CN105397000A - 钛合金板形锻件的轧制方法 - Google Patents

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欧阳斌
郑永灵
奚晓
刘彦成
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    • B21J5/002—Hybrid process, e.g. forging following casting
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    • B21H—MAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
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Abstract

本发明公开了一种钛合金板形锻件的轧制方法，其步骤为：先采用三镦三拔对钛合金坯料进行改锻；再对改锻后的钛合金坯料进行镦粗、冲孔、马架扩孔、轧制成高筒薄壁环件，该环件的内径尺寸为外径尺寸的85％～90％；再使用线切割，将高筒薄壁环件切割成两个半圆环件；然后在锻锤下进行拉直，得到两个板形锻件。该方法有效地避免了锻件的厚度不均匀、组织均匀性差、锻造火次多等缺陷，提高了锻件的质量，提高了生产效率。该方法用于钛合金板形锻件的生产。

Description

钛合金板形锻件的轧制方法
技术领域
本发明涉及一种板形锻件的轧制方法，特别是涉及了一种钛合金板形锻件的轧制方法。
背景技术
板形件是一种常用的结构件，目前对于该类锻件的成形，通常采用在自由锻方式，即通过自由锻锤进行锻打，使其成板形。这种方法最大的缺点在于该类锻件厚度较小，锻打的过程中温度下降太快，变形抗力增大较快，使得每锤锻打的厚度并不相同，导致最终板形锻件的厚度不均匀，而且由于各部位变形量不一致，使得锻件的组织均匀性较差，通常需要多火次锻造，加大了能源的消耗，还延长了生产周期。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种钛合金板形锻件的轧制方法，来生产板材锻件，通过采用环轧方式将锻件制成高筒薄壁环形锻件，再剪切拉直成板形锻件，有效地避免了锻件的厚度不均匀、组织均匀性差、锻造火次多等缺陷，提高了锻件的质量，提高了生产效率。
为解决上述技术问题，本发明所述钛合金板形锻件的轧制方法，其技术方案包括以下步骤：
将按规格下料的钛合金棒材加热至相变点以下30℃，按有效厚度×6min/10mm进行保温；采用三次镦粗、拔长、滚圆进行改锻，锻后空冷；终锻温度大于等于880℃；
将改锻后的坯料重新加热至780℃，按有效厚度×6min/10mm进行保温；然后进行镦粗，得到实心圆柱；再对实心圆柱进行冲孔得到空心圆柱，空心圆柱的内径尺寸为外径尺寸的30％～40％；
将所述空心圆柱经马架扩孔使其内径尺寸为外径尺寸的60％～65％；然后再上环轧机，进行终轧使其内径尺寸为外径尺寸的85％～90％，制成高筒薄壁环件；
采用线切割沿高筒薄壁环件的轴向进行切割，得到两个半圆环件，然后将半圆环件加热至250℃～300℃，在锻锤下进行拉直，得到两个板形锻件。
所述镦粗、冲孔、马架扩孔、环轧四个步骤的终锻温度均≥650℃，当温度＜650℃时，需要重新加热至780℃，再进行下一步操作。
所述钛合金为TC4合金。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明所述钛合金板形锻件的轧制方法，通过采用环轧方式将锻件制成高筒薄壁环形锻件，再剪切拉直成板形锻件，有效地避免了锻件的厚度不均匀、组织均匀性差、锻造火次多等缺陷，提高了锻件的质量，提高了生产效率。
经检测该锻件外形尺寸完整。
经检测该锻件组织均匀性较好。
经检测该锻件的室温拉伸性能，其抗拉强度为980MPa～1000MPa(大于设计使用要求的895MPa)，伸长率为0.2％时的屈服强度为945MPa～960MPa(大于设计使用要求的825MPa)，断后伸长率为11.5％～13.5％(大于设计使用要求的10％)，断面收缩率为43.5％～47.5％(大于设计使用要求的20％)。
上述检测结果表明，采用该锻件各项性能指标均符合要求。
具体实施方式
实施本发明所述的钛合金板形锻件的轧制方法，需要提供锻造加热炉、压力机、环轧机、机械手等设备。下面以材料牌号为TC4的钛合金来具体说明本发明的实施方式：
该TC4合金的化学成分(重量百分比)为：含Al量5.5％～6.8％、含V量3.5％～4.5％、含Fe量≤0.30％、含C量≤0.10％、含N量≤0.05％、含H量≤0.015％、含O量≤0.20％、其他元素单个≤0.10％且总和≤0.40％、余量为Ti。
本方法的步骤如下：
将按规格下料的钛合金棒材加热至相变点以下30℃，按有效厚度×6min/10mm进行保温；采用三次镦粗、拔长、滚圆进行改锻，锻后空冷；终锻温度大于等于880℃；
将改锻后的坯料重新加热至780℃，按有效厚度×6min/10mm进行保温；然后进行镦粗，得到实心圆柱；再对实心圆柱进行冲孔得到空心圆柱，空心圆柱的内径尺寸为外径尺寸的30％～40％；
将所述空心圆柱经马架扩孔使其内径尺寸为外径尺寸的60％～65％；然后再上环轧机，进行终轧使其内径尺寸为外径尺寸的85％～90％，制成高筒薄壁环件；
采用线切割沿高筒薄壁环件的轴向进行切割，得到两个半圆环件，然后将半圆环件加热至250℃～300℃，在锻锤下进行拉直，得到两个板形锻件。
所述镦粗、冲孔、马架扩孔、环轧四个步骤的终锻温度均≥650℃，当温度＜650℃时，需要重新加热至780℃，再进行下一步操作。

Claims (3)

1.一种钛合金板形锻件的轧制方法，其特征在于，包括以下步骤：
将按规格下料的钛合金棒材加热至相变点以下30℃，按有效厚度×6min/10mm进行保温；采用三次镦粗、拔长、滚圆进行改锻，锻后空冷；终锻温度大于等于880℃；
将改锻后的坯料重新加热至780℃，按有效厚度×6min/10mm进行保温；然后进行镦粗，得到实心圆柱；再对实心圆柱进行冲孔得到空心圆柱，空心圆柱的内径尺寸为外径尺寸的30％～40％；
将所述空心圆柱经马架扩孔使其内径尺寸为外径尺寸的60％～65％；然后再上环轧机，进行终轧使其内径尺寸为外径尺寸的85％～90％，制成高筒薄壁环件；
采用线切割沿高筒薄壁环件的轴向进行切割，得到两个半圆环件，然后将半圆环件加热至250℃～300℃，在锻锤下进行拉直，得到两个板形锻件。
2.根据权利要求1所述的钛合金板形锻件的轧制方法，其特征在于，所述钛合金为TC4合金。
3.根据权利要求1或2所述的钛合金板形锻件的轧制方法，其特征在于，所述镦粗、冲孔、马架扩孔、环轧四个步骤的终锻温度均≥650℃，当温度＜650℃时，需要重新加热至780℃，再进行下一步操作。
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