CN111014286A - 一种基于织构调控的高扭转性能钛合金丝制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供的一种基于织构调控的高扭转性能钛合金丝制备方法，在本发明实施例的技术方案中，一方面，轧制坯料的均匀化处理，通过加热轧制坯料到两相钛合金相变点以上10‑20℃，材料发生“α+β→β”相转变，消除材料拔长锻造及开坯轧制形成的轴向织构，从而获得横纵向组织性能的一致性；另一方面，引入“Y型三辊式温轧”的方式，材料塑性变形过程受力方式发生改变，以径向辊压应力为主、轴向拉应力为辅，材料与模孔壁之间为辊动摩擦，大大削弱了丝材温轧过程中轴向与径向的各向异性，横纵向组织晶粒形态和大小基本一致，从而改善丝材的径向(圆周方向)扭转性能，将大大提高钛合金丝材的断裂扭转角。
Description
技术领域
本发明属于钛合金丝制备技术领域，具体涉及一种基于织构调控的高扭转性能钛合金丝制备方法。
背景技术
传统钛合金丝材采取石墨乳润滑的孔模热拉拔，进行减径加工，效率低，且累积的单向拉拔塑性变形加工，材料塑性变形过程由原来的以轴向拉应力变形为主、径向压应力为辅，材料与模孔壁之间为滑动摩擦，丝材的晶粒沿着轴向发生择优取向，横向纵向组织差异显著，尤其纵向组织晶粒被拉长，导致轴向与纵向性能显著差异，纵向弹性模量低，塑性变形差。
发明内容
为了解决现有技术中，对钛合金拉伸时，钛合金的纵向弹性模量低，轴向与纵向性能显著差异，且塑性变形差的技术问题，本发明提供了一种基于织构调控的高扭转性能钛合金丝制备方法，本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
本发明实施例提供了一种基于织构调控的高扭转性能钛合金丝制备方法，包括：
获取坯料，其中，所述坯料为Φ60轧棒钛合金坯料；
二次轧制所述坯料，得到预处理坯料；其中所述预处理坯料为将坯料由Φ60轧棒钛合金坯料轧制成的Φ10的轧棒钛合金坯料；
按照预设方法，对所述预处理坯料进行规圆以及扒皮处理，得到二次处理坯料；其中，所述预设方法为将所述Φ10的轧棒钛合金坯料机械规圆至Φ9.5的轧棒钛合金坯料，并将所述Φ9.5的轧棒钛合金坯料扒皮至Φ9的轧棒钛合金坯料；
对所述二次处理坯料进行温轧；所述温轧的温度范围为700-800℃，所述温轧的标准为将所述二次处理坯料温轧至Φ5.3-Φ6.3；
将温轧后的二次处理坯料依次进行立矫直、去应力、立矫直、磨削处理，其中，所述磨削为将所述温轧后的二次处理坯料磨削至Φ5.0-Φ6.0，制得Φ5.0-Φ6.0的钛合金丝。
可选的，所述获取坯料包括：
加热待处理坯料，将所述待处理坯料加热至990-1020℃，持续60min；
对加热后的待处理坯料进行风冷，冷却至室温；
将风冷后的待处理坯料作为坯料。
可选的，对所述二次处理坯料进行温轧包括：
加热所述二次处理坯料，至700-800℃为止；
对加热后的二次处理坯料进行温轧，其中所述温轧所采用的方式为Y型三辊式温轧；
将加热后的二次处理坯料的直径轧至Φ5.3-Φ6.3后，停止温轧。
可选的，所述坯料的材质为Ti6Al4VELI钛合金或Ti6Al7Nb钛合金。
可选的，所述坯料为对钛合金铸锭进行开坯锻造、开坯轧制后的Φ60轧棒钛合金。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明实施例提供的一种基于织构调控的高扭转性能钛合金丝制备方法，在本发明实施例的技术方案中，一方面，轧制坯料的均匀化处理，通过加热轧制坯料到两相钛合金相变点以上10-20℃，材料发生“α+β→β”相转变，消除材料拔长锻造及开坯轧制形成的轴向织构，从而获得横纵向组织性能的一致性；另一方面，引入“Y型三辊式温轧”的方式，材料塑性变形过程受力方式发生改变，以径向辊压应力为主、轴向拉应力为辅，材料与模孔壁之间为辊动摩擦，大大削弱了丝材温轧过程中轴向与径向的各向异性，横纵向组织晶粒形态和大小基本一致，从而改善丝材的径向(圆周方向)扭转性能，将大大提高钛合金丝材的断裂扭转角。
附图说明
以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。
图1是本发明实施例提供的Ti6Al4VELI钛合金横截面和纵截面的金相组织形貌图；
图2是本发明实施例提供的Ti6Al7Nb钛合金钛合金横截面和纵截面的金相组织形貌图；
图3是本发明实施例提供的Y型三辊轧制辊型结构的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种基于织构调控的高扭转性能钛合金丝制备方法的流程图。
具体实施方式
为进一步阐述本发明达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本发明的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。
请参见图1-图4。本发明实施例提供了一种基于织构调控的高扭转性能钛合金丝制备方法，包括：
S110.获取坯料，其中，所述坯料为Φ60轧棒钛合金坯料；
S120.二次轧制所述坯料，得到预处理坯料；其中所述预处理坯料为将坯料由Φ60轧棒钛合金坯料轧制成的Φ10的轧棒钛合金坯料；
S130.按照预设方法，对所述预处理坯料进行规圆以及扒皮处理，得到二次处理坯料；其中，所述预设方法为将所述Φ10的轧棒钛合金坯料扒皮至Φ9.5的轧棒钛合金坯料，并将所述Φ9.5的轧棒钛合金坯料机械规圆至Φ9的轧棒钛合金坯料；
S140.对所述二次处理坯料进行温轧；所述温轧的温度范围为700-800℃，所述温轧的标准为将所述二次处理坯料温轧至Φ5.3-Φ6.3；
S150.将温轧后的二次处理坯料依次进行立矫直、去应力、立矫直、磨削处理，其中，所述磨削为将所述温轧后的二次处理坯料磨削至Φ5.0-Φ6.0，制得Φ5.0-Φ6.0的钛合金丝。
需要说明的是，在本发明实施例中，提供了一种钛合金丝的扭转性能分析表，请参见下表：
本发明实施例提供的一种基于织构调控的高扭转性能钛合金丝制备方法，在本发明实施例的技术方案中，一方面，轧制坯料的均匀化处理，通过加热轧制坯料到两相钛合金相变点以上10-20℃，材料发生“α+β→β”相转变，消除材料全面轴向锻造及开坯轧制形成的轴向织构，从而获得横纵向组织性能的一致性；另一方面，引入“Y型三辊式温轧”的方式，材料塑性变形过程受力方式发生改变，以径向辊压应力为主、轴向拉应力为辅，材料与模孔壁之间为辊动摩擦，大大削弱了丝材温轧过程中轴向与径向的各向异性，横纵向组织晶粒形态和大小基本一致，从而改善丝材的径向(圆周方向)扭转性能，将大大提高钛合金丝材的断裂扭转角。
进一步的，所述获取坯料包括：
加热待处理坯料，将所述待处理坯料加热至990-1020℃，持续60min；
对加热后的待处理坯料进行分冷，冷却至室温；
将分冷后的待处理坯料作为坯料。
进一步的，对所述二次处理坯料进行温轧包括：
加热所述二次处理坯料，至700-800℃为止；
对加热后的二次处理坯料进行温轧，其中所述温轧所采用的方式为Y型三辊式温轧；
将加热后的二次处理坯料的直径轧至Φ5.3-Φ6.3后，停止温轧。
具体的，请参见图3，在图3中，a为轧辊布置；b为传动方式，其中，标号1为纵轴，标号2为螺旋伞齿轮，标号3为轧辊，在采用本发明实施例的技术方案中，引入“Y型三辊式温轧”的方式，材料塑性变形过程受力方式发生改变，以径向辊压应力为主、轴向拉应力为辅，材料与模孔壁之间为辊动摩擦，大大削弱了丝材温轧过程中轴向与径向的各向异性，横纵向组织晶粒形态和大小基本一致，从而改善丝材的径向(圆周方向)扭转性能，将大大提高钛合金丝材的断裂扭转角。
进一步的，所述坯料的材质为Ti6Al4VELI钛合金或Ti6Al7Nb钛合金。
进一步的，所述坯料为对钛合金铸锭进行开坯锻造、开坯轧制后的Φ60轧棒钛合金。
本发明实施例提供的一种基于织构调控的高扭转性能钛合金丝制备方法，在本发明实施例的技术方案中，一方面，轧制坯料的均匀化处理，通过加热轧制坯料到两相钛合金相变点以上10-20℃，材料发生“α+β→β”相转变，消除材料拔长锻造及开坯轧制形成的轴向织构，从而获得横纵向组织性能的一致性；另一方面，引入“Y型三辊式温轧”的方式，材料塑性变形过程受力方式发生改变，以径向辊压应力为主、轴向拉应力为辅，材料与模孔壁之间为辊动摩擦，大大削弱了丝材温轧过程中轴向与径向的各向异性，横纵向组织晶粒形态和大小基本一致，从而改善丝材的径向(圆周方向)扭转性能，将大大提高钛合金丝材的断裂扭转角。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。
Claims (5)
1.一种基于织构调控的高扭转性能钛合金丝制备方法，其特征在于，包括：
获取坯料，其中，所述坯料为Φ60轧棒钛合金坯料；
二次轧制所述坯料，得到预处理坯料；其中所述预处理坯料为将坯料由Φ60轧棒钛合金坯料轧制成的Φ10的轧棒钛合金坯料；
按照预设方法，对所述预处理坯料进行规圆以及扒皮处理，得到二次处理坯料；其中，所述预设方法为将所述Φ10的轧棒钛合金坯料机械规圆至Φ9.5的轧棒钛合金坯料，并将所述Φ9.5的轧棒钛合金坯料扒皮至Φ9的轧棒钛合金坯料；
对所述二次处理坯料进行温轧；所述温轧的温度范围为700-800℃，所述温轧的标准为将所述二次处理坯料温轧至Φ5.3-Φ6.3；
将温轧后的二次处理坯料依次进行立矫直、去应力、立矫直、磨削处理，其中，所述磨削为将所述温轧后的二次处理坯料磨削至Φ5.0-Φ6.0，制得Φ5.0-Φ6.0的钛合金丝。
2.根据权利要求1所述的基于织构调控的高扭转性能钛合金丝制备方法，其特征在于，所述获取坯料包括：
加热待处理坯料，将所述待处理坯料加热至990-1020℃，持续60min；
对加热后的待处理坯料进行风冷，冷却至室温；
将风冷后的待处理坯料作为坯料。
3.根据权利要求1所述的基于织构调控的高扭转性能钛合金丝制备方法，其特征在于，对所述二次处理坯料进行温轧包括：
加热所述二次处理坯料，至700-800℃为止；
对加热后的二次处理坯料进行温轧，其中所述温轧所采用的方式为Y型三辊式温轧；
将加热后的二次处理坯料的直径轧至Φ5.3-Φ6.3后，停止温轧。
4.根据权利要求1所述的基于织构调控的高扭转性能钛合金丝制备方法，其特征在于，所述坯料的材质为Ti6Al4V ELI钛合金或Ti6Al7Nb钛合金。
5.根据权利要求1所述的基于织构调控的高扭转性能钛合金丝制备方法，其特征在于，所述坯料为对钛合金铸锭进行开坯锻造、开坯轧制后的Φ60轧棒钛合金。
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