CN101972794A - 高强度无磁厚壁钛合金无缝管制作工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高强度无磁厚壁钛合金无缝管制作工艺，它其是将钛合金锭通过线切割从锭中心取出一个合金小棒后形成空心锭，将该空心锭通过挤压、轧制成管材。本发明工艺因为从锭子中心取出的小棒可以再直接锻造或轧制小直径合金钛棒，而老工艺将棒子中心的钛材全部钻成了钛屑，无法再利用，只能做为废料处理，因此，本发明符合节能环保的要求。同时，本发明工艺提高了成品率，节约了原材料，降低了生产成本，提高了产品质量，减少了安全隐患，也非常符合当前国家和世界倡导的低碳工业。
Description
技术领域
本发明属于有色金属加工技术领域，特别是钛合金管的制备。
背景技术
以新金属面貌出现的金属钛及其合金，因其具有强度高，密度小(钛的密度是钢铁的近二分之一)，热膨胀系数小，耐热性能优良，耐低温性能好，无磁性而受世人的重视与重用，其广泛应用于石化、制盐、印染、制药、食品设备、轻工、海水淡化、医疗器械、运动器材以及建筑装璜材料等重要行业。
金属钛材除了纯钛外，目前世界上已经研究生产出数十种牌号的钛合金。
随着钛材的广泛运用，人们发现纯钛的理化性能已不能满足社会飞速发展的需要，特别是航空、航天、舰艇、医疗、石化等方面的特殊要求，而需要的是能满足特殊使用环境的钛合金，这些不同牌号的在特殊环境下使用的钛合金其价格昂贵，并且加工制做非常困难，成品率低，原材料浪费严重。
如现有钛合金厚壁管的制做生产工艺为：海绵钛→按标准要求加一定数量的中间合金→真空治炼成符合标准的钛合金钛锭→锻造加工成近似所需管材直径的合金棒→热处理→校平直度→深钻孔，钻出近似技术标准要求的管材内孔(径)→镗孔行磨→加工外缘到技术标准要求的管材外径尺寸→按合同切所需的管材长度。
这是典型的用于加工厚壁合金管的棒子钻孔生产法。此种生产工艺虽然能生产出所需的钛合金管，但原材料浪费较大，将近50％的原材料被加工成了钛合金屑子，而无法使用，另工艺长，加工道次多，不符合低碳工业的需求，也无法达到技术标准要求。最关键的是其抗拉强度规定残余伸长应力无法达到标准要求，伸长率与断面收缩率也很勉强，无论是哪种合金。都满足不了以上四条技术标准，该产品在实际使用中将会留下安全隐患。
以TC4为例，国家标准要求抗拉强度不能小于895mpa，规定残余伸长应力不能小于825mpa，伸长率不能小于10％，断面收缩率不能小于25％，而现有工艺(棒子钻孔法)以上四个技术指标都无法达到，在实际使用中存在安全隐患！因此，现有加工工艺复杂，而且成品率低，原材料浪费严重，加工出来的产品物理性能很难达到技术标准的要求。
发明内容
本发明目的是提供一种高强度无磁厚壁钛合金无缝管制作工艺，以降低产品制作成本，提高产品性能。
具体地说，高强度无磁厚壁钛合金无缝管制作工艺，其是将钛合金锭通过线切割从锭中心取出一个合金小棒后形成空心锭，将该空心锭通过挤压、轧制成管材。
所述的高强度无磁厚壁钛合金无缝管制作工艺，其按照如下步骤实施：
海绵钛→按设计标准要求加入中间合金→真空治炼成达到设计要求的钛合金锭→将钛合金锭锻造成所需的合金小锭→将该合金小锭外缘车光并两端平整→线切割取出锭中心小棒形成合格的空心锭→铁、铜包套→挤压→校直→内外表面化学处理→加温轧制→按所需的尺长度出成品。
本发明工艺因为从锭子中心取出的小棒可以再直接锻造或轧制小直径合金钛棒，而老工艺将棒子中心的钛材全部钻成了钛屑，无法再利用，只能做为废料处理，因此，本发明符合节能环保的要求。同时，本发明工艺提高了成品率，节约了原材料，降低了生产成本，提高了产品质量，减少了安全隐患，也非常符合当前国家和世界倡导的低碳工业。
具体实施方式
以TC4厚壁管制备为例：
100公斤海绵钛→加入铝(Al)5.5～6.8公斤，钒(V)3.5～4.5公斤→真空治炼成钛合金锭→将该钛合金锭锻造成较小直径合金小锭→将该合金小锭外缘车光并且两端平整→通过线切割取出锭中心小棒形成空心锭→该空心锭内壁包覆铁，外壁包覆铜进行包套→挤压→校直→内外表面化学处理(酸碱洗剂)→加温轧制→按所需的定尺长度出成品。
本发明工艺是在合适的加热温度，通过3000t油压机进行大的变形量产出成品，经显微组织分析，及高低倍测试，其组织结构远远优于老工艺产品质量(棒子钻孔法)，经多次测得数据，其抗拉强度都大于标准要求的895mpa规定残余伸长应力也大于标准要求的825mpa，伸长率和断面收缩率也都在10％和25％以上，这些数据足以说明此方法生产的无缝厚壁钛合金管各项技术指标都优于老工艺生产的产品。
Claims (3)
1.高强度无磁厚壁钛合金无缝管制作工艺，其特征是将钛合金锭通过线切割从锭中心取出一个合金小棒后形成空心锭，将该空心锭通过挤压、轧制成管材。
2.根据权利要求1所述的高强度无磁厚壁钛合金无缝管制作工艺，其特征是按照如下步骤实施：
海绵钛→按设计标准要求加入中间合金→真空治炼成达到设计要求的钛合金锭→将钛合金锭锻造成所需的合金小锭→将该合金小锭外缘车光并两端平整→线切割取出锭中心小棒形成合格的空心锭→铁、铜包套→挤压→校直→内外表面化学处理→加温轧制→按所需的尺长度出成品。
3.根据权利要求2所述的高强度无磁厚壁钛合金无缝管制作工艺，其特征是包套时铁包覆在空心锭内壁，铜包覆在空心锭外壁。
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