本发明属于钛合金加工,具体涉及一种提升钛合金无缝管成材率的方法。
背景技术:
1、钛合金无缝管兼顾优异的力学性能和耐腐蚀性能,近年来在航空航天、舰船动力系统、海水淡化等用热交换器,舰船、海上采油平台等输水输油管道以及岛礁市政工程用管网管道等领域得到了广泛的应用。现有钛合金无缝管的制备工艺主要包括挤压工艺和斜轧穿孔-轧制工艺。相较于斜轧穿孔工艺,挤压法在我国使用最早也最为成熟,但在挤压过程中由于钛合金自身摩擦系数大导致流动性差,故挤压制品易破裂或产生裂纹,造成钛合金无缝管成材率低。
技术实现思路
1、为解决上述现有技术存在的瓶颈问题,本发明通过对钛合金成分进行优化,改善了钛合金的塑性,采用换向镦拔和对角线镦拔切换模式获得具有径向织构的钛合金棒材,棒材经过机加工后获得无缝管粗坯,经玻璃润滑后采用新型模具挤压机进行挤压,改善了钛合金表面金属流动的均匀性,避免了挤压过程中表面开裂等问题,挤压力小,平直度高,表面质量高,余料少,成材率高。通过上述综合制备方法,不仅提升了钛合金无缝管的平直度,还大大提高了无缝管的成材率。
2、为了实现上述发明目的,本发明提供了一种提升钛合金无缝管成材率的方法,所述方法包括如下步骤:
3、①将原料进行混料压制多个电极块,将多个电极块焊接后获得自耗电极,加入过渡元素cu,cu元素的质量含量为3%~7%;通过过渡元素cu的加入以提高合金的塑性。
4、②将步骤①获得的自耗电极采用真空自耗电弧炉熔炼2~3次,获得钛合金铸锭。
5、③将步骤②获得的钛合金铸锭在880℃~1100℃保温4~5h,进行6火次镦拔滚圆成钛合金棒材,镦拔采用xyz换向镦拔和对角线换向镦拔切换模式;xyz换向镦拔采用三墩三拔,对角线换向镦拔采用四镦四拔,火次变形量40%~50%;第一火次xyz换向镦拔后,第二火次进行对角线换向镦拔,以此类推,即每次xyz换向镦拔后更换为对角线换向镦拔,两种镦拔模式交替运行,最后一火次拔长滚圆为棒材。此锻造方式能显著提升锻棒的组织均匀性,减少cu元素偏析,提高后续挤压通过率和表面质量。
6、④将步骤③获得的棒材进行不少于两火次精锻,精锻后的棒材进行退火,退火温度为[t-(120~200)]℃,保温时间1~2h,其中,t为相变点温度,单位为℃。退火矫直后进行车光钻孔处理,获得钛合金无缝管粗坯。
7、⑤将步骤④获得的钛合金无缝管粗坯加热,加热温度为[tβ-(50~80)]℃,其中,tβ为相变点温度,单位为℃;然后在其管坯内外表面涂敷玻璃润滑剂。
8、⑥将步骤⑤获得的润滑后无缝管坯采用卧式挤压机进行挤压,挤压模具入口圆弧遵循二元函数公式y=0.04x2+3x+a(a是常数),挤压模出口锥角25°~35°;挤压比10~18,挤压速度90~120mm/s。
9、⑦将步骤⑥得到的无缝管进行真空退火,矫直,酸洗后入库。
10、与现有技术相比,本发明的有益效果:
11、本发明对钛合金成分进行了优化,改善了钛合金的塑性,采用换向镦拔和对角线镦拔切换模式获得具有径向织构的钛合金棒材,棒材经过机加后获得无缝管粗坯,经玻璃润滑后采用新型模具挤压机进行挤压,改善了钛合金表面金属流动的均匀性,避免了挤压过程中表面开裂等问题,挤压力小,平直度高,表面质量高,余料少,成材率高。通过上述综合制备方法,不仅提升了钛合金无缝管表面质量和平直度,还大大提高了无缝管的成材率。
1.一种提升钛合金无缝管成材率的方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤①所述cu元素的质量含量为3%~7%。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,步骤③所述xyz换向镦拔采用三墩三拔,对角线换向镦拔采用四镦四拔,火次变形量40%~50%。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,步骤③两种镦拔模式交替运行,每次xyz换向镦拔后更换为对角线换向镦拔。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,步骤④所述退火温度为[t-(120~200)]℃,保温时间1~2h,其中,t为相变点温度。
