CN102581188B - 一种tc4-dt钛合金大规格厚板锻件加工方法 - Google Patents

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Abstract

一种TC4-DT钛合金大规格厚板锻件加工方法,其步骤包括开坯锻造、中间锻造、高低循环锻造、换向镦拔锻造、成型锻造。本发明的优点是:本方法采用大型锻坯整体锻造,与现有的小规格坯料反复镦拔锻造技术比较,在镦拔变形坯料高径比的限制条件下,锻件的单重大幅提高,可达一吨以上;本方法根据金属压力加工中的变形规律,选择适宜的开锻和终锻温度,合理匹配工艺参数,在锻造过程中使金属在横向充分变形,增加锻透性,提高大规格锻件实际变形量和变形均匀性,并保证产品性能达到要求;本方法使得锻件生产过程实现全机械化操作,减少了人工操作的随意性,且锻造压力大,火次减少,批次质量一致性高,超声探伤级别高,生产周期大幅缩短。

Description

一种TC4-DT钛合金大规格厚板锻件加工方法
技术领域
[0001] 本发明涉及钛及钛合金加工领域,尤其涉及一种TC4-DT钛合金大规格厚板锻件加工方法。
背景技术
[0002] T1-6A1-4V ELI (国内相似牌号TC4-DT)是中等强度(860MPa级别)损伤容限型钛合金,因其优良的加工性能和高损伤容限性能,满足了 F-22飞机的大型整体主承力构件的制造需要,大大提高了钛合金在飞机上的用量,达到高减重的目的。因此,T1-6A1-4V ELI钛合金在F-22战斗机中得到了大量的应用,每架F-22战斗机,机身需要消耗36吨钛材,美国计划到2011年,共生产278架F-22战斗机(以及配套的发动机),合计约需要消耗近I万吨优质钛材,而这些钛材的73%左右是T1-6A1-4V ELI损伤容限型钛合金。然而目前在国内T1-6A1-4V ELI钛合金大规格锻件生产方法中,为保证组织、性能均匀一致并符合高性能、组织要求需要反复镦拔锻造,而镦拔锻造是依靠人力夹持完成,受镦拔锻造操作方法限制使得国内T1-6A1-4V ELI钛合金大规格锻件生产周期长,火次多,锻件单重小,质量一致性差,超声探伤级别低。
发明内容
[0003] 针对上述技术的不足,本发明的目的是提供一种火次减少、生产周期短,批次质量一致性高的TC4-DT钛合金大规格厚板锻件加工方法。
[0004] 本发明的技术方案是:一种TC4-DT钛合金大规格厚板锻件加工方法,其具体步骤如下:
[0005] (I)、开坯锻造:铸锭表面涂抗氧化涂层,在电阻炉加热到800°C时装炉,保温2-3小时,升温到1100-1150°C,保温120-240分钟后,出炉在快锻机上进行开坯锻造;
[0006] (2)、中间锻造:锻坯在电炉中在合金β相变点以上50°C的温度加热后,在快锻机上进行2-3火次的锻造,然后在β相变点以下30°C的温度进行加热,在快锻机上进行1-2火次的锻造,锻造比控制在1.4-1.9 ;
[0007] (3)、高低循环锻造:一火次β相变点以上20_50°C加热保温锻造和一火次β相变点以下30-50°C加热保温锻造,循环锻造2-3次,锻造比为1.4-1.9 ;
[0008] (4)、换向镦拔锻造:在β相变点以下30_50°C进行加热后锻造1-2火次,锻造比为 1.4-1.9 ;
[0009] (5)、成型锻造:在β相变点以下30-50°C加热后进行1-2火次锻造成型,即得产品,锻造比为1.4-1.9ο
[0010] 本发明的优点是:本方法采用大型锻坯整体锻造,与现有的小规格坯料反复镦拔锻造技术比较,在镦拔变形坯料高径比的限制条件下,锻件的单重大幅提高,可达一吨以上;本方法根据金属压力加工中的变形规律,选择适宜的开锻和终锻温度,合理匹配工艺参数,在锻造过程中使金属在横向充分变形,增加锻透性,提高大规格锻件实际变形量和变形均匀性,从而获得变形充分、均匀一致的组织,并保证产品性能达到要求;本方法使得锻件生产过程实现全机械化操作,减少了人工操作的随意性,且锻造压力大,火次减少,批次质量一致性高,超声探伤级别高,生产周期大幅缩短。
附图说明
[0011] 图1为实施例1中锻坯的低倍组织示意图。
[0012] 图2为实施例1中锻坯的高倍组织示意图。
[0013] 其中,a:边部位置b:l/2R位置c:中心位置。
具体实施方式
[0014] 下面的实施例可更详细地说明本发明,但不以任何形式限制本发明。
[0015] 实施例1:本实施例中加工的材料为T1-6A1-4V ELI钛合金铸锭,直径为Φ680mm,按本发明的方法,生产出150X 1100X 2100mm的厚板锻件。
[0016] (I)、开坯锻造:铸锭表面涂抗氧化涂层,在电阻炉加热到800°C时装炉,保温2小时,升温到1100°C,保温240分钟后,出炉在45KN快锻机上进行开坯锻造;
[0017] (2)、中间锻造:将锻坯放入电炉中在合金β相变点以上50°C的温度加热后,在45KN快锻机上进行3火次的锻造,然后在β相变点以下30°C的温度进行加热,在45ΚΝ快锻机上进行I火次的锻造,锻造比为1.6 ;
[0018] (3)、高低循环锻造:在电炉中分别依次在β相变点以上50°C、相变点以下30°C、相变点以上30°C、相变点以下40°C、相变点以上20°C和相变点以下50°C六个温度下加热后,在快锻机上进行3火次循环锻造,锻造比为1.8 ;
[0019] (4)、换向镦拔锻造:在β相变点以下30°C进行加热后换向镦拔锻造2火次,锻造比为1.6 ;
[0020] (5)、成型锻造:在β相变点以下30°C加热后进行I火次锻造成型,锻造比为1.6。
[0021] 对实施例1的锻件性能、组织进行检测,结果如下:
[0022] (I)锻坯拉伸力学性能见下表
[0023]
Figure CN102581188BD00041
[0024] (2)锻坯高低倍组织
[0025] 锻坯低倍组织如图1,组织均匀,无粗晶、夹杂、偏析等异常组织。锻坯高倍组织如图2,为两相区的加工产生的组织,无完整的原始β晶界,大部分为等轴的α组织,而且锻坯各部位组织均匀性好。

Claims (1)

1.一种TC4-DT钛合金大规格厚板锻件加工方法,为了得到150 X 1100 X 2100mm的大规格厚板锻件,其具体步骤如下: (1)、开坯锻造:铸锭表面涂抗氧化涂层,在电阻炉加热到800°C时装炉,保温2-3小时,升温到1100-1150°C,保温120-240分钟后,出炉在快锻机上进行开坯锻造; (2)、中间锻造:锻坯在电炉中在合金β相变点以上50°C的温度加热后,在快锻机上进行2-3火次的锻造,然后在β相变点以下30°C的温度进行加热,在快锻机上进行1-2火次的锻造,锻造比控制在1.4-1.9 ; (3)、高低循环锻造:一火次β相变点以上20-50°C加热保温锻造和一火次β相变点以下30-50°C加热保温锻造,循环锻造2-3次,锻造比为1.4-1.9 ; (4)、换向镦拔锻造:在β相变点以下30-50°C进行加热后锻造1-2火次,锻造比为1.4-1.9 ; (5)、成型锻造:在β相变点以下30-50°C加热后进行1-2火次锻造成型,即得产品,锻造比为1.4-1.9。
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