CN102441584B - 一种倒棱钛合金厚板坯的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种倒棱钛合金厚板坯的制备方法，该方法为：一、钛合金铸锭进行开坯锻造，得到钛合金锻坯；二、对钛合金锻坯进行2～3火次的中间锻造；三、将经中间锻造后的钛合金锻坯镦粗和拔长锻造后整形，然后对整形后的钛合金锻坯上表面和下表面的棱边进行倒棱，最后整形得到板坯；四、对板坯进行机加工，得到厚度为180mm～400mm的倒棱钛合金板坯。本发明采用多火次，反复镦粗和拔长相结合的方式，可制备厚度为180mm～400mm的大尺寸倒棱钛合金板坯。采用本发明的方法制备的钛合金板坯进行轧制时，可减轻板材边部折叠，从而减少板材头尾、侧面的切损，提高板材成材率5％～8％，大大降低生产成本。
Description
技术领域
本发明属于钛合金加工技术领域，具体涉及一种倒棱钛合金厚板坯的制备方法。
背景技术
随着航空航天、船舶、石油、化工等领域技术的发展，要求钛合金板材的规格尺寸向更厚方向发展。而产品厚度的增加，要求选择厚度较大的板坯，否则变形量不足将影响产品的组织和性能。
由于受到轧机能力等限制，钛合金厚板坯在头几道次轧制时压下量一般不大，变形难以深入到轧件心部，在轧件头尾、侧面易出现双鼓形。随着轧制过程的进行，该双鼓形被逐渐压合而在板材边部形成内部折叠缺陷，最终只能被切除。这将使产品的成材率降低10％左右。
而板坯上表面和下表面的棱边倒棱后，相当于减薄了边部厚度，这样厚板坯轧制引起的边部折叠现象将会大大减轻。显然，倒棱的高度/宽度越大，其效果越明显。而目前常规方法生产的钛合金板坯，上表面和下表面的棱边一般倒角45°，倒角直边不大于10mm，其目的一般仅是为了使板坯更顺利咬入轧机。
因此普通的板坯制备方法已不适用于钛合金厚板坯的制备。这里的厚板坯是指厚度为180mm～400mm的钛合金板坯。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种方法简单，不需要特殊设备，易于实现的倒棱钛合金厚板坯的制备方法。采用本发明的方法制备的钛合金板坯在进行后续轧制时，可减轻板材边部折叠，从而减少板材头尾、侧面的切损，提高板材成材率5％～8％，大大降低生产成本。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种倒棱钛合金厚板坯的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、切去钛合金铸锭冒口和锭底，除去钛合金铸锭表皮气孔，然后对除去表皮气孔的钛合金铸锭进行开坯锻造，得到钛合金锻坯；
步骤二、对步骤一中所述钛合金锻坯进行2～3火次的中间锻造；
步骤三、将步骤二中经中间锻造后的钛合金锻坯在温度为钛合金β相变点以下10℃～20℃的条件下镦粗和拔长锻造后整形，控制锻造累积变形量为30％～40％；然后在温度为钛合金β相变点以下10℃～20℃的条件下对整形后的钛合金锻坯上表面和下表面的棱边进行倒棱，最后整形得到板坯；所述倒棱的压下量为所要制备的倒棱钛合金板坯厚度的1/4～1/3；
步骤四、对步骤三中所述板坯进行机加工，得到厚度为180mm～400mm的倒棱钛合金板坯。
上述的一种倒棱钛合金厚板坯的制备方法，步骤一中所述开坯锻造的过程为：将除去表皮气孔的钛合金铸锭在温度为钛合金β相变点以上100℃～200℃的条件下反复镦粗和拔长锻造2～3次，控制锻造累积变形量为75％～85％，终锻温度为800℃～820℃。
上述的一种倒棱钛合金厚板坯的制备方法，步骤二中所述2～3火次的中间锻造的过程为：先将钛合金锻坯在温度为钛合金β相变点以上50
℃～80℃的条件下反复镦粗和拔长锻造2～3次，锻造累积变形量为70％～80％，终锻温度为800℃～820℃；然后将锻造后的钛合金锻坯在温度为钛合金β相变点以上10℃～30℃的条件下锻造1～2火次，每火次反复镦粗和拔长锻造2～3次，每火次锻造累积变形量为70％～80％，每火次终锻温度均为800℃～820℃。
上述的一种倒棱钛合金厚板坯的制备方法，步骤三中所述锻造的终锻温度为800℃～820℃。
上述的一种倒棱钛合金厚板坯的制备方法，步骤三中所述倒棱为对角倒棱，对角倒棱是指沿锻坯的对角面进行倒棱。
上述的一种倒棱钛合金厚板坯的制备方法，步骤四中所述倒棱钛合金板坯的上表面和下表面的棱边倒角均为45°，倒角直边长度为倒棱钛合金板坯厚度的1/5～1/4。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明方法简单，不需要特殊设备，易于实现。
2、本发明采用多火次，反复镦粗和拔长相结合的方式，可制备厚度为180mm～400mm的大尺寸倒棱钛合金板坯。
3、采用本发明的方法制备的钛合金板坯进行轧制时，可减轻板材边部折叠，从而减少板材头尾、侧面的切损，提高板材成材率5％～8％，大大降低生产成本。
下面通过实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
具体实施方式
实施例1
步骤一、切去钛合金铸锭冒口和锭底，除去钛合金铸锭表皮气孔，将除去表皮气孔的钛合金铸锭在温度为钛合金β相变点以上200℃的条件下反复镦粗和拔长锻造2次，控制锻造累积变形量为75％，终锻温度为820℃，得到钛合金锻坯；
步骤二、将步骤一中所述钛合金锻坯在温度为钛合金β相变点以上80℃的条件下反复镦粗和拔长锻造3次，锻造累积变形量为70％，终锻温度为820℃；然后将锻造后的钛合金锻坯在温度为钛合金β相变点以上10℃的条件下锻造2火次，每火次反复镦粗和拔长锻造2次，控制每火次锻造累积变形量为70％，每火次终锻温度均为820℃；
步骤三、将步骤二中经中间锻造后的钛合金锻坯在温度为钛合金β相变点以下10℃的条件下镦粗和拔长锻造后整形，控制锻造累积变形量为40％，终锻温度为820℃；然后在温度为钛合金β相变点以下20℃的条件下对整形后的钛合金锻坯上表面和下表面的棱边沿对角面进行对角倒棱，最后整形得到板坯，所述倒棱的压下量为60mm；
步骤四、对步骤三中所述板坯进行铣面或刨面，并进行倒角机加工，得到厚度为180mm的倒棱钛合金板坯；所述倒棱钛合金板坯的上表面和下表面的棱边倒角均为45°，倒角直边长度为36mm。
本实施例制备的钛合金板坯，在进行后续轧制时，可减轻板材边部折叠，从而减少板材头尾、侧面的切损，提高板材成材率5％～8％，大大降低生产成本。
实施例2
步骤一、切去钛合金铸锭冒口和锭底，除去钛合金铸锭表皮气孔，将除去表皮气孔的钛合金铸锭在温度为钛合金β相变点以上150℃的条件下反复镦粗和拔长锻造3次，控制锻造累积变形量为85％，终锻温度为800℃，得到钛合金锻坯；
步骤二、将步骤一中所述钛合金锻坯在温度为钛合金β相变点以上50℃的条件下反复镦粗和拔长锻造2次，锻造累积变形量为80％，终锻温度为800℃；然后将锻造后的钛合金锻坯在温度为钛合金β相变点以上30℃的条件下锻造1火次，锻造过程中反复镦粗和拔长锻造3次，锻造累积变形量为80％，终锻温度为800℃；
步骤三、将步骤二中经中间锻造后的钛合金锻坯在温度为钛合金β相变点以下15℃的条件下镦粗和拔长锻造后整形，控制锻造累积变形量为35％，终锻温度为800℃；然后在温度为钛合金β相变点以下10℃的条件下对整形后的钛合金锻坯上表面和下表面的棱边沿对角面进行对角倒棱，最后整形得到板坯，所述倒棱的压下量为100mm；
步骤四、对步骤三中所述板坯进行铣面或刨面，并进行倒角机加工，得到厚度为400mm的倒棱钛合金板坯；所述倒棱钛合金板坯的上表面和下表面的棱边倒角均为45°，倒角直边长度为100mm。
本实施例制备的钛合金板坯，在进行后续轧制时，可减轻板材边部折叠，从而减少板材头尾、侧面的切损，提高板材成材率5％～8％，大大降低生产成本。
实施例3
步骤一、切去钛合金铸锭冒口和锭底，除去钛合金铸锭表皮气孔，将除去表皮气孔的钛合金铸锭在温度为钛合金β相变点以上100℃的条件下反复镦粗和拔长锻造3次，控制锻造累积变形量为80％，终锻温度为810℃，得到钛合金锻坯；
步骤二、将步骤一中所述钛合金锻坯在温度为钛合金β相变点以上60℃的条件下反复镦粗和拔长锻造2次，锻造累积变形量为75％，终锻温度为810℃；然后将锻造后的钛合金锻坯在温度为钛合金β相变点以上20℃的条件下锻造1火次，锻造过程中反复镦粗和拔长锻造2次，锻造累积变形量为75％，每火次终锻温度均为810℃；
步骤三、将步骤二中经中间锻造后的钛合金锻坯在温度为钛合金β相变点以下20℃的条件下镦粗和拔长锻造后整形，控制锻造累积变形量为30％，终锻温度为810℃；然后在温度为钛合金β相变点以下15℃的条件下对整形后的钛合金锻坯上表面和下表面的棱边沿对角面进行对角倒棱，最后整形得到板坯，所述倒棱的压下量为70mm；
步骤四、对步骤三中所述板坯进行铣面或刨面，并进行倒角机加工，得到厚度为240mm的倒棱钛合金板坯；所述倒棱钛合金板坯的上表面和下表面棱边倒角均为45°，倒角直边长度为55mm。
本实施例制备的钛合金板坯，在进行后续轧制时，可减轻板材边部折叠，从而减少板材头尾、侧面的切损，提高板材成材率5％～8％，大大降低生产成本。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何限制，凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (4)
1.一种倒棱钛合金厚板坯的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、切去钛合金铸锭冒口和锭底，除去钛合金铸锭表皮气孔，然后对除去表皮气孔的钛合金铸锭进行开坯锻造，得到钛合金锻坯；
步骤二、对步骤一中所述钛合金锻坯进行2～3火次的中间锻造；
步骤三、将步骤二中经中间锻造后的钛合金锻坯在温度为钛合金β相变点以下10℃～20℃的条件下镦粗和拔长锻造后整形，控制锻造累积变形量为30%～40%；然后在温度为钛合金β相变点以下10℃～20℃的条件下对整形后的钛合金锻坯上表面和下表面的棱边进行倒棱，最后整形得到板坯；所述倒棱的压下量为所要制备的倒棱钛合金板坯厚度的1/4～1/3；
步骤四、对步骤三中所述板坯进行机加工，得到厚度为180mm～400mm的倒棱钛合金板坯；所述倒棱钛合金板坯的上表面和下表面的棱边倒角均为45°，倒角直边长度为倒棱钛合金板坯厚度的1/5～1/4；
步骤三中所述倒棱为对角倒棱，对角倒棱是指沿锻坯的对角面进行倒棱。
2.根据权利要求1所述的一种倒棱钛合金厚板坯的制备方法，其特征在于，步骤一中所述开坯锻造的过程为：将除去表皮气孔的钛合金铸锭在温度为钛合金β相变点以上100℃～200℃的条件下反复镦粗和拔长锻造2～3次，控制锻造累积变形量为75%～85%，终锻温度为800℃～820℃。
3.根据权利要求1所述的一种倒棱钛合金厚板坯的制备方法，其特征在于，步骤二中所述2～3火次的中间锻造的过程为：先将钛合金锻坯在温度为钛合金β相变点以上50℃～80℃的条件下反复镦粗和拔长锻造2～3次，锻造累积变形量为70%～80%，终锻温度为800℃～820℃；然后将锻造后的钛合金锻坯在温度为钛合金β相变点以上10℃～30℃的条件下锻造1～2火次，每火次反复镦粗和拔长锻造2～3次，每火次锻造累积变形量为70%～80%，每火次终锻温度均为800℃～820℃。
4.根据权利要求1所述的一种倒棱钛合金厚板坯的制备方法，其特征在于，步骤三中所述锻造的终锻温度为800℃～820℃。
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