CN104624713B - 一种精密钛合金薄壁无缝小管的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种精密钛合金薄壁无缝小管的制备方法，属于有色金属加工技术领域。本发明的方法首先对钛合金厚壁坯料管进行多道次旋锻加工，然后进行真空退火处理，处理温度700～850℃，时间60～90min；退火后的管材在三辊轧管机上进行多道次轧制加工；之后再次进行退火处理，温度为650～850℃，时间30～90min，得到直径6～20mm、厚度0.4～1.0mm的钛合金薄壁无缝小管。本发明方法制备的钛合金薄壁无缝小管精密度高、性能优异、质量稳定，且大大提高了成品率，在航空航天等领域应用前景广阔，能够带来很大的经济效益。

Description

一种精密钛合金薄壁无缝小管的制备方法
技术领域
本发明属于有色金属加工技术领域，具体涉及一种精密钛合金薄壁无缝小管的制备方法。
背景技术
钛合金管材具有优异的综合性能，其密度小，比强度高，疲劳强度和抗裂纹扩展能力好，抗蚀性能优异，焊接性能良好，因此在航空、航天、汽车、造船、能源等行业具有日益广泛的应用前景。作为一种先进的轻质型材料，钛合金管材在航空航天工业领域的应用很广泛，在飞机的管路系统得到了充分应用。
国外先进大型客机和战斗机的引气、液压、燃油管路等均广泛采用钛合金管材，而在我国，由于对钛合金管材的加工、弯曲及管接头技术等方面的研究仍有不足，制约了钛合金管在我国航空工业上的应用，特别是精密钛合金小管的制备工艺和技术不成熟，严重制约了其在相关领域的应用。
目前，通常都是采用挤压法或穿孔管坯轧制法获得钛合金厚壁管材，再经过单纯的轧制或拉拔获得薄壁管，该工艺生产出来的薄壁管的精度不高，且成品率低。
发明内容
本发明的目的在于，克服上述现有技术的不足，提供一种精密钛合金薄壁无缝小管的制备方法。该方法采用多道次旋锻加工和多道次轧制加工，制备的薄壁无缝小管精密度高、质量稳定、成品率高，具有很大的经济效益。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种精密钛合金薄壁无缝小管的制备方法，包括以下步骤：
(1)对钛合金厚壁坯料管进行旋锻加工；
(2)旋锻加工后的管材进行真空退火处理；
(3)退火处理后的管材在三辊轧管机上进行轧制加工；
(4)轧制加工后的管材进行真空退火处理。
可选地，步骤(1)中所述钛合金厚壁坯料管的直径为20～50mm，厚度为5～9mm。
进一步地，步骤(1)中至少进行三道次旋锻加工，前几道次每道次加工率不小于38％，最后一道次不大于38％，总加工率不小于70％，制得厚度2～4mm的管材。
进一步地，步骤(2)中所述真空退火处理的温度为700～850℃，时间为60～90min。
进一步地，步骤(3)中至少进行三道次轧制加工，前几道次每道次加工率不小于38％，最后一道次不大于38％，总加工率不小于70％，制得符合要求的管材。
进一步地，步骤(4)中所述真空退火处理的温度为650～850℃，时间为30～90min。
上述本发明方法制备的钛合金薄壁无缝小管的直径为6～20mm，厚度为0.4～1.0mm。
本发明的有益效果：
本发明的方法制备的钛合金薄壁无缝小管精密度高、性能优异、质量稳定，且大大提高了成品率，在航空航天等领域应用前景广阔，能够带来很大的经济效益。
附图说明
图1为本发明钛合金薄壁无缝小管的制备工艺流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，可以使本发明的内容变得更为清晰和容易理解，但不能解释为对本发明的限制。该领域的技术熟练人员根据上述本发明内容对本发明所做的一些非本质的改进和调整，都不能脱离于本发明的保护范畴。
实施例1
规格为的精密TA3钛合金薄壁无缝小管的制备。
截取规格为的TA3挤压管材1000mm，在旋锻机上经过三道次的旋锻加工，加工成规格为的管材，每道次的加工率分别为52.0％、44.4％和36.1％，总加工率为83％(见表1)。将10mm*1.5mm的旋锻管材在真空炉中进行中间退火，退火温度为700～750℃，保温60min，之后随炉冷却，出炉温度不高于200℃。中间退火后的管材再进行三道次的轧制加工，每道次的加工率分别为45.1％、54.0％和30.4％，总加工率为82.4％(见表2)，最终的尺寸为将轧制管材在真空炉中进行成品退火，退火温度为650～680℃，保温45～60min，出炉温度不高于150℃，得到成品管。上述制备工艺过程如图1所示。
表1.旋锻工艺
表2.轧制工艺
实施例2
规格为的精密TC4钛合金薄壁无缝小管的制备。
截取规格为的TC4的穿孔轧制管材1500mm，在旋锻机上经过三道次的旋锻加工，加工成规格为的管材，每道次的加工率分别为38.8％、39.7％和28.1％，总加工率为73.5％(见表3)。将16mm*3mm的旋锻管材在真空炉中进行中间退火，退火温度为790～810℃，保温60min，之后随炉冷却，出炉温度不高于200℃。中间退火后的管材再进行三道次的轧制加工，每道次的加工率分别为43.6％、46.5％和23.5％，总加工率为76.9％(见表4)，最终的尺寸为将轧制管材在真空炉中进行成品退火，退火温度为800℃，保温60min，出炉温度不高于150℃，得到成品管。
表3.旋锻工艺
表4.轧制工艺
实施例3
规格为的精密TA7钛合金薄壁无缝小管的制备。
截取规格为的TA7的挤压管材1000mm，在旋锻机上经过三道次的旋锻加工，加工成规格为的管材，每道次的加工率分别为40.2％、40.4％和25.6％，总加工率为73.4％(见表5)。将26mm*3mm的旋锻管材在真空炉中进行中间退火，退火温度为800～850℃，保温60分钟，之后随炉冷却，出炉温度不高于200℃。中间退火后的管材再进行三道次的轧制加工，每道次的加工率分别为39.1％、43.4％和20.0％，总加工率为72.5％(见表6)，最终的尺寸为将轧制管材在真空炉中进行成品退火，退火温度为800～850℃，保温60min，出炉温度不高于150℃，得到成品管。
表5.旋锻工艺
表6.轧制工艺

Claims (6)

1.一种精密钛合金薄壁无缝小管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)对钛合金厚壁坯料管进行旋锻加工；
(2)旋锻加工后的管材进行真空退火处理；
(3)退火处理后的管材在三辊轧管机上进行轧制加工；
(4)轧制加工后的管材进行真空退火处理；
所述精密钛合金薄壁无缝小管的直径为6～20mm，厚度为0.4～1.0mm。
2.根据权利要求1所述的精密钛合金薄壁无缝小管的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述钛合金厚壁坯料管的直径为20～50mm，厚度为5～9mm。
3.根据权利要求1所述的精密钛合金薄壁无缝小管的制备方法，其特征在于，步骤(1)中至少进行三道次旋锻加工，前几道次每道次加工率不小于38％，最后一道次不大于38％，总加工率不小于70％，制得厚度2～4mm的管材。
4.根据权利要求1所述的精密钛合金薄壁无缝小管的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述真空退火处理的温度为700～850℃，时间为60～90min。
5.根据权利要求1所述的精密钛合金薄壁无缝小管的制备方法，其特征在于，步骤(3)中至少进行三道次轧制加工，前几道次每道次加工率不小于38％，最后一道次不大于38％，总加工率不小于70％，制得符合要求的管材。
6.根据权利要求1所述的精密钛合金薄壁无缝小管的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述真空退火处理的温度为650～850℃，时间为30～90min。
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