CN106346199A - 一种钛合金汽车底板下护板的制造方法 - Google Patents

一种钛合金汽车底板下护板的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开的一种钛合金汽车底板下护板的制造方法：用海绵钛配合金包进行压电极处理得到电极块；将电极块置于真空电弧炉里熔炼得到钛锭；对钛锭进行保温后进行锻造开坯处理得到板坯；将板坯进行刨面、检验、探伤处理，若表面无裂纹则进入热轧处理；采用热轧机对无裂纹的板坯进行热轧，得到热轧板；将热轧板进行压矫平退火处理，再于退火炉中空冷；将空冷处理后的板材进行爆碱、酸洗，再经检查，确定无损伤后得到钛合金板；将钛合金板进行水切割形成钛合金切割板条；将钛合金切割板条进行机械加工，若无瑕疵则进行表面抛光处理，得到钛合金汽车底板下护板。本发明的制造方法，解决了铝合金材质汽车底盘下护板强度不足的问题。

Description

一种钛合金汽车底板下护板的制造方法
技术领域：
本发明属于合金板材制作方法技术领域，具体涉及一种钛合金汽车底板下护板的制造方法。
背景技术
牌号(TA18)钛合金板加工材料可用于制作承力结构件，同时也能广泛应用于较高强度的连接性结构材料。
在自行车比赛中，所使用的赛车一般要具有比强度高、比重轻(密度4.5)及无磁性等优点。执行国家标准GB/T3621-2007加工的钛合金板材能替代原铝合金材质制造汽车底盘下护板，这种材质的汽车底盘下护板能有效解决铝合金材质汽车底盘下护板强度不足的问题，以便于确保行车安全。由此可见，拓展钛合金板加工材料对于汽车制造行业有很深远的影响，非常值得推广。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钛合金汽车底板下护板的制造方法，有效解决了现有铝合金材质汽车底盘下护板强度不足的问题。
本发明所采用的技术方案是，一种钛合金汽车底板下护板的制造方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1、先采用海绵钛配合金包处理，再进行压电极处理，得到电极块；
步骤2、将经步骤1得到的电极块置于真空电弧炉里进行三次熔炼处理，得到钛锭；
步骤3、将经步骤2得到的钛锭先进行保温处理，然后进行锻造开坯处理，得到板坯；
步骤4、将经步骤3得到的板坯依次进行刨面、检验、探伤处理，以判断板坯表面是否存在裂纹：
若板坯表面没有存在裂纹，则进入步骤5；
若表面裂纹较浅，则进行修磨后在进入转入步骤5；
若表面裂纹较深，则要重新熔炼；
步骤5、采用热轧机对经步骤4检测后表面没有裂纹的板坯进行三次热轧处理，得到热轧板；
步骤6、将经步骤5得到的热轧板先于退火炉内进行压矫平退火处理，然后于退火炉中空冷处理；
步骤7、将经步骤6处理后得到的物质先依次进行爆碱、酸洗，用以去除氧化层，再经无损探伤检查、表面检查，确定无损伤后，得到钛合金板；
步骤8、将经步骤7得到的钛合金板进行水切割，形成钛合金切割板条；
步骤9、将经步骤8得到的钛合金切割板条进行机械加工，再检查和测量尺寸，若没有瑕疵，则进行表面抛光处理，得到钛合金汽车底板下护板。
本发明的特点还在于：
步骤1具体按照以下步骤实施：
步骤a、根据压力机槽容量，称取占比80％以上的海绵钛做为主要原料，再分别称取占比10％以下的铝、钒以及占比≤0.5％以下的铁、氧中间合金，其中，铝、钒、铁、氧共同构成合金包；
步骤b，经步骤a后，将海绵钛与合金包分层放置于压力机槽内，在4500T压力机下压制成电极块。
步骤2中，熔炼时采用坩埚盛装电极块，且所述坩埚的直径为ф390mm～560mm。
在步骤2中：
第一次熔炼的工艺参数为：起弧电流为2200A～3500A，电压为27V～30V，真空度为6.8E-0～1.4E-0；熔炼采用电流为6000A～9000A，电压为33V～35V，真空度1.5E·1～5.0E·0，稳弧3～8，冷却时间为2.5h～5.5h，水温在60℃以下；
第二次熔炼的工艺参数为：采用起弧电流2.2KA～3.5KA，电压、真空度与第一次熔炼相同，电压为27V～30V，真空度为6.8E-0～1.4E-0；熔炼采用电流8KA～22.5KA，电压32V～35V，真空度8.5E·0～1.2E-1，稳弧3～10，冷却时间4h～8h，水温在60℃以下；
第三次熔炼的工艺参数与第二次熔炼的工艺参数完全相同：采用起弧电流2.2KA～3.5KA，电压、真空度与第一次熔炼相同，电压为27V～30V，真空度为6.8E-0～1.4E-0；熔炼采用电流8KA～22.5KA，电压32V～35V，真空度8.5E·0～1.2E-1，稳弧3～10，冷却时间4h～8h，水温在60℃以下。
在步骤3中，保温处理的温度为1050℃～1150℃，保温时间为250min～290min。
在步骤3中，锻造开坯处理中采用的是3500T油压机锻造。
在步骤5中采用的热轧机的宽度为2400mm；
第一次热轧的温度为1100℃～1200℃，热轧后保温160min～200min；
第二次热轧的温度为950℃～1050℃，热轧后保温130min～170min；
第三次热轧的温度为900℃～980℃，热轧后保温100min～140min。
在步骤6中：压矫平退火处理过程中，温度控制为700℃～800℃，保温时间为110min～130min；
在所述步骤6中，退火炉中空冷处理的时间为一周。
本发明的有益效果在于：
(1)利用本发明一种钛合金汽车底板下护板的制造方法制造出的钛合金汽车底盘下护板解决了目前广泛使用的铝合金护板强度不足的问题。
(2)利用本发明一种钛合金汽车底板下护板的制造方法制造出的钛合金汽车底盘下护属于低强度结构材料，其优点是重量轻，抗拉强度约为300Mpa。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种钛合金汽车底板下护板的制造方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1、先采用海绵钛配合金包处理，再进行压电极处理，得到电极块；具体按照以下步骤实施：
步骤a、根据压力机槽容量，将占比80％以上的海绵钛做为主要原料，分别称取占比10％以下的铝、钒以及占比≤0.5％以下的铁、氧中间合金，将所有原料包成合金包；
步骤b，将海绵钛与步骤a中形成的合金包进行配比，并将海绵钛与合金包分层放置于压力机槽内，在4500T压力机下压制成电极块。
步骤2、将经步骤1得到的电极块置于真空电弧炉里进行三次熔炼处理，得到钛锭，具体如下：
熔炼时采用坩埚盛装电极块，且该坩埚的直径为ф390mm～560mm；
第一次熔炼的工艺参数为：起弧电流为2200A～3500A，电压为27V～30V，真空度为6.8E-0～1.4E-0；熔炼采用电流为6000A～9000A，电压为33V～35V，真空度1.5E·1～5.0E·0，稳弧3～8，冷却时间为2.5h～5.5h，水温在60℃以下；
第二次熔炼的工艺参数为：采用起弧电流2.2KA～3.5KA，电压、真空度与第一次熔炼相同，电压为27V～30V，真空度为6.8E-0～1.4E-0；熔炼采用电流8KA～22.5KA，电压32V～35V，真空度8.5E·0～1.2E-1，稳弧3～10，冷却时间4h～8h，水温在60℃以下；
第三次熔炼的工艺参数与第二次熔炼的工艺参数完全相同：采用起弧电流2.2KA～3.5KA，电压、真空度与第一次熔炼相同，电压为27V～30V，真空度为6.8E-0～1.4E-0；熔炼采用电流8KA～22.5KA，电压32V～35V，真空度8.5E·0～1.2E-1，稳弧3～10，冷却时间4h～8h，水温在60℃以下。
步骤3、将经步骤2得到的钛锭先进行保温处理，然后进行锻造开坯处理，得到板坯；
其中，保温处理的温度为1050℃～1150℃，保温时间为250min～290min；
锻造开坯处理时采用的是3500T油压机锻造。
步骤4、将经步骤3得到的板坯依次进行刨面、检验、探伤处理，以判断板坯表面是否存在裂纹：
若板坯表面没有存在裂纹，则进入步骤5；
若表面裂纹较浅，则进行修磨后在进入转入步骤5；
若表面裂纹较深，则要重新熔炼或加工其它较小的工件。
步骤5、采用热轧机对经步骤4检测后表面没有裂纹的板坯进行三次热轧处理，得到热轧板；
其中，热轧机的宽度为2400mm；
第一次热轧的温度为1100℃～1200℃，热轧后保温160min～200min；
第二次热轧的温度为950℃～1050℃，热轧后保温130min～170min；
第三次热轧的温度为900℃～980℃，热轧后保温100min～140min。
步骤6、将经步骤5得到的热轧板先于退火炉内进行压矫平退火处理，然后于退火炉中空冷处理；
其中，压矫平退火处理过程中：温度控制为：700℃～800℃，保温时间为110min～130min；
在退火炉中空冷处理的时间为一周。
步骤7、将经步骤6处理后得到的物质先依次进行爆碱、酸洗，用以去除氧化层，再经无损探伤检查、表面检查，确定无损伤后，得到钛合金板。
步骤8、将经步骤7得到的钛合金板进行水切割，形成钛合金切割板条。
步骤9、将经步骤8得到的钛合金切割板条进行机械加工，再检查和测量尺寸，若没有瑕疵，则进行表面抛光处理，得到钛合金汽车底板下护板。
实施例1
根据压力机槽容量，将占比80％以上的海绵钛做为主要原料，分别称取占比10％以下的铝、钒以及占比≤0.5％以下的铁、氧中间合金，将所有原料包成合金包；将海绵钛与步骤a中形成的合金包进行配比，并将海绵钛与合金包分层放置于压力机槽内，在4500T压力机下压制成电极块；
将得到的电极块置于真空电弧炉里进行三次熔炼处理，得到钛锭，熔炼时采用坩埚盛装电极块，且该坩埚的直径为ф390mm；第一次熔炼的工艺参数为：起弧电流为2200A，电压为27V，真空度为6.8E-0；熔炼采用电流为6000A，电压为33V，真空度1.5E·1，稳弧3，冷却时间为2.5h，水温在60℃以下；第二次熔炼的工艺参数为：采用起弧电流2.2KA，电压、真空度与第一次熔炼相同，电压为27V，真空度为6.8E-0；熔炼采用电流8KA，电压32V，真空度8.5E·0，稳弧3，冷却时间4h，水温在60℃以下；第三次熔炼的工艺参数与第二次熔炼的工艺参数完全相同：采用起弧电流2.2KA，电压、真空度与第一次熔炼相同，电压为27V，真空度为6.8E-0；熔炼采用电流8KA，电压32V，真空度8.5E·0，稳弧3，冷却时间4h，水温在60℃以下；
将得到的钛锭先进行保温处理，然后进行锻造开坯处理，得到板坯，其中，保温处理的温度为1050℃，保温时间为250min；锻造开坯处理时采用的是3500T油压机锻造；
将得到的板坯依次进行刨面、检验、探伤处理，以判断板坯表面是否存在裂纹：若板坯表面没有存在裂纹，则进入后序步骤；若表面裂纹较浅，则进行修磨后在进入转入后序步骤；若表面裂纹较深，则要重新熔炼或加工其它较小的工件；
采用热轧机对检测后表面没有裂纹的板坯进行三次热轧处理，得到热轧板；其中，热轧机的宽度为2400mm；第一次热轧的温度为1100℃，热轧后保温160min；第二次热轧的温度为950℃，热轧后保温130min；第三次热轧的温度为900℃，热轧后保温100min；
将得到的热轧板先于退火炉内进行压矫平退火处理，然后于退火炉中空冷处理；其中，压矫平退火处理过程中：温度控制为：700℃，保温时间为110min；在退火炉中空冷处理的时间为一周。
将得到的物质先依次进行爆碱、酸洗，用以去除氧化层，再经无损探伤检查、表面检查，确定无损伤后，得到钛合金板；
将得到的钛合金板进行水切割，形成钛合金切割板条；
将得到的钛合金切割板条进行机械加工，再检查和测量尺寸，若没有瑕疵，则进行表面抛光处理，得到钛合金汽车底板下护板。
实施例2
根据压力机槽容量，将占比80％以上的海绵钛做为主要原料，分别称取占比10％以下的铝、钒以及占比≤0.5％以下的铁、氧中间合金，将所有原料包成合金包；将海绵钛与步骤a中形成的合金包进行配比，并将海绵钛与合金包分层放置于压力机槽内，在4500T压力机下压制成电极块；
将得到的电极块置于真空电弧炉里进行三次熔炼处理，得到钛锭，熔炼时采用坩埚盛装电极块，且该坩埚的直径为ф480mm；第一次熔炼的工艺参数为：起弧电流为2800A，电压为28V，真空度为6.8E-0；熔炼采用电流为7500A，电压为34V，真空度1.5E·1，稳弧3，冷却时间为3.5h，水温在60℃以下；第二次熔炼的工艺参数为：采用起弧电流2.8KA，电压、真空度与第一次熔炼相同，电压为29V，真空度为6.8E-0；熔炼采用电流15KA，电压34V，真空度8.5E·0，稳弧6，冷却时间6h，水温在60℃以下；第三次熔炼的工艺参数与第二次熔炼的工艺参数完全相同：采用起弧电流3KA，电压、真空度与第一次熔炼相同，电压为28V，真空度为6.8E-0；熔炼采用电流15KA，电压33V，真空度8.5E·0，稳弧7，冷却时间6h，水温在60℃以下；
将得到的钛锭先进行保温处理，然后进行锻造开坯处理，得到板坯，其中，保温处理的温度为1100℃，保温时间为270min；锻造开坯处理时采用的是3500T油压机锻造；
将得到的板坯依次进行刨面、检验、探伤处理，以判断板坯表面是否存在裂纹：若板坯表面没有存在裂纹，则进入后序步骤；若表面裂纹较浅，则进行修磨后在进入转入后序步骤；若表面裂纹较深，则要重新熔炼或加工其它较小的工件；
采用热轧机对检测后表面没有裂纹的板坯进行三次热轧处理，得到热轧板；其中，热轧机的宽度为2400mm；第一次热轧的温度为1150℃，热轧后保温180min；第二次热轧的温度为1000℃，热轧后保温150min；第三次热轧的温度为940℃，热轧后保温120min；
将得到的热轧板先于退火炉内进行压矫平退火处理，然后于退火炉中空冷处理；其中，压矫平退火处理过程中：温度控制为：750℃，保温时间为120min；在退火炉中空冷处理的时间为一周。
将得到的物质先依次进行爆碱、酸洗，用以去除氧化层，再经无损探伤检查、表面检查，确定无损伤后，得到钛合金板；
将得到的钛合金板进行水切割，形成钛合金切割板条；
将得到的钛合金切割板条进行机械加工，再检查和测量尺寸，若没有瑕疵，则进行表面抛光处理，得到钛合金汽车底板下护板。
实施例3
根据压力机槽容量，将占比80％以上的海绵钛做为主要原料，分别称取占比10％以下的铝、钒以及占比≤0.5％以下的铁、氧中间合金，将所有原料包成合金包；将海绵钛与步骤a中形成的合金包进行配比，并将海绵钛与合金包分层放置于压力机槽内，在4500T压力机下压制成电极块。
将经得到的电极块置于真空电弧炉里进行三次熔炼处理，得到钛锭，熔炼时采用坩埚盛装电极块，且该坩埚的直径为560mm；第一次熔炼的工艺参数为：起弧电流为3500A，电压为30V，真空度为1.4E-0；熔炼采用电流为9000A，电压为35V，真空度5.0E·0，稳弧8，冷却时间为5.5h，水温在60℃以下；第二次熔炼的工艺参数为：采用起弧电流3.5KA，电压、真空度与第一次熔炼相同，电压为30V，真空度为1.4E-0；熔炼采用电流22.5KA，电压为35V，真空度81.2E-1，稳弧3～10，冷却时间8h，水温在60℃以下；第三次熔炼的工艺参数与第二次熔炼的工艺参数完全相同：采用起弧电流3.5KA，电压、真空度与第一次熔炼相同，电压为30V，真空度为1.4E-0；熔炼采用电流22.5KA，电压35V，真空度1.2E-1，稳弧10，冷却时间8h，水温在60℃以下；
将得到的钛锭先进行保温处理，然后进行锻造开坯处理，得到板坯，其中，保温处理的温度为1150℃，保温时间为290min；锻造开坯处理时采用的是3500T油压机锻造。
将得到的板坯依次进行刨面、检验、探伤处理，以判断板坯表面是否存在裂纹：若板坯表面没有存在裂纹，则进入后序步骤；若表面裂纹较浅，则进行修磨后在进入转入后序步骤；若表面裂纹较深，则要重新熔炼或加工其它较小的工件。
采用热轧机对检测后表面没有裂纹的板坯进行三次热轧处理，得到热轧板；其中，热轧机的宽度为2400mm；第一次热轧的温度为1200℃，热轧后保温200min；第二次热轧的温度为1050℃，热轧后保温170min；第三次热轧的温度为980℃，热轧后保温140min；
将得到的热轧板先于退火炉内进行压矫平退火处理，然后于退火炉中空冷处理；其中，压矫平退火处理过程中：温度控制为：800℃，保温时间为130min；在退火炉中空冷处理的时间为一周；
将处理后得到的物质先依次进行爆碱、酸洗，用以去除氧化层，再经无损探伤检查、表面检查，确定无损伤后，得到钛合金板；
将得到的钛合金板进行水切割，形成钛合金切割板条；
将得到的钛合金切割板条进行机械加工，再检查和测量尺寸，若没有瑕疵，则进行表面抛光处理，得到钛合金汽车底板下护板。
利用本发明一种钛合金汽车底板下护板的制造方法制造出的钛合金汽车底板下护板，其化学成分具体如表1所示；
表1钛合金汽车底板下护板的化学成分表
注：α+β型钛、铝、钒合金。
利用本发明一种钛合金汽车底板下护板的制造方法制造出的钛合金汽车底板下护板，其物理性能具体如表2所示；
表2钛合金汽车底板下护板的物理性能表
利用本发明一种钛合金汽车底板下护板的制造方法制造出的钛合金汽车底盘下护板解决了目前广泛使用的铝合金护板强度不足的问题；另外，利用本发明一种钛合金汽车底板下护板的制造方法制造出的钛合金汽车底盘下护属于低强度结构材料，其优点是重量轻，抗拉强度约为300Mpa。

Claims (9)

1.一种钛合金汽车底板下护板的制造方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
步骤1、先采用海绵钛配合金包处理，再进行压电极处理，得到电极块；
步骤2、将经步骤1得到的电极块置于真空电弧炉里进行三次熔炼处理，得到钛锭；
步骤3、将经步骤2得到的钛锭先进行保温处理，然后进行锻造开坯处理，得到板坯；
步骤4、将经步骤3得到的板坯依次进行刨面、检验、探伤处理，以判断板坯表面是否存在裂纹：
若板坯表面没有存在裂纹，则进入步骤5；
若表面裂纹较浅，则进行修磨后在进入转入步骤5；
若表面裂纹较深，则要重新熔炼；
步骤5、采用热轧机对经步骤4检测后表面没有裂纹的板坯进行三次热轧处理，得到热轧板；
步骤6、将经步骤5得到的热轧板先于退火炉内进行压矫平退火处理，然后于退火炉中空冷处理；
步骤7、将经步骤6处理后得到的物质先依次进行爆碱、酸洗，用以去除氧化层，再经无损探伤检查、表面检查，确定无损伤后，得到钛合金板；
步骤8、将经步骤7得到的钛合金板进行水切割，形成钛合金切割板条；
步骤9、将经步骤8得到的钛合金切割板条进行机械加工，再检查和测量尺寸，若没有瑕疵，则进行表面抛光处理，得到钛合金汽车底板下护板。
2.根据权利要求1所述的一种钛合金汽车底板下护板的制造方法，其特征在于，所述步骤1具体按照以下步骤实施：
步骤a、根据压力机槽容量，称取占比80％以上的海绵钛做为主要原料，再分别称取占比10％以下的铝、钒以及占比≤0.5％以下的铁、氧中间合金，其中，铝、钒、铁、氧共同构成合金包；
步骤b，经步骤a后，将海绵钛与合金包分层放置于压力机槽内，在4500T压力机下压制成电极块。
3.根据权利要求1所述的一种钛合金汽车底板下护板的制造方法，其特征在于，所述步骤2中，熔炼时采用坩埚盛装电极块，且所述坩埚的直径为ф390mm～560mm。
4.根据权利要求1或3所述的一种钛合金汽车底板下护板的制造方法，其特征在于，在所述步骤2中：
第一次熔炼的工艺参数为：起弧电流为2200A～3500A，电压为27V～30V，真空度为6.8E-0～1.4E-0；熔炼采用电流为6000A～9000A，电压为33V～35V，真空度1.5E·1～5.0E·0，稳弧3～8，冷却时间为2.5h～5.5h，水温在60℃以下；
第二次熔炼的工艺参数为：采用起弧电流2.2KA～3.5KA，电压、真空度与第一次熔炼相同，电压为27V～30V，真空度为6.8E-0～1.4E-0；熔炼采用电流8KA～22.5KA，电压32V～35V，真空度8.5E·0～1.2E-1，稳弧3～10，冷却时间4h～8h，水温在60℃以下；
第三次熔炼的工艺参数与第二次熔炼的工艺参数完全相同：采用起弧电流2.2KA～3.5KA，电压、真空度与第一次熔炼相同，电压为27V～30V，真空度为6.8E-0～1.4E-0；熔炼采用电流8KA～22.5KA，电压32V～35V，真空度8.5E·0～1.2E-1，稳弧3～10，冷却时间4h～8h，水温在60℃以下。
5.根据权利要求1所述的一种钛合金汽车底板下护板的制造方法，其特征在于，在所述步骤3中，保温处理的温度为1050℃～1150℃，保温时间为250min～290min。
6.根据权利要求1所述的一种钛合金汽车底板下护板的制造方法，其特征在于，在所述步骤3中，锻造开坯处理中采用的是3500T油压机锻造。
7.根据权利要求1所述的一种钛合金汽车底板下护板的制造方法，其特征在于，在所述步骤5中采用的热轧机的宽度为2400mm；
所述第一次热轧的温度为1100℃～1200℃，热轧后保温160min～200min；
所述第二次热轧的温度为950℃～1050℃，热轧后保温130min～170min；
所述第三次热轧的温度为900℃～980℃，热轧后保温100min～140min。
8.根据权利要求1所述的一种钛合金汽车底板下护板的制造方法，其特征在于，在所述步骤6中：
压矫平退火处理过程中，温度控制为700℃～800℃，保温时间为110min～130min。
9.根据权利要求1所述的一种钛合金汽车底板下护板的制造方法，其特征在于，在所述步骤6中，退火炉中空冷处理的时间为一周。
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