CN107537876B - 一种大口径薄壁钛无缝管的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于冶金领域，涉及大口径薄壁钛无缝管的生产方法。本发明所要解决的技术问题是提供大口径薄壁钛无缝管的生产方法，包括以下步骤：a、制备外径200～400mm、壁厚16～40mm钛管；b、去除钛管内外表面渗气层，抛光钛管外表面；c、在钛管内表面涂抹润滑剂；d、对钛管进行感应加热并推制；e、再结晶退火、酸洗；f、重复步骤b‑e直至得到外径400～800mm的钛管；g、将酸洗后的钛管内外表面涂抹润滑剂，然后冷拔；h、再结晶退火、酸洗；i、重复步骤g、h直至得到壁厚3～16mm的钛管；j、所得钛管进行真空退火处理得到钛管成品。本发明方法生产的钛管具有尺寸精度高、内外表面缺陷少、成材率高等优点。

Description

一种大口径薄壁钛无缝管的生产方法

技术领域

本发明属于冶金技术领域，特别涉及一种大口径薄壁钛无缝管的生产方法。

背景技术

随着我国国民经济及科学技术的迅猛发展，钛合金材料制备技术及产品质量得到了大幅提高，带动了钛合金应用领域的迅速扩展，近几年来对大口径(直径大于300mm)薄壁(壁厚小于16毫米)钛无缝管材的需求越来越多。因钛及钛合金价格昂贵，一般希望使用薄壁无缝管，壁厚在12毫米以下。

现有钛合金无缝管一般采用热轧或冷轧生产。

专利103128102A公开了一种钛合金油井管的生产方法，该生产方法包括：真空炉两次熔炼，多次锻造扒皮成圆坯，经环形炉加热到970-1030℃，热穿孔得到毛管，毛管经高压水除鳞后进入五机架三辊连轧机，连轧延伸系数为2.5-3，减径率为15％-25％，制得荒管；再将荒管进入定径机组，定径延伸系数为2-2.2，减径率为45％-52％，得到外径88.9mm的热轧无缝管。再将热轧无缝管进行热处理，加热到950-980℃保温1-1.5小时得到成品。该方法采用热连轧的方式进行钛合金无缝管的制造，其钛管壁厚较厚，成材率低，且因内外表面渗气层的存在导致内外表面质量差、缺陷多，尤其是内表面缺陷，难以去除，另外，轧制后还需热处理工艺才能得到成品。

专利103722043A公开了一种钛合金无缝管的生产方法及检测方法，其生产方法包括以下步骤：原材料的准备；加热；锻造；冷轧；冷拔；矫直；真空退火；成型。该方法能够生产出合格产品，但其工序复杂，成本高。

目前，穿孔、热轧或挤压只能生产外径不大于400mm、壁厚不小于16mm的钛管，无法生产更大口径同时壁厚更薄的钛管。对于薄壁钛管材生产可采用的方法有热轧管坯–机加法、热轧管坯–冷轧法、热轧管坯–旋压法三种。管坯–机加法因要将制备的薄壁钛管经多道次机加工后获得超薄壁管材，工序长，成本高，机加工变形大，尺寸精度难以保证，更重要的是管材的金相组织不佳，难以保证各项性能；管坯–热旋因钛管变形不均匀性比较大，容易引起表面裂纹，且难以保证尺寸公差及表面质量；管坯–冷轧法多适用于中等壁厚、直径较小的钛管材成形，对于薄壁管材则不太适用，存在表面质量差、壁厚不均等问题，而且，冷轧减壁的同时必须减径，这就要求热轧管坯的外径更大。

如今，工序少、高性能、低成本、高精度、大直径、薄壁钛管的制备加工已经成为大规格管材加工制备的瓶颈，急需解决。因此，有必要开发高精度大直径薄壁钛管的加工制备方法。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种大口径薄壁钛无缝管的生产方法。所述大口径是指直径大于300mm、薄壁是指壁厚小于16mm。

该方法包括以下步骤：

a、采用穿孔、热轧或挤压的方式得到外径200～400mm、壁厚16～40mm钛管；

b、采用机加工或修磨的方式去除钛管内外表面渗气层，抛光钛管外表面；

c、在钛管内表面涂抹润滑剂；所述的润滑剂为石墨、玻璃粉或阳极氧化膜中的至少一种；

d、在钛管所用原料钛或钛合金相变温度以下50～100℃对钛管进行感应加热并推制；

e、再结晶退火，然后酸洗；

f、重复步骤b-e直至得到外径400～800mm的钛管；

g、将酸洗后的钛管内外表面涂抹润滑剂，然后进行冷拔；所述的润滑剂为牛油石灰、二硫化钼、铅、铜或铜合金中的至少一种；

h、再结晶退火，然后酸洗；

i、重复步骤g、h直至得到壁厚3～16mm的钛管；

j、所得钛管进行真空退火处理得到钛管成品。

具体的，上述大口径薄壁钛无缝管的生产方法步骤g中，所述冷拔采用精密液压拔机。

本发明方法通过将现有常规方式合理地配合起来对钛管进行处理，得到了大口径薄壁钛管。本发明方法中利用钛及钛合金相变点温度以下热推制扩径来得到满足外径尺寸要求的钛管，利用精密液压拔机冷拔等径减壁，得到满足壁厚尺寸要求的钛管。本发明方法相对于现有技术，实现了大口径薄壁钛管的生产，同时还细化了钛管晶粒，改善了金相组织，提高了钛管性能。本发明方法生产的钛管具有尺寸精度高、内外表面缺陷少、成材率高等优点。因此，本发明方法为大口径薄壁钛管的生产提供了一种新的选择，具有广阔的应用前景。

具体实施方式

一种大口径薄壁钛无缝管的生产方法，包括以下步骤：

A、穿孔、热轧或挤压得到钛管，外径200～400mm、壁厚16～40mm；

B、为了避免后续工序中管开裂，对钛管内外表面进行机加工或修磨以完全去除渗气层，抛光钛管外表面；

C、钛管内表面涂抹润滑剂，润滑剂选自石墨、玻璃粉或阳极氧化膜中的任意一种；

D、推制：为了利于钛管组织，需在钛管所用原料钛或钛合金相变点温度以下50～100℃对钛管进行感应加热并推制，使钛管外径增大；

E、退火、酸洗：将推制后得到的钛合金管进行再结晶退火，然后置于酸洗液中酸洗除去因推制、退火而产生的内外表面氧化；重复步骤B-E，得到所述成品外径400～800mm的钛无缝管；

F、精拔：将酸洗后的钛管内外表面涂抹润滑剂，润滑剂选自牛油石灰、二硫化钼、铅、铜或铜合金中的任意一种，通过精密液压拔机冷拔，使钛管减壁；

G、退火、酸洗：将拔制后得到的钛管进行再结晶退火，然后置于酸洗液中酸洗除去因推制、退火而产生的内外表面氧化；重复步骤F-G，得到所述成品壁厚3～16mm的钛无缝管。

本发明方法中，所采用的方式均是本领域常规方法，在实际操作过程中，可以根据实际选择的钛管原料、存在的实际情况合理地调整各方式中涉及的参数。

本发明方法中，所采用的推制、冷拔等设备均是本领域的常规设备。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的具体实施方式进行清楚、完整的描述。

实施例1生产规格的TA2钛管

工艺流程为：热轧成356*16mm→机加工，抛光钛管外表面，钛管内表面涂抹石墨→820℃～850℃热推制成480*14.5mm→680℃退火，酸洗→修磨抛光钛管外表面，钛管内表面涂抹石墨→820℃～850℃热推制成610*14mm→680℃退火，酸洗→钛管内外表面涂抹牛油石灰→精拔成→680℃退火，酸洗→钛管内外表面涂抹牛油石灰→精拔成→真空退火→成品。

实施例2生产的TA1钛管

工艺流程为：热轧成356*16mm→机加工，抛光钛管外表面，钛管内表面涂抹石墨→810℃～840℃热推制成480*14.5mm→680℃退火，酸洗→钛管内外表面涂抹牛油石灰→精拔成→680℃退火，酸洗→钛管内外表面涂抹牛油石灰→精拔成→真空退火→成品。

实施例3生产的TA10钛管

工艺流程为：热轧成356*16mm→机加工，抛光钛管外表面，钛管内表面涂抹50％石墨+50％玻璃粉→820℃～860℃热推制成457*14.5mm→680℃退火，酸洗→修磨抛光钛管外表面，钛管内表面涂抹50％石墨+50％玻璃粉→830℃～870℃热推制成508*14mm→680℃退火，酸洗→钛管内外表面涂抹二硫化钼→精拔成→680℃退火，酸洗→钛管内外表面涂抹二硫化钼→精拔成→真空退火→成品。

从以上实施例可以看出，本发明方法生产的钛合金管具有外径尺寸精度高、壁厚尺寸精度高、内外表面缺陷少、成材率高等优点，因此，本发明方法为大口径薄壁钛无缝管的生产提供了一种新的选择，具有广阔的应用前景。

Claims (1)

1.大口径薄壁钛无缝管的生产方法，其特征在于：包括以下步骤：

a、采用穿孔、热轧或挤压的方式得到外径200～400mm、壁厚16～40mm钛管；

b、采用机加工或修磨的方式去除钛管内外表面渗气层，抛光钛管外表面；

c、在钛管内表面涂抹润滑剂；所述的润滑剂为石墨、玻璃粉或阳极氧化膜中的至少一种；

d、在钛管所用原料钛或钛合金相变温度以下50～100℃对钛管进行感应加热并推制；

e、再结晶退火，然后酸洗；

f、重复步骤b-e直至得到外径400～800mm的钛管；

g、将酸洗后的钛管内外表面涂抹润滑剂，然后进行冷拔；所述的润滑剂为牛油石灰、二硫化钼、铅、铜或铜合金中的至少一种；

h、再结晶退火，然后酸洗；

i、重复步骤g、h直至得到壁厚3～16mm的钛管；

j、所得钛管进行真空退火处理得到钛管成品。