CN103192244A - 钛合金加工工艺及其生产钛棒和钛丝的方法 - Google Patents

钛合金加工工艺及其生产钛棒和钛丝的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种钛合金加工工艺,主要是将海绵钛加工成毛坯件,该毛坯件的机械加工性能优良,可以直接进行钛棒或钛丝的生产。本发明还公开了利用该加工工艺生产钛棒和钛丝的方法。本发明钛合金加工工艺,包括以下工序:1)压电极,将海绵钛通过压机进行压电极,形成致密的海绵钛压制块电极;2)真空熔铸,在1700~1800℃以及-103Pa的条件下,对上述海绵钛压制块电极进行三次真空熔铸;3)开坯,在1000℃的条件下,通过油压机开坯,最终压成正方形坯;4)第一次轧制,在970~980℃的条件下,用轧机初步轧制成圆柱体形状毛坯;5)第二次轧制,在950℃的条件下,用轧机轧制成毛坯件。

Description

钛合金加工工艺及其生产钛棒和钛丝的方法技术领域
[0001] 本发明涉及一种钛合金加工工艺,具体是应用于钛合金的毛坯加工、钛棒的加工以及钛丝的加工。
背景技术
[0002] 金属热还原法生产出的海绵状金属钛是钛工业的基础环节,它是钛材、钛粉及其他钛构件的原料。把钛铁矿变成四氯化钛,再放到密封的不锈钢罐中,充以氩气,使它们与金属镁反应,就得到“海绵钛”。这种多孔的“海绵钛”是不能直接使用的,还必须把它们在电炉中熔化成液体,才能铸成钛锭。
[0003] 传统的对海绵钛的加工工艺中,往往只是经过简单的熔铸及作为钛锭(毛坯件),这种传统工艺存在以下缺点:
[0004] 1、毛坯件的硬度高,韧性低,机械加工性能差;
[0005] 2、当使用毛坯件来制作钛棒或钛丝时,需要再次进行复杂的工艺过程,导致生产钛棒或钛丝的效率低。
发明内容
[0006] 本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足,提供一种钛合金加工工艺,主要是将海 绵钛加工成毛坯件,该毛坯件的机械加工性能优良,可以直接进行钛棒或钛丝的生产。本发明还公开了利用该加工工艺生产钛棒和钛丝的方法。
[0007] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:本发明中公开了一种钛合金加工工艺,利用该工艺生产钛棒的方法以及利用该工艺生产钛棒的方法;钛合金加工工艺,包括以下工序:
[0008] I)压电极,将海绵钛通过压机进行压电极,形成致密的海绵钛压制块电极;
[0009] 2)真空熔铸,在1700〜1800°C以及-1O3Pa的条件下,对上述海绵钛压制块电极
进行三次真空熔铸;
[0010] 3)开坯,在1000°C的条件下,通过油压机开坯,最终压成正方形坯;
[0011] 4)第一次轧制,在970〜980°C的条件下,用轧机初步轧制成圆柱体形状毛坯;
[0012] 5)第二次轧制,在950°C的条件下,用轧机轧制成毛坯件。
[0013] 上述海绵钛包含钛、铝和钒,其中,钛的质量百分比为90%,铝的质量百分比为6%,钥;的质量百分比为4%。
[0014] 上述步骤3中,最终压成边长为150m的正方形坯。
[0015] 上述步骤4中,通过轧机初步轧制成直径为50mm的圆柱体毛还。
[0016] 上述的钛合金加工工艺,海绵钛在真空熔铸后形成焊接成一体的电极体,该点机体的机械加工性能优良,经过油压开坯后再进行二次轧制,最终使得毛坯件的形状为圆柱体形状,其可以直接用于钦棒和钦丝的加工;提闻了钦棒和钦丝生广的效率。其中,海绵钦在真空熔炉中进行三次熔铸,三种熔铸方法联合使用,可以制备出质量要求高的钛合金材料,该钛合金材料具有优良的机械加工性能;第一次熔铸是制备自耗电极,第二次为重熔,重熔金属再经第三次熔铸(第三次熔铸也为重熔)。三次熔铸的方法一般有:真空感应炉熔炼加真空电弧重熔加电渣重熔;真空感应炉熔炼加电渣重熔加真空电弧重熔;非自耗电极真空电弧熔炼(凝壳炉熔炼)加电子束熔炼加真空电弧重熔。
[0017] 本发明还公开了利用上述的钛合金加工工艺生产钛棒的方法,在步骤5完成后,还包括以下后续加工工序:
[0018] 6)退火校直,将退火炉的退火温度控制在730〜760°C之间,到达设定温度后保温I小时,完成后,将材料逐根取出,并放置在平台上充分冷却;
[0019] 7)剥皮,首次剥皮量为材料的椭圆度,后续每次剥皮量控制在0.5mm ;在剥皮过程中,挑选出表面有缺陷的材料;
[0020] 8)热校直,将剥皮完成后的材料进行热校直,热校直温度控制在600〜650°C,保温时间为40分钟;挑选出表面缺陷深度大于0.15mm的材料;
[0021] 9)磨光,将热校直后的材料进行粗磨和细磨,粗磨的磨量为0.05mm,细磨的磨量为
0.03mm,细磨的次数为两次。
[0022] 10)检验,对磨光后的材料的表面以及整体尺寸进行检验;
[0023] 11)探伤,采用水浸点聚集的方法通过探伤仪器进行探伤,挑选出不合格材料;将合格的材料进行二次探伤;
[0024] 12)抛光,对探伤合格的材料进行抛光;
[0025] 13)打标和包装,将抛光后的材料打标,最终通过塑料薄膜进行包装。
[0026] 上述步骤8和步骤9之间,还包括对热校直后的材料进行平头倒角的步骤。
[0027] 以上生产钛棒的方法,其延续了钛合金的加工工艺流程,直接进入了钛棒的退火和成型阶段,生产效率高;而且在整个过程中,对材料进行了精细的加工步骤,生产出的钛棒精度高,将不合格的材料及时挑选出来,保证了最终产品的高质量;采用本方法生产的钛棒,可以大规模应用于高标准的机械加工领域。
[0028] 本发明还公开了利用上述的钛合金加工工艺生产钛丝的方法,在步骤5完成后,还包括以下后续加工工序:
[0029] 6)高温石墨炉润清;
[0030] 7)拉拔,在800°C的条件下拉钛丝;
[0031] 8)退火,在750〜780°C之间进行退火,保温I小时后取出材料,进行充分冷却;
[0032] 9)酸洗,将退火后的材料用混合液进行酸洗,该混合液为硫酸氢氟酸混合液;
[0033] 10)清洗,将酸洗后的材料进行冲水清洗;
[0034] 11)干燥,在平台上晾干;
[0035] 12)包装。
[0036] 以上生产钛丝的方法,同样延续了钛合金的加工工艺流程,直接进入了钛丝的成型阶段,生产效率高;钛丝的生产过程中,还加入了高温石墨炉润清以及酸洗的步骤,保证了钛丝性能的稳定性。
[0037] 本发明与现有技术相比具有以下优点:
[0038] 1、本发明钛合金加工工艺,海绵钛在真空熔铸后形成焊接成一体的电极体,该点机体的机械加工性能优良,经过油压开坯后再进行二次轧制,最终使得毛坯件的形状为圆柱体形状,其可以直接用于钦棒和钦丝的加工;提闻了钦棒和钦丝生广的效率。其中,海绵钛在真空熔炉中进行三次熔铸,三种熔铸方法联合使用,可以制备出质量要求高的钛合金材料,该钛合金材料具有优良的机械加工性能。
[0039] 2、本发明生产钛棒的方法,其延续了钛合金的加工工艺流程,直接进入了钛棒的退火和成型阶段,生产效率高;而且在整个过程中,对材料进行了精细的加工步骤,生产出的钛棒精度高,将不合格的材料及时挑选出来,保证了最终产品的高质量;采用本方法生产的钛棒,可以大规模应用于高标准的机械加工领域。
[0040] 3、本发明生产钛丝的方法,同样延续了钛合金的加工工艺流程,直接进入了钛丝的成型阶段,生产效率高;钛丝的生产过程中,还加入了高温石墨炉润清以及酸洗的步骤,保证了钛丝性能的稳定。
具体实施方式
[0041] 下面结合实施例描述本发明具体实施方式:
[0042] 本发明中公开了一种钛合金加工工艺,利用该工艺生产钛棒的方法以及利用该工艺生产钛棒的方法;钛合金加工工艺,包括以下工序:
[0043] I)压电极,将海绵钛通过压机进行压电极,形成致密的海绵钛压制块电极;
[0044] 2)真空熔铸,在1700〜1800°C以及-1O3Pa的条件下,对上述海绵钛压制块电极
进行三次真空熔铸;
[0045] 3)开坯,在1000°C的条件下,通过油压机开坯,最终压成正方形坯;
[0046] 4)第一次轧制,在970〜980°C的条件下,用轧机初步轧制成圆柱体形状毛坯;
[0047] 5)第二次轧制,在950°C的条件下,用轧机轧制成毛坯件。
[0048] 上述海绵钛包含钛、铝和钒,其中,钛的质量百分比为90%,铝的质量百分比为6%,钥;的质量百分比为4%。
[0049] 上述步骤3中,最终压成边长为150m的正方形坯。
[0050] 上述步骤4中,通过轧机初步轧制成直径为50mm的圆柱体毛还。
[0051] 本发明还公开了利用上述的钛合金加工工艺生产钛棒的方法,在步骤5完成后,还包括以下后续加工工序:
[0052] 6)退火校直,将退火炉的退火温度控制在730〜760°C之间,到达设定温度后保温I小时,完成后,将材料逐根取出,并放置在平台上充分冷却;
[0053] 7)剥皮,首次剥皮量为材料的椭圆度,后续每次剥皮量控制在0.5mm ;在剥皮过程中,挑选出表面有缺陷的材料;
[0054] 8)热校直,将剥皮完成后的材料进行热校直,热校直温度控制在600〜650°C,保温时间为40分钟;挑选出表面缺陷深度大于0.15mm的材料;
[0055] 9)磨光,将热校直后的材料进行粗磨和细磨,粗磨的磨量为0.05mm,细磨的磨量为
0.03mm,细磨的次数为两次。
[0056] 10)检验,对磨光后的材料的表面以及整体尺寸进行检验;
[0057] 11)探伤,采用水浸点聚集的方法通过探伤仪器进行探伤,挑选出不合格材料;将合格的材料进行二次探伤;
[0058] 12)抛光,对探伤合格的材料进行抛光;[0059] 13)打标和包装,将抛光后的材料打标,最终通过塑料薄膜进行包装。+
[0060] 上述步骤8和步骤9之间,还包括对热校直后的材料进行平头倒角的步骤。
[0061] 本发明还公开了利用上述的钛合金加工工艺生产钛丝的方法,在步骤5完成后,还包括以下后续加工工序:
[0062] 6)高温石墨炉润清;
[0063] 7)拉拔,在800°C的条件下拉钛丝;
[0064] 8)退火,在750〜780°C之间进行退火,保温I小时后取出材料,进行充分冷却;
[0065] 9)酸洗,将退火后的材料用混合液进行酸洗,该混合液为硫酸氢氟酸混合液;
[0066] 10)清洗,将酸洗后的材料进行冲水清洗;
[0067] 11)干燥,在平台上晾干;
[0068] 12)包装。
[0069] 上面对本发明优选实施方式作了详细说明,但是本发明不限于上述实施方式,在本领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
[0070] 不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解,本发明不限于特定的实施方式,本发明的范围由所附权利要求限定。

Claims (7)

1.钛合金加工工艺,其特征在于,包括以下工序: 1)压电极,将海绵钛通过压机进行压电极,形成致密的海绵钛压制块电极; 2)真空熔铸,在1700〜1800°C以及-1O3Pa的条件下,对上述海绵钛压制块电极进行三次真空熔铸; 3)开坯,在1000°C的条件下,通过油压机开坯,最终压成正方形坯; 4)第一次轧制,在970〜980°C的条件下,用轧机初步轧制成圆柱体形状毛坯; 5)第二次轧制,在950°C的条件下,用轧机轧制成毛坯件。
2.如权利要求1所述的钛合金加工工艺,其特征在于,所述海绵钛包含钛、铝和钒,其中,钛的质量百分比为90%,招的质量百分比为6%,f凡的质量百分比为4%。
3.如权利要求1或2所述的钛合金加工工艺,其特征在于,步骤3中,最终压成边长为150m的正方形还。
4.如权利要求3所述的钛合金加工工艺,其特征在于,步骤4中,通过轧机初步轧制成直径为50mm的圆柱体毛还。
5.利用权利要求1-4任一所述的钛合金加工工艺生产钛棒的方法,其特征在于,步骤5完成后,还包括以下后续加工工序: 6)退火校直,将退火炉的退火温度控制在730〜760°C之间,到达设定温度后保温I小时,完成后,将材料逐根取出,并放置在平台上充分冷却; 7)剥皮,首次剥皮量为材料的椭圆度,后续每次剥皮量控制在0.5mm ;在剥皮过程中,挑选出表面有缺陷的材料; 8)热校直,将剥皮完成后的材料进行热校直,热校直温度控制在600〜650°C,保温时间为40分钟;挑选出表面缺陷深度大于0.15mm的材料;9)磨光,将热校直后的材料进行粗磨和细磨,粗磨的磨量为0.05mm,细磨的磨量为0.03mm,细磨的次数为两次。 10)检验,对磨光后的材料的表面以及整体尺寸进行检验; 11)探伤,采用水浸点聚集的方法通过探伤仪器进行探伤,挑选出不合格材料;将合格的材料进行二次探伤; 12)抛光,对探伤合格的材料进行抛光; 13)打标和包装,将抛光后的材料打标,最终通过塑料薄膜进行包装。
6.如权利要求5所述的生产钛棒的方法,其特征在于,在步骤8和步骤9之间,还包括对热校直后的材料进行平头倒角的步骤。
7.利用权利要求1-4任一所述的钛合金加工工艺生产钛丝的方法,其特征在于,步骤5完成后,还包括以下后续加工工序: 6)闻温石墨炉润清; 7)拉拔,在800°C的条件下拉钛丝; 8)退火,在750〜780°C之间进行退火,保温I小时后取出材料,进行充分冷却; 9)酸洗,将退火后的材料用混合液进行酸洗,该混合液为硫酸氢氟酸混合液; 10)清洗,将酸洗后的材料进行冲水清洗; 11)干燥,在平台上晾干; 12)包装。
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