CN103464459A - 一种钛合金u型材生产方法 - Google Patents
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Abstract
一种钛合金U型材生产方法，属于金属加工技术领域。包括以下步骤：1.原料为钛合金圆棒坯料；2.将该棒材用箱式电阻炉加热轧制成方棒；3.用超波探伤机进行，用手提砂轮机将表面进行修磨；4.轧制；5.进行表面修理；6.用张力矫直机进行拉矫直；7.碱酸洗表面；8.再用超波探伤机进行探伤。本发明的有益效果：通过该方法轧制出的钛合金U型材精度高，强度高，质量好，表面光洁度高。轧制出的型材满足航空用型材的所有性能指标。生产工艺简单可控，成材率可提高35%以上，材料利用率可达到60%左右，大大降低了产品成本，达到批量生产重要条件。
Description
技术领域
本发明属于金属加工技术领域，特别涉及一种钛合金U型材生产方法。
背景技术
目前，国内对U型材真正的生产还是属于空白，替代的生产方法主要是采用在满足边长尺寸的方料上机加工而成，这样加工的结果是金属流线消失，材料的利用率非常低，不到50%，同时，加工量较大，成本很高，加工过程切断金属织构线，不能满足高强度的要求。因此，这种方法都很难大批量的生产型材。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种钛合金U型材生产方法，已达到型材强度高，质量好，表面光洁度高的目的。
为了实现上述目的，本发明提供一种钛合金U型材生产方法，包括以下步骤：
1.原料为钛合金圆棒坯料，Φ90mm×1100mm。
2.将该棒材用箱式电阻炉加热至980-1020℃后，用430横列式开口轧机，轧制成48×48×3000mm的方棒。
3.用超波探伤机进行探伤后，锯切成1000mm长料段，用手提砂轮机将表面进行修磨，使其表面无裂纹，无缺陷。
4.然后用箱式电阻炉加温到960-980℃，保温1小时后，送到装备了板式导位装置的Φ280横列式开口轧机前二架，轧制速度为每秒1m-3m，依次进行6道次轧制，6道次轧制的孔型分别为3-K11—3-K6，即采用人工入料方式，用夹钳将坯料送入3-K11孔型进行轧制，然后再以同样的方法依次送入3-K10、3-K9、3-K8、3-K7、3-K6孔型轧制，终轧温度控制在750℃，空冷至室温。
5.进行表面修理，用手提砂轮机将表面进行修磨，去除表面裂纹和缺陷。然后重新加热，加热温度到940-960℃，保温1小时后，再送入到装备了滚动式导位装置的Φ280横列式开口轧机后三架，轧制速度为每秒1m-3m，依次进行5道次轧制，5道次轧制的孔型分别为3-K5—3-K1，即采用人工入料方式，用夹钳将坯料送入3-K5孔型进行轧制，然后再以同样的方法依次送入3-K4、3-K3、3-K2、3-K1孔型轧制，终轧温度在700℃，每个孔型的轧制变形量为20%-24%，每一火次的变形量为70%-75%。
6.用张力矫直机进行拉矫直，将轧制成形的钛型材夹在张力矫直机钳口上,通电中频加温到750℃，持续10分钟，拉矫力20吨,达到弯曲度每米不超过2毫米。
7.碱酸洗表面。将纯碱即氢氧化钠放入钢制碱槽中，加热至440-500℃，再将轧制好的钛型材放入碱槽中10-15分钟，然后取出用清水冲洗10分钟，再放入酸槽中进行酸洗5-10分钟，使表面变为银灰色即可。酸槽中的酸重量百分比为20%的硝酸，8%氢氟酸，其它为水。
8.再用超波探伤机进行探伤，用超波探伤机进行探伤，探伤标准为A级探伤。探伤合格的为成品，探伤不合格为废品。
本发明的有益效果：通过该方法轧制出的钛合金U型材精度高，强度高，质量好，表面光洁度高。轧制出的型材满足航空用型材的所有性能指标。生产工艺简单可控，成材率可提高35%以上，材料利用率可达到60%左右，大大降低了产品成本，达到批量生产重要条件。
附图说明
图1为本发明L型钛合金截面图；
图2为本发明3-K1孔型图；
图3为本发明3-K2孔型图；
图4为本发明3-K3孔型图；
图5为本发明3-K4孔型图；
图6为本发明3-K5孔型图；
图7为本发明3-K6孔型图；
图8为本发明3-K7孔型图；
图9为本发明3-K8孔型图；
图10为本发明3-K9孔型图；
图11为本发明3-K10孔型图；
图12为本发明3-K11孔型图。
具体实施方式
本发明的详细结构结合具体实施例进行说明。
实施例1
一种钛合金U型材生产方法，包括以下步骤：
1.原料为牌号TA15的钛合金圆棒坯料，Φ90mm×1100mm。
2.将该棒材用箱式电阻炉加热至980℃后，用430横列式开口轧机，轧制成48×48×3000mm的方棒。
3.用超波探伤机进行探伤后，锯切成1000mm长料段，用手提砂轮机将表面进行修磨，使其表面无裂纹，无缺陷。
4.然后用箱式电阻炉加温到960℃，保温1小时后，送到装备了板式导位装置的Φ280横列式开口轧机前二架，轧制速度为每秒1m，依次进行6道次轧制，依次设计6道次轧制的孔型的模具，6道次轧制的孔型分别为3-K11—3-K6，如图7至12所示，即采用人工入料方式，用夹钳将坯料送入3-K11孔型进行轧制，然后再以同样的方法依次送入3-K10、3-K9、3-K8、3-K7、3-K6孔型轧制，终轧温度控制在750℃，空冷至室温。
5.进行表面修理，用手提砂轮机将表面进行修磨，去除表面裂纹和缺陷。然后重新加热，加热温度到940℃，保温1小时后，再送入到装备了滚动式导位装置的Φ280横列式开口轧机后三架，轧制速度为每秒1m，依次进行5道次轧制，依次设计5道次轧制的孔型的模具，5道次轧制的孔型分别为3-K5—3-K1，如图2至6所示，即采用人工入料方式，用夹钳将坯料送入3-K5孔型进行轧制，然后再以同样的方法依次送入3-K4、3-K3、3-K2、3-K1孔型轧制，终轧温度在700℃，每个孔型的轧制变形量为20%-24%，每一火次的变形量为70%-75%。
6.用张力矫直机进行拉矫直，将轧制成形的钛型材夹在张力矫直机钳口上,通电中频加温到750℃，持续10分钟，拉矫力20吨,达到弯曲度每米不超过2毫米。
7.碱酸洗表面。将纯碱即氢氧化钠放入钢制碱槽中，加热至440℃，再将轧制好的钛型材放入碱槽中10分钟，然后取出用清水冲洗10分钟，再放入酸槽中进行酸洗5分钟，使表面变为银灰色即可。酸槽中的酸重量百分比为20%的硝酸，8%氢氟酸，其它为水。
8.再用超波探伤机进行探伤，用超波探伤机进行探伤，探伤标准为A级探伤。探伤合格的为成品，探伤不合格为废品。
轧制的成品满足该产品的设计要求，研制开发TA15牌号的凹形钛合金型材满足如下的性能指标：
| 牌号 | 抗拉强度MPa | 伸长率% | 断面收缩率% | 弯曲度 |
| TA15 | ≥930 | ≥7 | ≥20 | 2mm/m |
钛型材的尺寸厚度公差满足±0.15mm，表面光洁、无折迭，无裂纹，无夹杂，无氧化。内部组织均匀，无偏析。超声波探伤满足A级标准。
轧制出的截面如图1所示。
实施例2
一种钛合金U型材生产方法，包括以下步骤：
1.原料为牌号TC2的钛合金圆棒坯料，Φ90mm×1100mm。
2.将该棒材用箱式电阻炉加热至1020℃后，用430横列式开口轧机，轧制成48×48×3000mm的方棒。
3.用超波探伤机进行探伤后，锯切成1000mm长料段，用手提砂轮机将表面进行修磨，使其表面无裂纹，无缺陷。
4.然后用箱式电阻炉加温到980℃，保温1小时后，送到装备了板式导位装置的Φ280横列式开口轧机前二架，轧制速度为每秒3m，依次进行6道次轧制，依次设计6道次轧制的孔型的模具，6道次轧制的孔型分别为3-K11—3-K6，如图7至12所示，即采用人工入料方式，用夹钳将坯料送入3-K11孔型进行轧制，然后再以同样的方法依次送入3-K10、3-K9、3-K8、3-K7、3-K6孔型轧制，终轧温度控制在750℃，空冷至室温。
5.进行表面修理，用手提砂轮机将表面进行修磨，去除表面裂纹和缺陷。然后重新加热，加热温度到960℃，保温1小时后，再送入到装备了滚动式导位装置的Φ280横列式开口轧机后三架，轧制速度为每秒3m，依次进行5道次轧制，依次设计5道次轧制的孔型的模具，5道次轧制的孔型分别为3-K5—3-K1，如图2至6所示，即采用人工入料方式，用夹钳将坯料送入3-K5孔型进行轧制，然后再以同样的方法依次送入3-K4、3-K3、3-K2、3-K1孔型轧制，终轧温度在700℃，每个孔型的轧制变形量为20%-24%，每一火次的变形量为70%-75%。
6.用张力矫直机进行拉矫直，将轧制成形的钛型材夹在张力矫直机钳口上,通电中频加温到750℃，持续10分钟，拉矫力20吨,达到弯曲度每米不超过2毫米。
7.碱酸洗表面。将纯碱即氢氧化钠放入钢制碱槽中，加热至500℃，再将轧制好的钛型材放入碱槽中15分钟，然后取出用清水冲洗10分钟，再放入酸槽中进行酸洗10分钟，使表面变为银灰色即可。酸槽中的酸重量百分比为20%的硝酸，8%氢氟酸，其它为水。
8.再用超波探伤机进行探伤，用超波探伤机进行探伤，探伤标准为A级探伤。探伤合格的为成品，探伤不合格为废品。
轧制的成品满足该产品的设计要求，研制开发TC2牌号的凹形钛合金型材满足如下的性能指标：
| 牌号 | 抗拉强度MPa | 伸长率% | 断面收缩率% | 弯曲度 |
| TC2 | ≥690 | ≥10 | ≥27 | 2mm/m |
钛型材的尺寸厚度公差满足±0.15mm，表面光洁、无折迭，无裂纹，无夹杂，无氧化。内部组织均匀，无偏析。超声波探伤满足A级标准。
轧制出的截面如图1所示。
实施例3
一种钛合金U型材生产方法，包括以下步骤：
1.原料为牌号TC2的钛合金圆棒坯料，Φ90mm×1100mm。
2.将该棒材用箱式电阻炉加热至1000℃后，用430横列式开口轧机，轧制成48×48×3000mm的方棒。
3.用超波探伤机进行探伤后，锯切成1000mm长料段，用手提砂轮机将表面进行修磨，使其表面无裂纹，无缺陷。
4.然后用箱式电阻炉加温到970℃，保温1小时后，送到装备了板式导位装置的Φ280横列式开口轧机前二架，轧制速度为每秒2m，依次进行6道次轧制，依次设计6道次轧制的孔型的模具，6道次轧制的孔型分别为3-K11—3-K6，如图7至12所示，即采用人工入料方式，用夹钳将坯料送入3-K11孔型进行轧制，然后再以同样的方法依次送入3-K10、3-K9、3-K8、3-K7、3-K6孔型轧制，终轧温度控制在750℃，空冷至室温。
5.进行表面修理，用手提砂轮机将表面进行修磨，去除表面裂纹和缺陷。然后重新加热，加热温度到950℃，保温1小时后，再送入到装备了滚动式导位装置的Φ280横列式开口轧机后三架，轧制速度为每秒2m，依次进行5道次轧制，依次设计5道次轧制的孔型的模具，5道次轧制的孔型分别为3-K5—3-K1，如图2至6所示，即采用人工入料方式，用夹钳将坯料送入3-K5孔型进行轧制，然后再以同样的方法依次送入3-K4、3-K3、3-K2、3-K1孔型轧制，终轧温度在700℃，每个孔型的轧制变形量为20%-24%，每一火次的变形量为70%-75%。
6.用张力矫直机进行拉矫直，将轧制成形的钛型材夹在张力矫直机钳口上,通电中频加温到750℃，持续10分钟，拉矫力20吨,达到弯曲度每米不超过2毫米。
7.碱酸洗表面。将纯碱即氢氧化钠放入钢制碱槽中，加热至470℃，再将轧制好的钛型材放入碱槽中12分钟，然后取出用清水冲洗10分钟，再放入酸槽中进行酸洗8分钟，使表面变为银灰色即可。酸槽中的酸重量百分比为20%的硝酸，8%氢氟酸，其它为水。
8.再用超波探伤机进行探伤，用超波探伤机进行探伤，探伤标准为A级探伤。探伤合格的为成品，探伤不合格为废品。
轧制的成品满足该产品的设计要求，研制开发TC2牌号的凹形钛合金型材满足如下的性能指标：
| 牌号 | 抗拉强度MPa | 伸长率% | 断面收缩率% | 弯曲度 |
| TC2 | ≥690 | ≥10 | ≥27 | 2mm/m |
钛型材的尺寸厚度公差满足±0.15mm，表面光洁、无折迭，无裂纹，无夹杂，无氧化。内部组织均匀，无偏析。超声波探伤满足A级标准。
Claims (1)
1.一种钛合金U型材生产方法，其特征在于:包括以下步骤：
1）.原料为钛合金圆棒坯料，Φ90mm×1100mm；
2）.将该棒材用箱式电阻炉加热至980-1020℃后，用430横列式开口轧机，轧制成48×48×3000mm的方棒；
3）.用超波探伤机进行探伤后，锯切成1000mm长料段，用手提砂轮机将表面进行修磨至其表面无裂纹，无缺陷；
4）.然后用箱式电阻炉加温到960-980℃，保温1小时后，送到装备了板式导位装置的Φ280横列式开口轧机前二架，轧制速度为每秒1m-3m，依次进行6道次轧制，6道次轧制的孔型分别为3-K11—3-K6，即采用人工入料方式，用夹钳将坯料送入3-K11孔型进行轧制，然后再以同样的方法依次送入3-K10、3-K9、3-K8、3-K7、3-K6孔型轧制，终轧温度控制在750℃，空冷至室温；
5）.进行表面修理，用手提砂轮机将表面进行修磨，去除表面裂纹和缺陷，然后重新加热，加热温度到940-960℃，保温1小时后，再送入到装备了滚动式导位装置的Φ280横列式开口轧机后三架，轧制速度为每秒1m-3m，依次进行5道次轧制，5道次轧制的孔型分别为3-K5—3-K1，即采用人工入料方式，用夹钳将坯料送入3-K5孔型进行轧制，然后再以同样的方法依次送入3-K4、3-K3、3-K2、3-K1孔型轧制，终轧温度在700℃，每个孔型的轧制变形量为20%-24%，每一火次的变形量为70%-75%；
6）.用张力矫直机进行拉矫直，将轧制成形的钛型材夹在张力矫直机钳口上,通电中频加温到750℃，持续10分钟，拉矫力20吨,达到弯曲度每米不超过2毫米；
7）.碱酸洗表面，将纯碱即氢氧化钠放入钢制碱槽中，加热至440-500℃，再将轧制好的钛型材放入碱槽中10-15分钟，然后取出用清水冲洗10分钟，再放入酸槽中进行酸洗5-10分钟，使表面变为银灰色即可。酸槽中的酸重量百分比为20%的硝酸，8%氢氟酸，其它为水；
8）.再用超波探伤机进行探伤，用超波探伤机进行探伤，探伤标准为A级探伤。探伤合格的为成品，探伤不合格为废品。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |