CN104480417A - 一种改善大规格tc4合金棒材超声波水平的工艺 - Google Patents

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黄定辉
周俊
赵顺峰
李晓婷
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    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/16—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of other metals or alloys based thereon
    • C22F1/18—High-melting or refractory metals or alloys based thereon
    • C22F1/183—High-melting or refractory metals or alloys based thereon of titanium or alloys based thereon

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Abstract

本发明提供了一种改善大规格TC4合金棒材超声波水平的工艺，其要解决的技术问题是：解决目前大规格TC4钛合金棒材因中心部位和边缘部件的组织存在较大差异性而导致的棒材超声波水平在棒材心部和边缘部位的差异的问题，从而改善棒材的超声波水平。其采用高能螺旋压力机对TC4合金棒材进行墩粗改锻，其具体操作为：首先，下料；然后采用所述高能螺旋压力机按2火次对所述棒料墩粗改锻，最后将改锻棒材进行热处理。

Description

一种改善大规格TC4合金棒材超声波水平的工艺
技术领域
本发明涉及金属材料的热加工技术领域，具体为一种改善大规格TC4合金棒材超声波水平的工艺。
背景技术
随着国内锻压设备吨位的增加，航空结构件中也提出了整体锻件的需求，比如整体梁和整体隔框锻件，整体大结构件的需求对大规格原材料也提出了相应需求。但是因原材料厂设备吨位及需求棒材规格所限，大规格棒材很难达到被锻透或棒材整个界面均匀一致的水平，大规格TC4钛合金棒材在实际生产中目前存在以下两个问题：（1）大规格TC4钛合金棒材因未改锻透，棒材中心部位和边缘部位的组织存在较大差异性，如φ450mm规格钛合金棒材心部和边缘部位组织差异性见附图1和图2；（2）大规格棒材心部和边缘组织的不均匀性导致棒材超声波水平在棒材心部和边缘部位存在差异性，如φ450mm规格钛合金棒材心部和边缘部位超声波差异性见图3。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种改善大规格TC4合金棒材超声波水平的工艺，其要解决的技术问题是：解决目前大规格TC4钛合金棒材因中心部位和边缘部件的组织存在较大差异性而导致的棒材超声波水平在棒材心部和边缘部位的差异的问题，从而改善棒材的超声波水平。
一种改善大规格TC4合金棒材超声波水平的工艺，其特征在于：其采用高能螺旋压力机对TC4合金棒材进行墩粗改锻，其具体操作为：首先，下料；然后采用所述高能螺旋压力机按2火次对所述棒料墩粗改锻，最后将改锻棒材进行热处理。
其进一步特征在于：
所述按2火次对所述棒料进行墩粗改锻，每一火次的墩粗改锻的具体操作为，将所述棒料放入电炉内加热并到温保温足够的时间，然后将所述棒料转移至所述高能螺旋压力机上进行镦粗改锻，锤击次数为2击，转移时间控制在40秒以内；
其中，第一火次墩粗改锻，所述棒料放入电炉内的加热温度为（Tβ-50）℃，锻件变形量控制在30%~60%；
第二次墩粗改锻，所述棒料放入电炉内的加热温度为（Tβ-40）℃，锻件变形量控制在40%~60%；
所述2火次墩粗改锻过程中，棒料加热到温后保温的时间按加热系统0.7min/mm×棒料最大有效厚度计算得到；
所述对改锻棒材进行热处理的具体工艺操作为：首先对所述改锻棒料进行固溶处理，将所述改锻棒料加热960℃并保温120分钟，水冷；再进行时效处理，将所述改锻棒材加热至705℃并保温210分钟，空冷。
本发明工艺的有益效果在于：其采用高能螺旋压力机对大规格TC4合金棒材进行2火次的墩粗改锻，从而使得大规格TC4合金棒材组织更加均匀，从而有效改善大规格TC4合金棒材心部与边缘部分超声波水平之间的差异，从而满足大规格整体航空模锻件的工艺要求。
附图说明
图1为未采用本发明工艺的φ450mm规格TC4钛合金棒材心部金相组织组织图；
图2为未采用本发明工艺的φ450mm规格TC4钛合金棒材边缘部位金相组织组织图；
图3为未采用本发明工艺的φ450mm规格TC4钛合金棒材心部与边缘部位超声波水平的差异比较表；
图4为采用本发明工艺的φ450mm规格TC4钛合金棒材心部金相组织组织图；
图5为采用本发明工艺的φ450mm规格TC4钛合金棒材边缘部位金相组织组织图。
具体实施例
实施例一：
（1）下料；
（2）第1火镦粗改锻：棒料在（Tβ-50）℃加热并到温保温足够的时间（0.7min/mm×棒料最大有效厚度），加热完成后将棒料放入高能螺旋压力机上进行镦粗改锻，转移时间控制在40秒以内，锤击次数2击，变形量30%。
（3）第2火镦粗改锻：棒料在（Tβ-40）℃加热并到温保温足够的时间（0.7min/mm×棒料最大有效厚度），加热完成后将棒料放入高能螺旋压力机上进行镦粗改锻，转移时间控制在40秒以内，锤击次数2击，变形量50%。
（4）热处理：对改锻棒料进行固溶处理，将改锻棒料加热960℃并保温120分钟，水冷；再进行时效处理，将所述改锻棒材加热至705℃并保温210分钟，空冷。
实施例二：
（1）下料；
（2）第1火镦粗改锻：棒料在（Tβ-50）℃加热并到温保温足够的时间（0.7min/mm×棒料最大有效厚度），加热完成后将棒料放入高能螺旋压力机上进行镦粗改锻，转移时间控制在40秒以内，锤击次数2击，变形量60%。
（3）第2火镦粗改锻：棒料在（Tβ-40）℃加热并到温保温足够的时间（0.7min/mm×棒料最大有效厚度），加热完成后将棒料放入高能螺旋压力机上进行镦粗改锻，转移时间控制在40秒以内，锤击次数2击，变形量40%。
（4）热处理：对改锻棒料进行固溶处理，将改锻棒料加热960℃并保温120分钟，水冷；再进行时效处理，将所述改锻棒材加热至705℃并保温210分钟，空冷。
实施例三：
（1）下料
（2）第1火镦粗改锻：棒料在（Tβ-50）℃加热并到温保温足够的时间（0.7min/mm×棒料最大有效厚度），加热完成后将棒料放入高能螺旋压力机上进行镦粗改锻，转移时间控制在40秒以内，锤击次数2击，变形量45%。
（3）第2火镦粗改锻：棒料在（Tβ-40）℃加热并到温保温足够的时间（0.7min/mm×棒料最大有效厚度），加热完成后将棒料放入高能螺旋压力机上进行镦粗改锻，转移时间控制在40秒以内，锤击次数2击，变形量60%。
（4）热处理：对改锻棒料进行固溶处理，将改锻棒料加热960℃并保温120分钟，水冷；再进行时效处理，将所述改锻棒材加热至705℃并保温210分钟，空冷。
经过上述三个实施例处理后的改锻棒材分别进行心部及边缘部位的超声波水平检测，检测结果见下表，其棒材心部和边缘部位的超声波水平均匀。

Claims (5)

1.一种改善大规格TC4合金棒材超声波水平的工艺，其特征在于：其采用高能螺旋压力机对TC4合金棒材进行墩粗改锻，其具体操作为：首先，下料；然后采用所述高能螺旋压力机按2火次对所述棒料墩粗改锻，最后将改锻棒材进行热处理。
2.根据权利要求1所述的一种改善大规格TC4合金棒材超声波水平的工艺，其特征在于：所述按2火次对所述棒料进行墩粗改锻，每一火次的墩粗改锻的具体操作为，将所述棒料放入电炉内加热并到温保温足够的时间，然后将所述棒料转移至所述高能螺旋压力机上进行镦粗改锻，锤击次数为2击，转移时间控制在40秒以内。
3.根据权利要求2所述的一种改善大规格TC4合金棒材超声波水平的工艺，其特征在于：第一火次墩粗改锻，所述棒料放入电炉内的加热温度为（Tβ-50）℃，锻件变形量控制在30%~60%；第二次墩粗改锻，所述棒料放入电炉内的加热温度为（Tβ-40）℃，锻件变形量控制在40%~60%。
4.根据权利要求2所述的一种改善大规格TC4合金棒材超声波水平的工艺，其特征在于：所述2火次墩粗改锻过程中，棒料加热到温后保温的时间按加热系统0.7min/mm×棒料最大有效厚度计算得到。
5.根据权利要求1所述的一种改善大规格TC4合金棒材超声波水平的工艺，其特征在于：所述对改锻棒材进行热处理的具体工艺操作为：首先对所述改锻棒料进行固溶处理，将所述改锻棒料加热960℃并保温120分钟，水冷；再进行时效处理，将所述改锻棒材加热至705℃并保温210分钟，空冷。
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