CN107779666A - 一种钛合金管及制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钛合金管及制备工艺，它涉及钛合金材料的制备技术领域。所述的钛合金管的组分及各组分的重量百分比为：Al：5.6％～6.7％，V：3.6％～4.4％，Fe:0.15％‑0.3％，O：0.1％‑ 0.18％，N:0.01％‑0.14％，Ni：0.2%‑0.5%，C：0.05%‑1%，余量为钛。它的生产工艺简单、流程短、生产成本低、成材率高，适合各种钛合金大口径无缝管材的生产。且在制备过程中采用超声波设备对管材进行硬化处理，方法简单，硬化效果好。

Description

一种钛合金管及制备工艺
技术领域
本发明涉及一种钛合金管及制备工艺，属于钛合金材料的制备技术领域。
背景技术
钛合金管广泛用于石油、石化行业；航空航天领域；军工企业产品；核电行业；制药厂离心机、反应器等。钛合金耐蚀性好, 在大气中钛表面立即形成一层均匀致密的氧化膜，有抵抗多种介质侵蚀的能力。通常钛在氧化性和中性介质中具有良好的耐蚀性，在海水、湿氯气和氯化物溶液中的耐蚀性能更为优异。
现阶段多数的钛合金管材均采用板材卷制-焊接的方法进行制备，存在制造周期长、焊缝数量多、成本高、可靠性差等缺点。
且由于钛合金的硬度较低，摩擦系数大，耐磨性差等缺点，一定程度上影响了其使用寿命和应用范围。采用合适的表面硬化技术，在不降低基体力学性能的前提下，提高钛合金管材的表面硬度，是提高其表面耐磨性和使用寿命的有效途径，可以扩大高强钛合金管材的应用范围。因此，相关工程技术人员对钛合金表面硬化技术进行了广泛研究。目前公开报道可见的针对钛合金的表面硬化处理方法包括化学热处理(气体渗氮、离子氮化)、表面喷丸处理、离子注入、表面阳极氧化处理、表面涂层技术、气相沉积薄膜技术、电火花加工、激光加工等。这些硬化处理方法较为复杂，耗费成本较高。
发明内容
针对上述问题，本发明要解决的技术问题是提供一种钛合金管及制备工艺。
本发明中钛合金管的组分及各组分的重量百分比为：Al：5.6％～6.7％，V：3.6％～4.4％，Fe:0.15％-0.3％，O ：0.1％- 0.18％，N :0.01％-0.14％，Ni：0.2%-0.5%，C：0.05%-1%，余量为钛。
所述钛合金管的制备工艺为：步骤一：将钛合金管的组分原料混合后放入真空熔炼炉中，高温熔炼制成钛合金锭，接着将所述钛合金锭热轧制成钛合金棒胚，将钛合金棒胚在斜底式炉中加热、加热温度为 930℃～ 980℃；
步骤二：斜轧穿孔，将步骤一加热后的钛合金坯棒出炉后经辊道输送至穿孔机进行斜轧穿孔得到外表面温度 950～980℃的毛管；
步骤三：定径，斜轧穿孔后的毛管进行定径得到钛合金荒管，其中控制斜轧穿孔后的毛管输送至定径机的时间为 40～50s，并控制定径前毛管温度 850～930℃,定径后带温矫直，然后空冷至室温；
步骤四：将步骤三中经定径、带温矫直和空冷后的荒管采用酸洗页进行酸洗，以去除管体的内、外表面的氧化皮和渗气层，其中所述的酸洗液是由6～8份的氢氟酸、10～20 份的硝酸和余量的水构成的溶液；
步骤五：酸洗后进行液压拔制，液压拔制后进行低温去应力退火，然后立即带温矫直，得到钛合金管产品；
步骤六：由检验员逐支表检，对有裂纹、折叠、结疤、凹坑等缺陷的地方划出记号，然后对钛合金管产品进行局部修磨，使其圆滑，无棱角；
步骤七：将步骤六中经过整修后的钛合金管在超声波设备中进行超声波表面硬化加工处理，超声设备的电流值控制在0 .8A～1 .2A，处理后即得到合格的钛合金管。
本发明的有益效果：它能克服现有技术的弊端，制备出的钛合金管为无缝管材，组分配比合理，强度大，韧性好，可满足舰船用各种上层建筑排烟管系、通海系统管系、低压吹除系统管系等用高强高 韧钛合金大口径无缝管材及其它领域要求大口径钛合金管材的使用要求，且它的生产工艺简单、流程短、生产成本低、成材率高，适合各种钛合金大口径无缝管材的生产。且在制备过程中采用超声波设备对管材进行硬化处理，方法简单，硬化效果好。
具体实施方式
本具体实施方式采用以下技术方案：所述的钛合金管的组分及各组分的重量百分比为：Al：5.6％～6.7％，V：3.6％～4.4％，Fe:0.15％-0.3％，O ：0.1％- 0.18％，N :0.01％-0.14％，Ni 0.2%-0.5%，C 0.05%-1%，余量为钛。
所述钛合金管的制备工艺为：步骤一：将钛合金管的组分原料混合后放入真空熔炼炉中，高温熔炼制成钛合金锭，接着将所述钛合金锭热轧制成钛合金棒胚，将钛合金棒胚在斜底式炉中加热、加热温度为 930℃～ 980℃；
步骤二：斜轧穿孔，将步骤一加热后的钛合金坯棒出炉后经辊道输送至穿孔机进行斜轧穿孔得到外表面温度 950～980℃的毛管；
步骤三：定径，斜轧穿孔后的毛管进行定径得到钛合金荒管，其中控制斜轧穿孔后的毛管输送至定径机的时间为 40～50s，并控制定径前毛管温度 850～930℃,定径后带温矫直，然后空冷至室温；
步骤四：将步骤三中经定径、带温矫直和空冷后的荒管采用酸洗页进行酸洗，以去除管体的内、外表面的氧化皮和渗气层，其中所述的酸洗液是由6～8份的氢氟酸、10～20 份的硝酸和余量的水构成的溶液；
步骤五：酸洗后进行液压拔制，液压拔制后进行低温去应力退火，然后立即带温矫直，得到钛合金管产品；
步骤六：由检验员逐支表检，对有裂纹、折叠、结疤、凹坑等缺陷的地方划出记号，然后对钛合金管产品进行局部修磨，使其圆滑，无棱角；
步骤七：将步骤六中经过整修后的钛合金管在超声波设备中进行超声波表面硬化加工处理，超声设备的电流值控制在0 .8A～1 .2A，处理后即得到合格的钛合金管。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
实施例1: 将质量百分比为：Al 6％，V：4％，Fe:0.2%， O： 0.1％，N :0.01，％、Ni0.4%，C 0.05%，余量为钛的钛合金管的配方组分混合后放入真空熔炼炉中，高温熔炼制成钛合金锭，接着将所述钛合金锭热轧制成钛合金棒胚，将钛合金棒胚在斜底式炉中加热、加热温度为 950℃；加热后的钛合金坯棒出炉后经辊道输送至穿孔机进行斜轧穿孔得到外表面温度 960℃的毛管；斜轧穿孔后的毛管进行定径得到钛合金荒管，其中控制斜轧穿孔后的毛管输送至定径机的时间为 50s，并控制定径前毛管温度900℃ ；定径后带温矫直，然后空冷至室温；经定径、带温矫直和空冷后的荒管进行酸洗，以去除管体的内、外表面的氧化皮和渗气层，其中所述的酸洗液包含6份的氢氟酸、15份的硝酸和余量的水构成的溶液；酸洗后进行液压拔制，液压拔制后进行低温去应力退火，然后立即带温矫直，得到钛合金管产品。由检验员逐支表检，对有裂纹、折叠、结疤、凹坑等缺陷的地方划出记号，然后对钛合金管产品进行局部修磨，使其圆滑，无棱角，经过整修后的钛合金管在超声波设备中进行超声波表面硬化加工处理，超声设备的电流值控制在1.0 A，处理后即得到合格的钛合金管。

Claims (3)

1.一种钛合金管，其特征在于：所述的钛合金管的组分及各组分的重量百分比为：Al：5.6％～6.7％，V：3.6％～4.4％，Fe:0.15％-0.3％，O ：0.1％- 0.18％，N :0.01％-0.14％，Ni：0.2%-0.5%，C：0.05%-1%，余量为钛。
2. 一种钛合金管的制备工艺，其特征在于：所述的钛合金管的制备工艺为：步骤一：将钛合金管的组分原料混合后放入真空熔炼炉中，高温熔炼制成钛合金锭，接着将所述钛合金锭热轧制成钛合金棒胚，将钛合金棒胚在斜底式炉中加热、加热温度为 930℃～ 980℃；
步骤二：斜轧穿孔，将步骤一加热后的钛合金坯棒出炉后经辊道输送至穿孔机进行斜轧穿孔得到外表面温度 950～980℃的毛管；
步骤三：定径，斜轧穿孔后的毛管进行定径得到钛合金荒管，其中控制斜轧穿孔后的毛管输送至定径机的时间为 40～50s，并控制定径前毛管温度 850～930℃,定径后带温矫直，然后空冷至室温；
步骤四：将步骤三中经定径、带温矫直和空冷后的荒管采用酸洗页进行酸洗，以去除管体的内、外表面的氧化皮和渗气层，其中所述的酸洗液是由6～8份的氢氟酸、10～20 份的硝酸和余量的水构成的溶液；
步骤五：酸洗后进行液压拔制，液压拔制后进行低温去应力退火，然后立即带温矫直，得到钛合金管产品；
步骤六：由检验员逐支表检，对有裂纹、折叠、结疤、凹坑等缺陷的地方划出记号，然后对钛合金管产品进行局部修磨，使其圆滑，无棱角；
步骤七：将步骤六中经过整修后的钛合金管在超声波设备中进行超声波表面硬化加工处理，超声设备的电流值控制在0 .8A～1 .2A，处理后即得到合格的钛合金管。
3.根据权利要求2所述的一种钛合金管的制备工艺，其特征在于：所述的步骤四中酸洗液是由6 ～8份的氢氟酸、10～20 份的硝酸和余量的水构成的溶液。
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