CN102451862B - Tc17钛合金丝的制备工艺 - Google Patents

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Abstract

一种TC17钛合金丝的制备工艺，其特点是：选用TC17钛合金轧制成规格Φ12mm盘元；Φ12mm盘元进行三次修磨；修磨后和总加工率达到30%的时候进行热处理，在电炉或真空炉中进行去应力退火；丝材直径≥Φ10mm时，拉伸温度为780℃±20℃；线材直径＜Φ10mm时，拉伸温度为730℃±20℃；经过热处理的丝材反复退火-拉伸-修磨-退火至≥Φ5.5 mm，进行真空热处理；成品前经过真空热处理后，根据成品直径大小，采用0～5o的内外锥角圆刃模去掉材料表面的润滑剂、氧化皮杂质层，拉成≤Φ5.0mm光亮丝，再进行成品检验；成品检测合格后作为成品出厂。本发明填补了国内不能生产TC17钛合金丝的不足。

Description

TC17钛合金丝的制备工艺
技术领域
本发明涉及一种有色金属材料的制备工艺,特别是涉及一种国家标准牌号为TC17钛合金丝的制备工艺，属于金属材料冶金技术。
背景技术
钛合金是我国的国家标准的牌号，国外相近牌号为美国Ti-17，化学成分为：Al：4.5—5.5，Sn：1.6—2.4，Zr：1.6—2.4，Mo：3.5—4.5，Cr：3.5—4.5，其余为Ti。
钛合金具有抗拉强度及蠕变强度高、断裂韧性好、锻造温度宽等优点，能够满足损伤容限设计的需要、高结构效益、高可靠性和低制造成本的要求。我国从“七五”开始研制TC17钛合金，目前产品主要是棒材、锻件、板坯，已在航天、航空多种发动机风扇、压气机盘等方面获得实际应用。今后随我国航空航天事业及大飞机项目的发展，应用前途将更加广阔。
然而，目前TC17钛合金的丝材在国内还没有制定出相应的生产标准，申请人也未检索到国外有TC17钛合金的丝材制备工艺的相关资料。现有技术的钛及钛合金丝制备工艺中由于广泛使用了成品丝通过碱、酸洗去除氧化皮和润滑剂的方法而无法满足当前航天航空用钛合金丝材的要求。而且TC17半成品丝还具有在拉伸时变形拉力大、强度高，往往一拉就断的特性。所以时至今日还没有成熟的TC17钛合金的丝材制备工艺出现。
发明内容
本发明的目的在于打破国外的技术垄断、提高TC17钛合金丝材的国有化水平和加速航空航天事业及大飞机项目的发展,经过反复研究和大量实验，给出了一种新的涉及一种国家标准牌号为TC17钛合金丝的制备工艺。
本发明给出的技术方案是:这种TC17钛合金丝的制备工艺，其特点是：（1）轧制盘元：选用化学成分合格的TC17钛合金Φ60mm或55mm方棒，在β相区930℃±20℃进行轧制成规格Φ12mm盘元，终轧温度控制在600℃以上；（2）修磨：Φ12mm盘元在拉制前进行第一次修磨处理表面缺陷，在拉制到Φ10mm扒皮处理后进行第二次修磨，在Φ6mm扒皮处理后进行第三次修磨，以保证成品表面无孔洞、裂痕、夹杂缺陷；（3）热处理：在每次修磨后和总加工率达到30%的时候进行热处理，根据丝材直径由粗到细的变化，热处理温度在780℃±10℃到720℃±10℃之间，保温2小时，空冷，在电炉或真空炉中进行去应力退火；（4）拉伸温度：丝材直径≥Φ10mm时，拉伸温度为780℃±20℃；线材直径＜Φ10mm时，拉伸温度为730℃±20℃；（5）拉伸：经过热处理的丝材，每道次加工率5-10%，总加工率不得大于35% ，反复退火-拉伸-修磨-退火至≥Φ5.5 mm，进行真空热处理，温度为750℃±10℃，拉伸时应注意避免丝材表面出现扒皮或划伤；（6）成品：成品前经过真空热处理后，根据成品直径大小，采用0～5o的内外锥角圆刃模去掉材料表面的润滑剂、氧化皮杂质层，拉成≤Φ5.0mm光亮丝，进真空炉退火，再进行成品检验，其中加工温度不超过720℃±10℃，以避免温度过高产生二次氧化；（7）成品检测：去掉丝材头、尾的拉伸缩孔部分，在背光处反复目测丝材表面有无杂质残余，有无裂痕、孔洞、夹杂等影响丝材质量的缺陷，在目检合格后，取样送检测机构分析对比原始化学成分，作为成品出厂开具合格材质单依据。
为更好的实现本发明的目的，有效缓解生产时材料表面吸氢，成品前的热处理应在真空炉中进行去应力退火。
为更好的实现本发明的目的，避免温度过高产生二次氧化，采用0～5o的内外锥角圆刃模去掉材料表面的润滑剂、氧化皮杂质层时，加工温度不超过720℃±10℃。
与现有技术相比,本发明的有益效果是。
填补国内不能生产TC17钛合金丝的不足。
解决了现有技术中成品丝通过碱、酸洗去除氧化皮和润滑剂而无法满足当前航天航空用钛合金丝材要求的问题。
具体实施方式
实施例1。
钛合金丝的制备工艺是。
（1）轧制盘元：选用化学成分合格的TC17钛合金Φ60mm，在β相区930℃进行轧制成规格Φ12mm盘元，终轧温度控制在600℃以上。
（2）修磨：Φ12mm盘元在拉制前进行第一次修磨处理表面缺陷，在拉制到Φ10mm扒皮处理后进行第二次修磨，在Φ6mm扒皮处理后进行第三次修磨，以保证成品表面无孔洞、裂痕、夹杂缺陷。
（3）热处理：在每次修磨后和总加工率达到30%的时候进行热处理，根据丝材直径由粗到细的变化，热处理温度在780℃±10℃之间，保温2小时，空冷，在电炉或真空炉中进行去应力退火。
（4）拉伸温度：丝材直径≥Φ10mm时，拉伸温度为780℃；线材直径＜Φ10mm时，拉伸温度为730℃±20℃。
（5）拉伸：经过热处理的丝材，每道次加工率5-10%，总加工率不得大于35% ，反复退火-拉伸-修磨-退火至Φ3.3±0.1mm，拉伸温度为750℃±10℃，拉伸至Φ3.15 mm丝材，进行真空热处理，温度为750℃±10℃，拉伸时应注意避免丝材表面出现扒皮或划伤。
（6）成品：Φ3.15 mm丝材经过真空热处理后，采用2o的内外锥角圆刃模去掉材料表面的润滑剂、氧化皮杂质层，拉成Φ3.0mm光亮丝，再进行成品检验，其中加工温度不超过720℃±10℃，以避免温度过高产生二次氧化。
（7）成品检测：去掉丝材头、尾的拉伸缩孔部分，在背光处反复目测丝材表面有无杂质残余，有无裂痕、孔洞、夹杂等影响丝材质量的缺陷，在目检合格后，取样送检测机构分析对比原始化学成分，作为成品出厂开具合格材质单依据。
实施例2。
钛合金丝的制备工艺是。
（1）轧制盘元：选用化学成分合格的TC17钛合金55mm方棒mm，在β相区920℃进行轧制成规格Φ12mm盘元，终轧温度控制在600℃以上。
（2）修磨：Φ12mm盘元在拉制前进行第一次修磨处理表面缺陷，在拉制到Φ10mm扒皮处理后进行第二次修磨，在Φ6mm扒皮处理后进行第三次修磨，以保证成品表面无孔洞、裂痕、夹杂缺陷。
（3）热处理：在每次修磨后和总加工率达到30%的时候进行热处理，热处理温度在770℃±10℃之间，保温2小时，空冷，在电炉中进行去应力退火。
（4）拉伸温度：丝材直径≥Φ10mm时，拉伸温度为770℃；线材直径＜Φ10mm时，拉伸温度为730℃±20℃。
（5）拉伸：经过热处理的丝材，每道次加工率5-10%，总加工率不得大于35% ，反复退火-拉伸-修磨-退火至Φ1.7±0.1mm，拉伸温度为740℃±10℃，拉伸至Φ1.65 mm丝材，进行真空热处理，温度为740℃±10℃，拉伸时应注意避免丝材表面出现扒皮或划伤。
（6）成品：Φ1.65 mm丝材经过真空热处理后，采用3o的内外锥角圆刃模去掉材料表面的润滑剂、氧化皮杂质层，拉成Φ1.5mm光亮丝，再进行成品检验，其中加工温度不超过720℃±10℃，以避免温度过高产生二次氧化。
（7）成品检测：去掉丝材头、尾的拉伸缩孔部分，在背光处反复目测丝材表面有无杂质残余，有无裂痕、孔洞、夹杂等影响丝材质量的缺陷，在目检合格后，取样送检测机构分析对比原始化学成分，作为成品出厂开具合格材质单依据。

Claims (1)

1.一种TC17钛合金丝的制备工艺，其特征在于：
（1）轧制盘元：选用化学成分合格的TC17钛合金Φ60mm圆棒或55mm方棒，在β相区930℃±20℃进行轧制成规格Φ12mm盘元，终轧温度控制在600℃以上；
（2）修磨：Φ12mm盘元在拉制前进行第一次修磨处理表面缺陷，在拉制到Φ10mm扒皮处理后进行第二次修磨，在Φ6mm扒皮处理后进行第三次修磨，以保证成品表面无孔洞、裂痕、夹杂缺陷；
（3）热处理：在每次修磨后和总加工率达到30%的时候进行热处理，根据丝材直径由粗到细的变化，热处理温度在780℃±10℃到720℃±10℃之间，保温2小时，空冷，在电炉或真空炉中进行去应力退火；
（4）拉伸温度：丝材直径≥Φ10mm时，拉伸温度为780℃±20℃；线材直径＜Φ10mm时，拉伸温度为730℃±20℃；
（5）拉伸：经过热处理的丝材，每道次加工率5-10%，总加工率不得大于35%，反复退火-拉伸-修磨-退火至≥Φ5.5 mm，进行真空热处理，温度为750℃±10℃，拉伸时应注意避免丝材表面出现扒皮或划伤；
（6）成品：成品前经过真空热处理后，根据成品直径大小，采用2～3o的内外锥角圆刃模去掉材料表面的润滑剂、氧化皮杂质层，拉成≤Φ5.0mm光亮丝，进真空炉退火，再进行成品检验，其中加工温度不超过720℃±10℃，以避免温度过高产生二次氧化；
（7）成品检测：去掉丝材头、尾的拉伸缩孔部分，在背光处反复目测丝材表面有无杂质残余，有无裂痕、孔洞、夹杂影响丝材质量的缺陷，在目检合格后，取样送检测机构分析对比原始化学成分，作为成品出厂开具合格材质单依据。
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