CN103464460B - 一种钛合金z型材生产方法 - Google Patents
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Abstract
一种钛合金Z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.用辊式矫直机进行矫直;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Z型材精度高,强度高,质量好,表面光洁度高。优点是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Z型材生产方法。
背景技术
目前,国内对Z型材真正的生产还是属于空白,替代的生产方法主要有二种,一种是利用板材弯曲,这样加工的结果是弯曲的角部不能达到要求。角部的应力很大,易变形,角部不能满足高强度的要求。第二方法是采用在满足边长尺寸的方料上机加工而成,这样材料的利用率非常低,不到20%,同时,加工量较大,成本很高,加工过程极易变形。因此,这两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Z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Z型材生产方法,包括以下步骤:
1.原料为钛合金圆棒坯料,Φ90mm×1000mm;
2.将该钛合金圆棒坯料用箱式电阻炉加热至980-1020℃后,用430横列式开口轧机,轧制成42mm×42mm×3600mm的方棒;
3.用超波探伤机进行探伤后,锯切成700mm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8道次轧制,8道次轧制孔型分别为2-K13-2-K6,即采用人工入料方式,用夹钳将坯料送入2-K13孔型进行轧制,然后再以同样的方法依次送入2-K12、2-K11、2-K10、2-K9、2-K8、2-K7、2-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道次轧制孔型分别为2-K5-2-K1,即采用人工入料方式,用夹钳将坯料送入2-K5孔型进行轧制,然后再以同样的方法依次送入2-K4、2-K3、2-K2、2-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.用辊式矫直机进行矫直,将轧制成形的钛型材放入箱式电阻炉中加温到750-800℃,保温40分钟,取出后送入7辊矫直机进行矫直,以达到弯曲度每米不超过2毫米;
7.碱酸洗表面,将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钢制碱槽中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Z型材精度高,强度高,质量好,表面光洁度高。优点是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2-K1孔型图;
图3为本发明2-K2孔型图;
图4为本发明2-K3孔型图;
图5为本发明2-K4孔型图;
图6为本发明2-K5孔型图;
图7为本发明2-K6孔型图;
图8为本发明2-K7孔型图;
图9为本发明2-K8孔型图;
图10为本发明2-K9孔型图;
图11为本发明2-K10孔型图;
图12为本发明2-K11孔型图;
图13为本发明2-K12孔型图;
图14为本发明2-K13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Z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×1000mm;
2.将该钛合金圆棒坯料用箱式电阻炉加热至980℃后,用430横列式开口轧机,轧制成42mm×42mm×3600mm的方棒;
3.用超波探伤机进行探伤后,锯切成700mm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8道次轧制,依次设计8道次轧制孔型的模具,8道次轧制孔型分别为2-K13-2-K6,如图7至14所示,即采用人工入料方式,用夹钳将坯料送入2-K13孔型进行轧制,然后再以同样的方法依次送入2-K12、2-K11、2-K10、2-K9、2-K8、2-K7、2-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道次轧制孔型的模具,5道次轧制孔型分别为2-K5-2-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2-K5孔型进行轧制,然后再以同样的方法依次送入2-K4、2-K3、2-K2、2-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.用辊式矫直机进行矫直,将轧制成形的钛型材放入箱式电阻炉中加温到750℃,保温40分钟,取出后送入7辊矫直机进行矫直,以达到弯曲度每米不超过2毫米;
7.碱酸洗表面,将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钢制碱槽中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牌号的直角2.5毫米厚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Z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×1000mm;
2.将该钛合金圆棒坯料用箱式电阻炉加热至1020℃后,用430横列式开口轧机,轧制成42mm×42mm×3600mm的方棒;
3.用超波探伤机进行探伤后,锯切成700mm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8道次轧制,依次设计8道次轧制孔型的模具,8道次轧制孔型分别为2-K13-2-K6,如图7至14所示,即采用人工入料方式,用夹钳将坯料送入2-K13孔型进行轧制,然后再以同样的方法依次送入2-K12、2-K11、2-K10、2-K9、2-K8、2-K7、2-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道次轧制孔型的模具,5道次轧制孔型分别为2-K5-2-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2-K5孔型进行轧制,然后再以同样的方法依次送入2-K4、2-K3、2-K2、2-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.用辊式矫直机进行矫直,将轧制成形的钛型材放入箱式电阻炉中加温到800℃,保温40分钟,取出后送入7辊矫直机进行矫直,以达到弯曲度每米不超过2毫米;
7.碱酸洗表面,将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钢制碱槽中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牌号的直角2.5毫米厚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Z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×1000mm;
2.将该钛合金圆棒坯料用箱式电阻炉加热至1000℃后,用430横列式开口轧机,轧制成42mm×42mm×3600mm的方棒;
3.用超波探伤机进行探伤后,锯切成700mm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8道次轧制,依次设计8道次轧制孔型的模具,8道次轧制孔型分别为2-K13-2-K6,如图7至14所示,即采用人工入料方式,用夹钳将坯料送入2-K13孔型进行轧制,然后再以同样的方法依次送入2-K12、2-K11、2-K10、2-K9、2-K8、2-K7、2-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道次轧制孔型的模具,5道次轧制孔型分别为2-K5-2-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2-K5孔型进行轧制,然后再以同样的方法依次送入2-K4、2-K3、2-K2、2-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.用辊式矫直机进行矫直,将轧制成形的钛型材放入箱式电阻炉中加温到780℃,保温40分钟,取出后送入7辊矫直机进行矫直,以达到弯曲度每米不超过2毫米;
7.碱酸洗表面,将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钢制碱槽中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牌号的直角2.5毫米厚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。
Claims (1)
1.一种钛合金Z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×1000mm;
2).将该钛合金圆棒坯料用箱式电阻炉加热至980-1020℃后,用430横列式开口轧机,轧制成42mm×42mm×3600mm的方棒;
3).用超波探伤机进行探伤后,锯切成700mm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8道次轧制,8道次轧制孔型分别为2-K13—2-K6,即采用人工入料方式,用夹钳将坯料送入2-K13孔型进行轧制,然后再以同样的方法依次送入2-K12、2-K11、2-K10、2-K9、2-K8、2-K7、2-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道次轧制孔型分别为2-K5—2-K1,即采用人工入料方式,用夹钳将坯料送入2-K5孔型进行轧制,然后再以同样的方法依次送入2-K4、2-K3、2-K2、2-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).用辊式矫直机进行矫直,将轧制成形的钛型材放入箱式电阻炉中加温到750-800℃,保温40分钟,取出后送入7辊矫直机进行矫直,以达到弯曲度每米不超过2毫米;
7).碱酸洗表面,将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钢制碱槽中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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