CN111530962B - 用于小口径厚壁钛合金无缝管的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生产方法，尤其是公开了一种用于小口径厚壁钛合金无缝管的生产方法，属于钛合金型材成型工艺技术领域。提供一种工艺流程相对较短，生产成本相对较低的用于小口径厚壁钛合金无缝管的生产方法。所述的生产方法以理化处理合格的钛合金车光圆棒为坯料，采用电火花穿孔、电火花切割工序一次性制成十二至十五件小口径厚壁钛合金无缝管粗坯，并使每一件小口径厚壁钛合金无缝管粗坯的外径比成品管大0.7～1.5mm，壁厚厚0.10～0.25mm，然后再分别采用三辊冷轧管机一次冷轧成单根的小口径厚壁钛合金无缝管半成品，最后通过真空退火、矫直、酸洗获得各根质量合格的小口径厚壁钛合金无缝管。
Description
技术领域
本发明涉及一种生产方法，尤其是涉及一种用于小口径厚壁钛合金无缝管的生产方法，属于钛合金型材成型工艺技术领域。
背景技术
对于小口径通常指外径小于等于12mm，厚壁通常指内径小于等于5mm的TA18钛合金无缝管的生产，现有工艺采用挤压+冷轧方式进行。生产中因挤压管坯一般直径较大，通常规格如45×6,从45×6规格冷轧到Φ6×1.5需经十几道次冷轧，每个道次冷轧前进行需真空退火、内外表面修磨，加工工序长，成材率低，成本高。申请号为201410788184.2的专利提到一种精密钛合金薄壁无缝小管的制备方法，对厚壁无缝管坯进行多道次旋锻和多道次三辊冷轧得到钛合金薄壁无缝小管；申请号为201510997652.1专利提到另一种高精度高强钛合金无缝管的制备方法，采用锻造-锻棒钻孔-多道次三辊冷轧-内外表面磨的工艺得到中等口径的高精度高强钛合金无缝管。这两个专利工艺的缺点同样是工序多，成本高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种工艺流程相对较短，生产成本相对较低的用于小口径厚壁钛合金无缝管的生产方法。
为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种用于小口径厚壁钛合金无缝管的生产方法，所述的生产方法以理化处理合格的钛合金车光圆棒为坯料，采用电火花穿孔、电火花切割工序一次性制成十二至十五件小口径厚壁钛合金无缝管粗坯，并使每一件小口径厚壁钛合金无缝管粗坯的外径比成品管大0.7～1.5mm，壁厚厚0.10～0.25mm，然后再分别采用三辊冷轧管机一次冷轧成单根的小口径厚壁钛合金无缝管半成品，最后通过真空退火、矫直、酸洗获得各根质量合格的小口径厚壁钛合金无缝管。
进一步的是，在对小口径厚壁钛合金无缝管半成品进行退火时采用真空退火工艺，退火控制温度为600℃保温1h，随后炉冷。
上述方案的优选方式是，坯料进行车光前，先进行理化处理，所述的理化处理是按下述步骤进行的，
先采用三次VAR熔炼获得TA18钛合金铸锭，然后将钛合金铸锭进行三墩三拔开坯制成钛合金圆坯，接着将钛合金圆坯在高温下进行钛合金盘圆并通过一次精锻机减径制成钛合金圆坯棒，最后对钛合金圆坯棒进行矫直和退火完成所述的理化处理工作。
进一步的是，在将钛合金圆坯棒进行车光获取车光钛合金棒坯料前，先对钛合金圆坯棒进行退火处理，其退火控制温度为750℃保温1h，然后空冷。
上述方案的优选方式是，理化处理、退火完成后的钛合金圆坯棒车完外圆再进行AA级探伤。
进一步的是，所述的VAR熔炼为真空自耗式熔炼炉熔炼。
上述方案的优选方式是，通过退火、矫直和酸洗后的小口径厚壁钛合金无缝管的外径公差为D±0.01mm，壁厚公差小于0.06mm，内表面粗糙度小于1.6微米，外表面粗糙度小于0.8 微米。
本发明的有益效果是：本申请提供的生产方法以理化处理合格的钛合金车光圆棒为坯料，采用电火花穿孔、电火花切割工序一次性制成十二至十五件小口径厚壁钛合金无缝管粗坯，并使每一件小口径厚壁钛合金无缝管粗坯的外径比成品管大0.7～1.5mm，壁厚厚0.10～ 0.25mm，然后再分别采用三辊冷轧管机一次冷轧成单根的小口径厚壁钛合金无缝管半成品，最后通过真空退火、矫直、酸洗获得各根合格的小口径厚壁钛合金无缝管。这样，由于本申请提供的上述生产方法不需要直接将厚壁无缝钛合金厚壁管经过多次轧制进行缩径和减壁，而是采用电火花穿孔和切割工序直接在钛合金车光棒上打出多个内径适中的孔，然后再分别切割成多根外径适应的钛合金无缝厚壁管，接着通过三辊冷轧管机分别一次性的冷轧成多根内、外径和壁厚均符合要求的钛合金无缝管，省去了生产过程中的多次、多道轧制、退火、内外表面修磨等大量延长工艺流程的操作，也就是在本申请提供的生产方法中，只进行一个道次的冷轧，以及空退火、矫直、酸洗，从而显著的缩短了工艺流程，进而达到尽量降低生产成本的目的。
附图说明
图1为本发明用于小口径厚壁钛合金无缝管的生产方法涉及到的电火花打孔完成后的钛合金车光圆棒坯料切割前的横截面示意图。
图中标记为：钛合金车光圆棒坯料1、电火花穿孔工艺获得的孔2。
具体实施方式
如图1所示是本发明提供的一种工艺流程相对较短，生产成本相对较低的用于小口径厚壁钛合金无缝管的生产方法。所述的生产方法以理化处理合格的钛合金车光圆棒为坯料，采用电火花穿孔、电火花切割工序一次性制成十二至十五件小口径厚壁钛合金无缝管粗坯，并使每一件小口径厚壁钛合金无缝管粗坯的外径比成品管大0.7～1.5mm，壁厚厚0.10～ 0.25mm，然后再分别采用三辊冷轧管机一次冷轧成单根的小口径厚壁钛合金无缝管半成品，最后通过真空退火、矫直、酸洗获得各根合格的小口径厚壁钛合金无缝管。本申请提供的生产方法以理化处理合格的钛合金车光圆棒为坯料，采用电火花穿孔、电火花切割工序一次性制成十二至十五件小口径厚壁钛合金无缝管粗坯，并使每一件小口径厚壁钛合金无缝管粗坯的外径比成品管大0.7～1.5mm，壁厚厚0.10～0.25mm，然后再分别采用三辊冷轧管机一次冷轧成单根的小口径厚壁钛合金无缝管半成品，最后通过真空退火、矫直、酸洗获得各根合格的小口径厚壁钛合金无缝管。这样，由于本申请提供的上述生产方法不需要直接将厚壁无缝钛合金厚壁管经过多次轧制进行缩径和减壁，而是采用电火花穿孔和切割工序直接在钛合金车光棒上打出多个内径适中的孔，然后再分别切割成多根外径适应的钛合金无缝厚壁管，接着通过三辊冷轧管机分别一次性的冷轧成多根内、外径和壁厚均符合要求的钛合金无缝管，省去了生产过程中的多次、多道轧制、退火、内外表面修磨等大量延长工艺流程的操作，也就是在本申请提供的生产方法中，只进行一个道次的冷轧，以及空退火、矫直、酸洗，从而显著的缩短了工艺流程，进而达到尽量降低生产成本的目的。
上述实施方式中，为了保证和提高以本申请提供的生产方法生产的小口径厚壁钛合金无缝管的理化性能，不仅要注意退火、矫直的工艺参数，而且对钛合金车光圆棒坯料的加工路径也需要进行控制，具体步骤如下，坯料进行车光前，先进行理化处理，所述的理化处理是按下述步骤进行的，先采用三次VAR熔炼获得TA18钛合金铸锭，然后将钛合金铸锭进行三墩三拔开坯制成圆坯，接着将圆坯在高温下进行钛合金盘圆并通过一次精锻机减径制成圆棒，最后对圆棒进行矫直和退火完成所述的理化处理工作。而且在理化处理完成后的圆棒车完外圆再进行AA级探伤。相应的，所述的VAR熔炼为真空自耗式熔炼炉熔炼。而所述的退火、矫直工序为，在对小口径厚壁钛合金无缝管半成品进行退火时采用真空退火工艺，其控制温度为600℃保温1h，炉冷。
当然，为了提高车光坯料的理化性能，在车光前还需要对先对钛合金圆坯棒进行退火处理，其退火控制温度为750℃保温1h，然后空冷。当然，待小口径厚壁钛合金无缝管一次性轧制成型后再进行质量检查，要求通过退火、矫直和酸洗后的小口径厚壁钛合金无缝管的外径公差为D±0.01mm，壁厚公差小于0.06mm，内表面粗糙度小于1.6微米，外表面粗糙度小于0.8微米。
综上所述，本申请所述的三次VAR熔炼保证了TA18钛合金均匀的成分；三墩三拔开坯和精锻保证TA18钛合金圆棒组织均匀，探伤能够达到AA级；在一支大直径圆棒上通过电火花打孔、线切割切出数支钛合金坯料管比在一支小直径圆棒上通过电火花打孔、线切割切出一支钛合金坯料管要更稳定，同时也省去了从大直径圆棒到小直径圆棒的多道加热、锻造、退火工序；线切割切出的数支钛合金坯料管尺寸精度高、壁厚均匀，只需一个道次冷轧就可达到成品尺寸，三辊冷轧的目的是进一步提高钛管尺寸精度、改善内外表面粗糙度、提高强度；最后经真空退火、矫直、酸洗、检查、包装得到成品管。采用本申请上述的生产方法生产的小口径厚壁钛合金无缝管的钛合金成分均匀；钛合金无缝管尺寸精度高、强度塑性匹配性好；加工工序少，成材率高，成本低。
具体实施例
本发明的目的是提供一种小口径厚壁钛合金无缝管的生产方法。
本发明是通过以下技术方案实现的，
本发明涉及小口径厚壁TA18钛合金无缝管的生产方法，包括步骤：
步骤一：三次VAR熔炼得到TA18钛合金铸锭；
步骤二：将步骤一的钛合金铸锭三墩三拔开坯成圆坯；
步骤三：将步骤二的圆坯在高温将钛合金盘圆通过一次精锻机减径成圆棒，并对圆棒矫直，退火，车外圆，AA级探伤获得钛合金车光圆棒坯料1；
步骤四：在步骤三的圆棒上电火花打数个穿丝孔，线切割切出数支钛合金坯料管，坯料管外径比成品管大0.7～1.5mm，壁厚厚0.10～0.25mm；
步骤五：将步骤四的钛合金坯料管在三辊冷轧管机上冷轧一个道次达到成品无缝管尺寸；
步骤六：对步骤五的无缝管真空退火、矫直、酸洗、检查、包装。
本申请所述的三次VAR熔炼保证了TA18钛合金均匀的成分；三墩三拔开坯和精锻保证 TA18钛合金圆棒组织均匀，探伤能够达到AA级；在一支大直径圆棒上通过电火花打孔、线切割切出数支钛合金坯料管比在一支小直径圆棒上通过电火花打孔、线切割切出一支钛合金坯料管要更稳定，同时也省去了从大直径圆棒到小直径圆棒的多道加热、锻造、退火工序；线切割切出的数支钛合金坯料管尺寸精度高、壁厚均匀，只需一个道次冷轧就可达到成品尺寸，三辊冷轧的目的是进一步提高钛管尺寸精度、改善内外表面粗糙度、提高强度；最后经真空退火、矫直、酸洗、检查、包装得到成品管。采用本申请上述的生产方法生产的小口径厚壁钛合金无缝管的钛合金成分均匀；钛合金无缝管尺寸精度高、强度塑性匹配性好；加工工序少，成材率高，成本低。
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例一
生产规格为Φ6×1.5的TA18钛合金无缝管。
采用的生产工艺流程为：三次真空自耗→Φ290铸锭→水压机三墩三拔开坯成Φ80圆坯→电炉加热、一次精锻成Φ40黑皮圆棒→退火→矫直→车光成Φ35圆棒→AA级探伤→电火花打15个穿丝孔→线切割成15支Φ7×1.7钛管→三辊冷轧管机冷轧成15支Φ6×1.5→真空退火→矫直、酸洗、检查、包装。
其中，Φ40黑皮圆棒退火工艺为750℃保温1h，空冷；15支Φ6×1.5真空退火工艺为600℃保温1h，炉冷。
本实施例所制得的TA18钛合金无缝管的外径公差为D±0.01mm，壁厚公差小于0.06mm，内表面粗糙度小于1.6微米，外表面粗糙度小于0.8微米。
实施例二
生产规格为Φ5×1.5的TA18钛合金无缝管。
采用的生产工艺流程为：三次真空自耗→Φ290铸锭→水压机三墩三拔开坯成Φ80圆坯→电炉加热、一次精锻成Φ38黑皮圆棒→退火→矫直→车光成Φ33圆棒→AA级探伤→电火花打15个穿丝孔→线切割成15支Φ6×1.7钛管→三辊冷轧管机冷轧成15支Φ5×1.5→真空退火→矫直、酸洗、检查、包装。
其中，Φ38黑皮圆棒的退火工艺为750℃保温1h，空冷；15支Φ5×1.5成品的真空退火工艺为600℃保温1h，炉冷。
本实施例所制得的TA18钛合金无缝管的外径公差为D±0.01mm，壁厚公差小于0.06mm，内表面粗糙度小于1.6微米，外表面粗糙度小于0.8微米。
Claims (6)
1.一种用于小口径厚壁钛合金无缝管的生产方法，其特征在于：所述的生产方法以理化处理合格的钛合金车光圆棒为坯料，采用电火花穿孔、电火花切割工序一次性制成十二至十五件小口径厚壁钛合金无缝管粗坯，并使每一件小口径厚壁钛合金无缝管粗坯的外径比成品管大0.7～1.5mm，壁厚厚0.10～0.25mm，然后再分别采用三辊冷轧管机一次冷轧成单根的小口径厚壁钛合金无缝管半成品，最后通过真空退火、矫直、酸洗获得各根质量合格的小口径厚壁钛合金无缝管。
2.根据权利要求1所述的用于小口径厚壁钛合金无缝管的生产方法，其特征在于：在对小口径厚壁钛合金无缝管半成品进行退火时采用真空退火工艺，退火控制温度为600℃保温1h，随后炉冷。
3.根据权利要求1或2所述的用于小口径厚壁钛合金无缝管的生产方法，其特征在于：坯料进行车光前，先进行理化处理，所述的理化处理是按下述步骤进行的，
先采用三次VAR熔炼获得TA18钛合金铸锭，然后将钛合金铸锭进行三墩三拔开坯制成钛合金圆坯，接着将钛合金圆坯在高温下进行钛合金盘圆并通过一次精锻机减径制成钛合金圆坯棒，最后对钛合金圆坯棒进行矫直和退火完成所述的理化处理工作。
4.根据权利要求3所述的用于小口径厚壁钛合金无缝管的生产方法，其特征在于：在将钛合金圆坯棒进行车光获取车光钛合金棒坯料前，先对钛合金圆坯棒进行退火处理，其退火控制温度为750℃保温1h，然后空冷。
5.根据权利要求4所述的用于小口径厚壁钛合金无缝管的生产方法，其特征在于：理化处理、退火完成后的钛合金圆坯棒车完外圆再进行AA级探伤。
6.根据权利要求1所述的用于小口径厚壁钛合金无缝管的生产方法，其特征在于：通过退火、矫直和酸洗后的小口径厚壁钛合金无缝管的外径公差为D±0.01mm，壁厚公差小于0.06mm，内表面粗糙度小于1.6微米，外表面粗糙度小于0.8微米。
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