CN111744960A - 一种钛合金薄壁管加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钛合金薄壁管加工方法，其步骤包括：根据成品管径，选择钛棒，加温至910±2℃，穿孔得到相同直径的管坯；然后再控制温度870±2℃，第二次穿孔，实现直径变大，壁变薄；再经至少3道次冷轧制，得到成品，控制每道次管坯内径的减径量与减壁量之比1～22.5，依次增大，轧制的道次加工率为40％～67％；每道次轧制后，进行除油、酸洗，酸洗后对钛管进行冲洗，冲洗干净后进行烘干，烘干后进行真空热处理，真空热处理后对钛管进行矫直。经该工艺加工流程短，材料消耗小，成品率高。采用本发明的方法制备的超薄壁钛管材外径为55mm～100mm，壁厚为0.2mm～0.8mm，且壁厚与外径之比不大于0.008。

Description

一种钛合金薄壁管加工方法
技术领域
本发明属于钛管生产加工技术领域，具体涉及一种钛合金薄壁管加工方法。
背景技术
随着现代科学技术的迅猛发展和国民经济建设的需要，各工业部门对各种钛管的需求量日益增大，对钛管的规格、技术要求也愈来愈高。特别是随着市场经济发展的需要，各行各业要求提供更多各种规格的钛管。虽然钛管的用途各有所异，但对钛管的总体要求是一致的，即加工条件和最终用途均要求钛管具备适于本用途所需的尺寸规格、精度和相应性能及表面光洁度等各项质量指标。钛管质量能否满足各用户单位对钛管提出的各种要求，将直接关系到用户或加工工业的经济利益。
钛管质量轻，强度高，机械性能优越。它广泛应用于热交换设备，如列管式换热器、盘管式换热器、蛇形管式换热器、冷凝器、蒸发器和输送管道等。
传统工艺，采用低温二次穿孔，如，成品要求Φ89×0.6的管，传统工艺采用Φ130×12的管坯料，经过多次轧制工艺依次得到Φ122×9、Φ115×8.5、Φ108×4.5、Φ102×3.5、Φ92×2、Φ93×1，最后得到成品Φ89×0.6，总共需要7道工序，生产周期长，成品率低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种钛合金薄壁管加工方法，经该工艺加工流程短，成品率高。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种钛合金薄壁管加工方法，其步骤包括：
一种钛合金薄壁管加工方法，其步骤包括：
根据成品管径，选择钛棒，加温至910±2℃，穿孔得到相同直径的管坯；然后再控制温度870±2℃，第二次穿孔，实现直径变大，壁变薄；再经至少3道次冷轧制，得到成品，控制每道次管坯内径的减径量与减壁量之比1～22.5，依次增大，轧制的道次加工率为40％～67％；
每道次轧制后，进行除油、酸洗，酸洗后对钛管进行冲洗，冲洗干净后进行烘干，烘干后进行真空热处理，真空热处理后对钛管进行矫直。
所述真空热处理，温度为540℃～580℃，真空热处理至少3.5h；然后空冷。
所述酸洗，首选在盐酸与氢氟酸的混合酸中酸洗至少5min；然后在硝酸与氢氟酸的混合酸中酸洗至少5min。
所述盐酸与氢氟酸的体积比为5：1，且所述盐酸在所述混合酸中的浓度为5.5wt％～6wt％。
所述硝酸与氢氟酸的体积比为5：1，且所述硝酸在所述混合酸中的浓度为5.5wt％～6wt％；酸洗时间＞30min，酸洗时温度为50～60℃。
所述轧制过程中控制管坯的相对减壁量与相对减径量的比值Q≥3.4。
所述除油，其处理的过程为：先将轧制后的管坯在除油剂和水的混合液中，超声波清洗至少20min，超声清洗的温度控制在75℃～80℃.
所述除油剂和水的混合溶液中除油剂为NaOH，其质量百分比浓度为1.5％～3％。
有益效果：经该工艺加工流程短，材料消耗小，成品率高。采用本发明的方法制备的超薄壁钛管材外径为55mm～100mm，壁厚为0.2mm～0.8mm，且壁厚与外径之比不大于0.008。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的方法予以进一步地说明，但并不因此而限制本发明。
1)采用Φ130mm的钛棒，加温至910±2℃，穿孔得到Φ130×12的管坯，然后再控制温度870±2℃，二次穿孔，获得Φ132×4的管坯，再经过2道次冷轧制分别得到，Φ115×2，Φ98×1，再轧制第3道次得成品Φ89×0.6；
每道次轧制后，进行除油、酸洗，酸洗后对钛管进行冲洗，冲洗干净后进行烘干，烘干后进行真空热处理，真空热处理后对钛管进行矫直。
所述真空热处理，温度为540℃～580℃，真空热处理至少3.5h；然后空冷。
所述酸洗，首选在盐酸与氢氟酸的混合酸中酸洗至少5min；然后在硝酸与氢氟酸的混合酸中酸洗至少5min。
所述盐酸与氢氟酸的体积比为5：1，且所述盐酸在所述混合酸中的浓度为6wt％。
所述硝酸与氢氟酸的体积比为5：1，且所述硝酸在所述混合酸中的浓度为5.5wt％；酸洗时间＞30min，酸洗时温度为50～60℃。
所述除油，其处理的过程为：先将轧制后的管坯在除油剂和水的混合液中，超声波清洗至少20min，超声清洗的温度控制在75℃～80℃.
所述除油剂和水的混合溶液中除油剂为NaOH，其质量百分比浓度为2％。
所得钛管，经测试：抗拉强度：523MPa；屈服强度：418MPa；延伸率35％。

Claims (8)

1.一种钛合金薄壁管加工方法，其步骤包括：
根据成品管径，选择钛棒，加温至910±2℃，穿孔得到相同直径的管坯；然后再控制温度870±2℃，第二次穿孔，实现直径变大，壁变薄；再经至少3道次冷轧制，得到成品，控制每道次管坯内径的减径量与减壁量之比1～22.5，依次增大，轧制的道次加工率为40％～67％；
每道次轧制后，进行除油、酸洗，酸洗后对钛管进行冲洗，冲洗干净后进行烘干，烘干后进行真空热处理，真空热处理后对钛管进行矫直。
2.根据权利要求1所述的一种钛合金薄壁管加工方法，其特征在于：所述真空热处理，温度为540℃～580℃，真空热处理至少3.5h；然后空冷。
3.根据权利要求1所述的一种钛合金薄壁管加工方法，其特征在于：所述酸洗，首选在盐酸与氢氟酸的混合酸中酸洗至少5min；然后在硝酸与氢氟酸的混合酸中酸洗至少5min。
4.根据权利要求1所述的一种钛合金薄壁管加工方法，其特征在于：所述盐酸与氢氟酸的体积比为5：1，且所述盐酸在所述混合酸中的浓度为5.5wt％～6wt％。
5.根据权利要求1所述的一种钛合金薄壁管加工方法，其特征在于：所述硝酸与氢氟酸的体积比为5：1，且所述硝酸在所述混合酸中的浓度为5.5wt％～6wt％；酸洗时间＞30min，酸洗时温度为50～60℃。
6.根据权利要求1所述的一种钛合金薄壁管加工方法，其特征在于：所述轧制过程中控制管坯的相对减壁量与相对减径量的比值Q≥3.4。
7.根据权利要求1所述的一种钛合金薄壁管加工方法，其特征在于：所述除油，其处理的过程为：先将轧制后的管坯在除油剂和水的混合液中，超声波清洗至少20min，超声清洗的温度控制在75℃～80℃。
8.根据权利要求7所述的一种钛合金薄壁管加工方法，其特征在于：所述除油剂和水的混合溶液中除油剂为NaOH，其质量百分比浓度为1.5％～3％。
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