CN104588410B - 一种钛合金tc4材质热轧无缝管的生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明所提供的一种钛合金TC4材质热轧无缝管的生产工艺，包括：A、对钛棒坯两端面加工定心孔；B、环形炉加热，加热速率为7min/cm；C、将上述钛棒坯进行穿孔；D、轧管；E、定径；F、热矫正；G、锯切；F、无损探伤后得到最后产品。本发明所提供的一种钛合金TC4材质热轧无缝管的生产工艺，其主要技术特点是短流程、高效率、低成本、产品高附加值等。运用斜轧机组的生产特性及短流程的高效低成本的优势生产钛合金TC4这种高合金材料的产品，在热轧无缝管材行业实属首例，在热轧领域及高合金材料技术领域尚无先例。

Description

一种钛合金TC4材质热轧无缝管的生产工艺

技术领域

本发明涉及高合金材料加热技术领域，尤其涉及斜轧机组生产工艺领域，具体涉及一种钛合金TC4材质热轧无缝管的生产工艺。

背景技术

钛合金管是用钛合金材料制造的无缝管，钛合金按组织可分为三类。1钛中加入铝和锡元素；2钛中加入铝铬钼钒等合金元素；3钛中加入铝和钒等元素。钛合金具有较高的力学性能、优良的冲击性能。钛管对氯化物、硫化物和氨具有较高的耐腐蚀性能。钛合金根据相的组成可分为：α合金，(α+β)合金和β合金，中国分别以TA、TC、TB表示。产品在热加工中，钛合金容易吸收氢氧氮碳等杂质，抗磨性差，生产工艺复杂。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种钛合金TC4材质热轧无缝管的生产工艺，该工艺流程具有流程短、效率高、成本低、产品高附加值的优点。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种钛合金TC4材质热轧无缝管的生产工艺，其工艺步骤如下：

A、对钛棒坯两端面加工定心孔；

B、环形炉加热，加热速率为7min/cm；

C、将上述钛棒坯进行穿孔；

D、轧管；

E、定径；

F、热矫正；

G、锯切；、

F、无损探伤后得到最后产品。

优选的，钛棒坯在A之前需要按照要求挑选，其指标必须满足：直径允许偏差：椭圆度：直径公差±1mm；长度允许偏差：0--+50；端面切斜度：不大于5mm；弯曲度：每米不超过6mm。

优选的，在上述环形炉加热工序中，加热温度不能超过规定最高温度5℃以上；钛棒坯料转到出料炉口时，要将出料口上的烧嘴关小或关闭，确保调整到轧制要求温度；每出料一支都要及时倒炉底，使料退回隔墙里面；轧制出料时，关闭烟道闸，使炉膛保证轧制要求的炉膛压；在环形炉内各个加热段的温度设定为：预热段500℃～600℃、加热I段700℃～800℃、加热II段1000～1050℃、加热III段1050℃～1080℃、出料温度1080℃～1120℃。

优选的，上述轧管工序中，轧后荒管温度为900～1000℃。

优选的，在所述定径工序中，定径前荒管温度为850～900℃、定径过程中为900～950℃、定径后的温度为850～900℃。

优选的，热矫正工序后无缝管弯曲度≤1.0mm。

优选的，所述热矫正工序中用到的机器为七辊矫直机。

通过上述技术方案，本发明所提供的一种钛合金TC4材质热轧无缝管的生产工艺，其主要技术特点是短流程、高效率、低成本、产品高附加值等。运用斜轧机组的生产特性及短流程的高效低成本的优势生产钛合金TC4这种高合金材料的产品，在热轧无缝管材行业实属首例，在热轧领域及高合金材料技术领域尚无先例。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本发明所提出的一种钛合金TC4材质热轧无缝管的生产工艺的工作流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1所示，一种钛合金TC4材质热轧无缝管的生产工艺，一种钛合金TC4材质热轧无缝管的生产工艺，其工艺步骤如下：

A、对钛棒坯两端面加工定心孔；

B、环形炉加热，加热速率为7min/cm；

C、将上述钛棒坯进行穿孔；

D、轧管；

E、定径；

F、热矫正；

G、锯切；、

F、无损探伤后得到最后产品。

其中，钛棒坯在A之前需要按照要求挑选，其指标必须满足：直径允许偏差：椭圆度：直径公差±1mm；长度允许偏差：0--+50；端面切斜度：不大于5mm；弯曲度：每米不超过6mm；

在上述环形炉加热工序中，加热温度不能超过规定最高温度5℃以上；钛棒坯料转到出料炉口时，要将出料口上的烧嘴关小或关闭，确保调整到轧制要求温度；每出料一支都要及时倒炉底，使料退回隔墙里面；轧制出料时，关闭烟道闸，使炉膛保证轧制要求的炉膛压；在环形炉内各个加热段的温度设定为：预热段500℃～600℃、加热I段700℃～800℃、加热II段1000～1050℃、加热III段1050℃～1080℃、出料温度1080℃～1120℃；上述轧管工序中，轧后荒管温度为900～1000℃；在所述定径工序中，定径前荒管温度为850～900℃、定径过程中为900～950℃、定径后的温度为850～900℃；热矫正工序后无缝管弯曲度≤1.0mm；所述热矫正工序中用到的机器为七辊矫直机。

具体实施流程：1、首先选取合格钛棒坯，钛棒坯的选取标准如下：直径允许偏差：椭圆度：直径公差±1mm、长度允许偏差：0--+50、端面切斜度：不大于5mm、弯曲度：每米不超过6mm；管坯表面不得有裂纹、结疤、折叠、夹渣、夹杂、发裂，管坯表面不允许缺陷。

低倍组织观察：在管坯横截面酸低倍组织试片上不得有、目视可见的白点，缩孔残余，分层，夹杂，翻皮和皮下气泡。

断面尺寸及允许偏差D≤±1％、椭圆度：(最大-最小)/2＜2％、切斜度：≤1.7度，不大于5mm、弯曲度：圆管坯可在滑轨滚动曲度≤2.5mm/m。

长度及允许公差：定尺长度：8100mm(2025×4，2700×3，3600+2×2250)、8400mm(1680×5,2100×4,2800×3)、定尺长度允许偏差：0-50mm，不定尺长度：6000mm-9000mm。

2、测量称重：对检验合格的钛棒坯每支进行称重记录相关的重量数据，同时对长度外径尺寸测量记录，并入原料库。

3、切断、外径加工：

根据生产产品要求，按组织生产工艺卡尺寸要求切断下料。同时记录外径尺寸、下料长度、按组织生产工艺要求尺寸对完成切断的管坯进行外径加工并做检查记录相关数据。

4、对钛棒坯两端面加工定心孔：

将经过上一道工序加工完成的钛棒坯，在专用车床上对管坯两端面进行加工定心孔，进行冷定心后的管坯能更好的保证管坯在轧制中的二次咬入，提高产品几何尺寸精度。

5、环形炉加热：

5.1)严格按加热制度加热，不能超过规定最高温度5℃以上。

5.2)钛合金料转到出料炉口时，要将出料口上的三个烧嘴关小或关闭，确保调整到轧制要求温度。

5.3)每出料一支都要及时倒炉底，使料退回隔墙里面。

5.4)轧制出料时，关闭烟道闸，使炉膛保证轧制要求的炉膛压。

5.5)钛合金管坯按7分钟/cm加热，从装炉到出料时间严格按加热制度要求实施。

6、穿孔工序：

6.1)工艺设计技术参数

6.2)穿孔工序叙述：

穿孔工序是将上工序加热到轧制要求的实心钛棒坯经过穿孔工艺轧

制成满足下道工序的空心毛管。穿孔工序温度如下表格6-1所示温度严格执行。轧制调整工艺参数按下列表格6-2所示严格执行操作。

表格6-1：穿孔机轧制温度要求

表格6-2：穿孔机调整工艺参数要求

7、轧管工序

7.1)A-R轧管机工艺设计参数

轧管机工序论述：

轧管工序是将穿轧完成的毛管在这道工序中均壁厚、扩径、延伸，提高无缝管内外表面质量。满足下道工序的工艺要求。钛合金毛管在轧管机轧制工序温度控制参照表7-1.并严格按照温度要求控制轧制工艺。轧制调整工艺控制参照表7-2.并严格按照轧制工艺调整参数。

表格7-1：轧机轧制温度参数

表格7-2：轧机调整工艺参数要求

8、定径工序

8.1)九机架定径机工艺设计参数

机组最大减径率 10％

8.2)定径机工序论述

定径机工序，是将经过上道工序轧制的荒管来料的直径几何尺寸，轧制成最终产品。满足相关的产品执行标准。钛合金荒管在定径工序过程中轧制温度控制参照表格8-1.并严格按照轧制温度参数控制工艺。

定径后产品质量要求外径±1.5mm，壁厚±1.2mm，不圆度和壁厚不超过出外径壁厚允许偏差，不圆度1.50mm壁厚不均度1.40mm。

表格8-1：定径轧制温度技术参数

9、热矫正工序

9.1)七辊矫直机工艺设计参数

9.2)矫正工序论述

矫正工序是将经过定径后的钛管矫正，达到成品相关标准规定要求的合格产品。矫正后无缝管弯曲度≤1.0mm(全长弯曲度不大于无缝管全长的0.10％)。Ti-6Al-4V(TC4)产品在短流程斜轧工艺矫正工序过程中需要热矫正。矫正温度参照表格9-1相关温度设计参数控制。

格9-1：热矫正温度技术参数

10、锯切工序：

锯切工序是将矫正完成的钛合金管，输送到自动切管机对钛合金管的两端头切割加工。达到成品管的标准要求。

11、无损探伤工序：

无损检测(涡流)：按照标准要求对切头后的无缝管进行涡流探伤，确保产品没有裂纹、分层、砂眼、摔坑等缺陷。并填写《涡流探伤记录》。

12、人工检查包装入库

12.1)检验项目及要求：

成品检验项目：本工序由质检部负责对每批钛管的化学成分、物理性能、水压、冲击功等内容进行检验，对钛管的表面外观质量、外径、椭圆度、壁厚、长度、直度进行测量，对每根钛管进行通径测量，并填写《外观检验记录表》、《成品尺寸检验记录》、《通径记录》、《成品化学检验记录》、《拉伸试验记录》、《涡流探伤原始记录》。包装/入库：检验合格的产品按顾客要求进行包装入库，填写《包装记录》、《入库单》。

对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。

Claims (5)

1.一种钛合金TC4材质热轧无缝管的生产工艺，其工艺步骤如下：

A、对钛棒坯两端面加工定心孔；

B、环形炉加热，加热速率为7min/cm；加热温度不高于规定最高温度5℃；钛棒坯料转到出料炉口时，要将出料炉口上的烧嘴关小或关闭，确保调整到轧制要求温度；每出料一支都要及时倒炉底，使料退回隔墙里面；轧制出料时，关闭烟道闸，使炉膛保证轧制要求的炉膛压；在环形炉内各个加热段的温度设定为：预热段500℃～600℃、加热I段700℃～800℃、加热II段1000～1050℃、加热III段1050℃～1080℃、出料温度1080℃～1120℃；

C、将上述钛棒坯进行穿孔；控制顶前压下率5％-7％；

D、轧管；

E、定径；定径前荒管温度为850～900℃、定径过程中为900～950℃、定径后的温度为850～900℃；

F、热矫正；

G、锯切；

H、无损探伤后得到最后产品。

2.根据权利要求1所述的钛合金TC4材质热轧无缝管的生产工艺，其特征在于，钛棒坯在步骤A之前需要按照要求挑选，其指标必须满足：直径允许偏差：椭圆度：直径公差±1mm；长度允许偏差：0～+50mm；端面切斜度：不大于5mm；弯曲度：每米不超过6mm。

3.根据权利要求1所述的钛合金TC4材质热轧无缝管的生产工艺，其特征在于，上述轧管工序中，轧后荒管温度为900～1000℃。

4.根据权利要求1所述的钛合金TC4材质热轧无缝管的生产工艺，其特征在于，热矫正工序后无缝管弯曲度≤1.0mm/m。

5.根据权利要求1所述的钛合金TC4材质热轧无缝管的生产工艺，其特征在于，所述热矫正工序中用到的机器为七辊矫直机。