≤120mm。
