CN112845648B - 一种钛或钛合金挤压轧制薄壁型材的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钛或钛合金挤压轧制薄壁型材的制备方法，该方法包括：一、采用真空自耗电弧炉熔炼制备得到钛或钛合金铸锭；二、在900℃～1200℃进行2～4火次锻造得到锻造棒坯；三、依次经锯切和机加工得到挤压锭坯；四、将挤压锭坯润滑后加热挤压得到挤压型坯；五、将挤压型坯表面处理后加热至钛或钛合金相变点下进行热轧得到轧制型材；六、轧制型材经表面处理后退火得到钛或钛合金型材。本发明采用加热挤压结合相变点以下热轧和退火，保证了挤压型坯的表面质量与尺寸精度，制备的钛或钛合金型材表面质量好，且具有均匀的微观组织、稳定的力学性能，可根据实际需求灵活生产不同形状、规格的钛或钛合金挤压轧制薄壁型材，制备成本低。
Description
技术领域
本发明属于型材制备技术领域，具体涉及一种钛或钛合金挤压轧制薄壁型材的制备方法。
背景技术
钛或钛合金具有比强度高、耐高温、耐腐蚀等显著特性，在海洋工程、航空航天、化工、装备制造等行业有着广泛且重要的应用。型材是一种近终形的半成品，具有结构效益高、力学性能好的特点，不需加工或经少量加工后可直接作为结构件使用。由于钛或钛合金的加工温度高、变形抗力大、回弹大等特性，钛或钛合金型材特别是薄壁型材的制备难度极大。
钛或钛合金型材的制备方法主要有冲压、焊接、机加、挤压、轧制等。冲压只适合制备形状简单的型材，如L形、U形；焊接时焊缝处为铸态组织，其耐腐蚀性及力学性能均有待提高；机加成品率极低；能够实现批量化生产的钛或钛合金型材的工艺主要为挤压和轧制。
型材挤压是将锭坯置于挤压筒内，在三向压应力作用下通过一定形状的型材模孔成形的一种压力加工。挤压方式可根据需求灵活生产各种规格的型材，更换产品规格只需准备相应型材模具，适用于生产壁厚大于4mm的型材。同通过挤压方式生产薄壁型材时，对模具、润滑、辅助设备及工艺细节控制要求很高，成品率很难保证。
型材轧制是用有孔型的轧辊把锭坯热轧成各种断面形状的型材的工艺过程。轧制方式可也实现不同规格型材制备，特别是可通过多道次热轧制备钛或钛合金薄壁型材。但轧制专用孔型投资较大，目前的钛或钛合金薄壁型材需求少，很难支撑大型自动化的轧制设备及专用孔型。
采用挤压方式制备型坯，结合轧制减薄型厚度，这是一种较为灵活且经济性较高的方式。虽有类似专利(公开号CN108907619A)《一种钛合金薄壁精密型材复合加工方法》，其主体思路是通过挤压制备薄壁型坯，再通过轧制进行整形及小变形量变形，该方式在挤压工序制备薄壁型坯时模具损耗极大，且需配置专用型坯矫直设备，生产升本极高。同时小变形量轧制对于型材产品的组织均匀性不利。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种钛或钛合金挤压轧制薄壁型材的制备方法。该方法采用加热挤压结合相变点以下热轧和退火，保证了挤压型坯的表面质量与尺寸精度，制备的钛或钛合金型材表面质量好，且具有均匀的微观组织、稳定的力学性能，可根据实际需求灵活生产不同形状、规格的钛或钛合金挤压轧制薄壁型材，制备成本较低，特别适用于钛合金薄壁型材多规格、小批量的特点。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种钛或钛合金挤压轧制薄壁型材的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、采用真空自耗电弧炉经2～3次熔炼，制备得到钛或钛合金铸锭；
步骤二、将步骤一中得到的钛或钛合金铸锭在900℃～1200℃进行2～4火次锻造，得到锻造棒坯；
步骤三、将步骤二中得到的锻造棒坯依次经锯切和机加工后得到挤压锭坯；
步骤四、将步骤三中得到的挤压锭坯进行润滑，然后加热后进行挤压，得到挤压型坯；
步骤五、将步骤四中得到的挤压型坯进行表面处理以去除表面缺陷，然后加热至钛或钛合金相变点下进行热轧，得到轧制型材；
步骤六、将步骤五中得到的轧制型材进行表面处理以去除表面氧化皮及缺陷，然后进行退火，得到钛或钛合金型材。
本发明首先将真空自耗电弧熔炼得到的钛或钛合金铸锭进行锻造，经锯切和机加工后得到挤压锭坯，然后将挤压锭坯进行加热挤压、相变点以下热轧和退火，得到钛或钛合金型材。相较于现有技术，本发明通过采用加热挤压润滑工艺保证挤压型坯的表面质量与尺寸精度，同时显著减少了挤压模具的消耗，结合多道次大变形量的微张力热连轧，获得组织更加均匀的钛合金薄壁型材，同时在连轧时的微张力自带拉伸矫直的效果，无需专门配置矫直工装即可获得直线度不超过2mm/m的型材。本发明制备的钛或钛合金型材表面质量好，且具有均匀的微观组织、稳定的力学性能，可根据实际需求灵活生产不同形状、规格的钛或钛合金挤压轧制薄壁型材，制备成本较低，特别适用于钛合金薄壁型材多规格、小批量的特点。
上述的一种钛或钛合金挤压轧制薄壁型材的制备方法，其特征在于，步骤二中所述锻造的具体过程为：在1000℃～1200℃的温度下进行阶梯式升温的开坯锻造，且开坯锻造的变形量不小于50％，然后在钛或钛合金相变点以下10℃～50℃进行成品锻造，且成品锻造的变形量大于30％。该优选的锻造过程有利于锻造棒坯获得更加均匀的组织，避免产生不利于后续变形的粗大晶粒；同时，锻造时可根据钛或钛合金铸锭的尺寸及热透经验值0.6mm/min～0.8mm/min确定保温时间，从而根据钛或钛合金铸锭尺寸合理的选择保温时间范围，以保证钛或钛合金铸锭锻造前热透彻且温度均匀，同时能避免长时间加热带来的表面氧化及烧损。
上述的一种钛或钛合金挤压轧制薄壁型材的制备方法，其特征在于，步骤三中所述机加工对锯切后锻造棒坯外表面的单边去除量为2mm～5mm，所述挤压锭坯的直径比步骤四中挤压采用的挤压筒内直径小3mm～6mm。该优选的机加工的单边去除量有效保证去除了锭坯表面的氧化皮及其他锻造缺陷；该优选的挤压锭坯的直径在保证挤压锭坯加热膨胀后能顺利进入挤压筒的前提下，尽量减小了挤压锭坯与挤压筒的间隙，有利于挤压后型坯的表面质量。
上述的一种钛或钛合金挤压轧制薄壁型材的制备方法，其特征在于，步骤四中所述润滑的方式为刷涂或浸润润滑剂，且润滑后挤压锭坯后表面的润滑剂厚度为0.05mm～0.2mm；或在挤压锭坯表面刷涂防氧化涂层，然后滚涂玻璃粉，并在挤压模具的锥面上放置玻璃粉进行润滑；或采用厚度0.6mm～1mm的软钢或紫铜将挤压锭坯完全包覆。该优选的润滑方式中，刷涂或浸润润滑剂适用于挤压温度低于900℃的钛或钛合金型坯挤压，而优选的润滑剂的厚度提高了挤压时的润滑效果，保证了挤压型坯的表面质量；玻璃润滑的方式特别适用于高温即900℃～1100℃下的快速挤压，有效避免了挤压加热过程中的氧化；而金属包覆润滑的方式通用性好，特别适用于挤压比较小(挤压比5～15)的钛或钛合金挤压，而金属包覆厚度可满足润滑要求，同时便于包覆操作，也节省了包覆材料。
上述的一种钛或钛合金挤压轧制薄壁型材的制备方法，其特征在于，步骤四中所述挤挤压锭坯润滑后加热的温度为750℃～1100℃；所述挤压采用的挤压比优选为5～60，挤压速度为10mm/s～150mm/s，步骤四中得到的挤压型坯的厚度为4mm～30mm。采用优选的挤压温度、挤压速度、挤压比可减少挤压时模具的磨损，进而保证挤压型坯的尺寸精度和表面质量，避免了挤压速度过快导致挤压温升高产生的相变，不利于型材的后续加工性能，同时避免了挤压比过大导致模具磨损严重、挤压后型坯产生沟槽等缺陷。
上述的一种钛或钛合金挤压轧制薄壁型材的制备方法，其特征在于，步骤四中所述挤压采用的挤压模具为H型、T型、L型、U型、Z型或十字型，挤压模具的锥角为90°～120°，挤压模具定径带长度为6mm～12mm，挤压模具入口角半径R＝5mm～12mm。该优选的挤压模具的形状及尺寸参数便于挤压过程中钛或钛合金的流动，有利于挤压型材的尺寸精度。
上述的一种钛或钛合金挤压轧制薄壁型材的制备方法，其特征在于，步骤五和步骤六中所述表面处理的方式均为：先进行喷砂、抛光或打磨，再进行酸洗，所述酸洗采用的酸洗液由HNO3溶液和HF溶液组成，酸洗的去除量为0.05mm～0.2mm。该优选表面处理方式有利于彻底去除了挤压型材表面的氧化皮及挤压缺陷，获得表面光洁的钛或钛合金型材。
上述的一种钛或钛合金挤压轧制薄壁型材的制备方法，其特征在于，步骤五中所述热轧为微张力热连轧，采用电阻炉进行加热，加热温度为800℃～1000℃，所述热轧的轧制速度为0.3m/s～5mm/s，道次变形量为5％～20％，轧制道次为4～10次，所述轧制型材的厚度为1.5mm～4mm。采用微张力热连轧方式将挤压型坯轧制为薄壁型材，节省了开坯轧制大规格轧制设备及孔型的投资，总投资小；同时在连轧时的微张力自带拉伸矫直的效果，不需专门配置矫直工装即可获得直线度不超过2mm/m的型材；优选的制备工艺流程简单，成品率高，在该温度下锆合金塑性良好，变形抗力低，较大的道次变形量保证钛或钛合金变形充分，使微观组织更加均匀；从而根据实际需求灵活生产不同形状、规格的钛或钛合金挤压轧制薄壁型材，制备成本较低，特别适用于钛合金薄壁型材多规格、小批量的特点。
上述的一种钛或钛合金挤压轧制薄壁型材的制备方法，其特征在于，步骤六中所述退火的方式为真空退火，所述真空退火的温度为600℃～800℃，真空度数值小于1×10- 2Pa，保温时间为0.5h～2h。该优选退火的方式及对应的工艺参数进一步提高了钛或钛合金薄壁型材的组织均匀性，有效改善了其塑性。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明采用加热挤压结合相变点以下热轧和退火，得到钛或钛合金型材，保证了挤压型坯的表面质量与尺寸精度，同时显著减少了挤压模具的消耗，制备的钛或钛合金型材表面质量好，且具有均匀的微观组织、稳定的力学性能。
2、本发明通过多道次大变形量的微张力热连轧，获得组织更加均匀的钛合金薄壁型材，同时在连轧时的微张力自带拉伸矫直的效果，无需专门配置矫直工装即可获得直线度不超过2mm/m的型材。
3、本发明可根据实际需求灵活生产不同形状、规格的钛或钛合金挤压轧制薄壁型材，制备成本较低，特别适用于钛合金薄壁型材多规格、小批量的特点。
4、本发明采用挤压方式制备型坯，节省开坯轧制大规格轧制设备及孔型的投资，总投资小，有利于降低制备成本。
下面通过实施例对本发明的技术方案作进一步的详细描述。
具体实施方式
实施例1
本实施例包括以下步骤：
步骤一、采用真空自耗电弧炉经2次熔炼，制备得到TA2钛铸锭；
步骤二、将步骤一中得到的TA2钛铸锭进行锻造，首先在800℃保温2h，再升温至1000℃～1100℃保温3h进行开坯锻造，且开坯锻造的变形量为70％～80％，经表面修磨后加热至850℃～900℃保温2h进行成品锻造，成品锻造的变形量为30％～45％，得到锻造棒坯；
步骤三、将步骤二中得到的锻造棒坯依次经锯切和机加工后得到挤压锭坯；所述机加工对锯切后锻造棒坯外表面的单边去除量为2mm～4mm，以去除表面缺陷，所述挤压锭坯的规格为214mm×300mm(直径×长度)，挤压铸锭的直径较步骤四中挤压模具的挤压筒直径小4mm～6mm；
步骤四、将采用厚度0.6mm～1mm的紫铜将步骤三中得到的挤压锭坯完全包覆，然后加热至750℃～850℃进行挤压，挤压采用的挤压模具为T型，挤压模具的锥角为90°，挤压模具定径带长度为6mm，挤压模具入口角半径R＝12mm，得到壁厚为8mm的T型挤压型坯；所述挤压采用的挤压比为15，挤压速度为30mm/s；
步骤五、将步骤四中得到的T型挤压型坯先喷砂再进行酸洗，所述酸洗采用的酸洗液由HNO3溶液和HF溶液组成，酸洗的去除量为0.2mm，以去除表面缺陷及铜皮，然后进行微张力热连轧，采用电阻炉加热型坯，加热温度为800℃～900℃，轧制速度为1mm/s～5mm/s，道次变形量为5％～20％，轧制道次为10次，得到壁厚1.5mm的T型轧制型材；
步骤六、将步骤五中得到的T型轧制型材先喷砂再进行酸洗，酸洗采用的酸洗液由HNO3溶液和HF溶液组成，酸洗的去除量为0.05mm，以去除表面氧化皮及缺陷，然后在600℃～650℃、真空度数值小于1×10-2Pa的条件下保温0.5h，得到TA2钛薄壁T型材。
实施例2
本实施例包括以下步骤：
步骤一、采用真空自耗电弧炉经3次熔炼，制备得到TA10钛合金铸锭；
步骤二、将步骤一中得到的TA10钛合金铸锭进行锻造，首先在850℃保温2h，再升温至1000℃～1100℃保温3h进行开坯锻造，且开坯锻造的变形量为65％～70％，开坯锻造的终锻温度不小于800℃，经表面修磨后加热至900℃～1000℃保温2h进行二火次锻造，锻造变形量为50％～65％，终锻温度不小于800℃；经再次表面修磨后加热至880℃～910℃保温2h进行成品锻造，成品锻造的变形量为40％～45％，成品锻造的终锻温度不小于700℃，得到锻造棒坯；
步骤三、将步骤二中得到的锻造棒坯依次经锯切和机加工后得到挤压锭坯；所述机加工对锯切后锻造棒坯外表面的单边去除量为2mm～3mm，以去除表面缺陷，所述挤压锭坯的规格为216mm×300mm(直径×长度)，挤压铸锭的直径较步骤四中挤压模具的挤压筒直径小3mm～5mm；
步骤四、将步骤三中得到的挤压锭坯刷涂润滑剂进行润滑，润滑后挤压锭坯后表面的润滑剂厚度为0.1mm～0.2mm，然后加热至850℃～900℃进行挤压，挤压采用的挤压模具为L型，挤压模具的锥角为120°，挤压模具定径带长度为8mm，挤压模具入口角半径R＝6mm，得到壁厚为4mm的L型挤压型坯；所述挤压采用的挤压比为30，挤压速度为10mm/s；
步骤五、将步骤四中得到的L型挤压型坯先打磨再进行酸洗，所述酸洗采用的酸洗液由HNO3溶液和HF溶液组成，酸洗的去除量为0.1mm，以去除表面缺陷，然后进行微张力热连轧，采用电阻炉加热型坯，加热温度为850℃～920℃，轧制速度为0.6mm/s～2mm/s，道次变形量为5％～10％，轧制道次为4次，得到壁厚2.5mm的L型轧制型材；
步骤六、将步骤五中得到的L型轧制型材先喷砂再进行酸洗，酸洗采用的酸洗液由HNO3溶液和HF溶液组成，酸洗的去除量为0.05mm～1mm，以去除表面氧化皮及缺陷，然后在600℃～700℃、真空度数值小于1×10-2Pa的条件下保温1h，得到TA10钛合金薄壁L型材。
实施例3
本实施例包括以下步骤：
步骤一、采用真空自耗电弧炉经3次熔炼，制备得到TC2钛合金铸锭；
步骤二、将步骤一中得到的TC2钛合金铸锭进行锻造，首先在850℃保温2h，再升温至1000℃～1100℃保温3h进行开坯锻造，且开坯锻造的变形量为65％～70％，开坯锻造的终锻温度不小于800℃，经表面修磨后加热至900℃～920℃保温2h进行成品锻造，成品锻造的变形量为40％～45％，成品锻造的终锻温度不小于700℃，得到锻造棒坯；
步骤三、将步骤二中得到的锻造棒坯依次经锯切和机加工后得到挤压锭坯；所述机加工对锯切后锻造棒坯外表面的单边去除量为2mm～3mm，以去除表面缺陷，所述挤压锭坯的规格为216mm×300mm(直径×长度)，挤压铸锭的直径较步骤四中挤压模具的挤压筒直径小3mm～4mm；
步骤四、将步骤三中得到的挤压锭坯浸润润滑剂进行润滑，润滑后挤压锭坯后表面的润滑剂厚度为0.05mm～0.1mm，然后加热至850℃～900℃进行挤压，挤压采用的挤压模具为H型，挤压模具的锥角为120°，挤压模具定径带长度为6mm，挤压模具入口角半径R＝5mm，得到壁厚为6mm的H型挤压型坯；所述挤压采用的挤压比为5，挤压速度为30mm/s；
步骤五、将步骤四中得到的H型挤压型坯先喷砂再进行酸洗，所述酸洗采用的酸洗液由HNO3溶液和HF溶液组成，酸洗的去除量为0.2mm，以去除表面缺陷，然后进行微张力热连轧，采用电阻炉加热型坯，加热温度为850℃～920℃，轧制速度为0.3mm/s～3mm/s，道次变形量为10％～20％，轧制道次为8次，得到壁厚2.5mm的H型轧制型材；
步骤六、将步骤五中得到的H型轧制型材先喷砂再进行酸洗，酸洗采用的酸洗液由HNO3溶液和HF溶液组成，酸洗的去除量为0.05mm～0.1mm，以去除表面氧化皮及缺陷，然后在600℃～700℃、真空度数值小于1×10-2Pa的条件下保温0.5h，得到TC2钛合金薄壁H型材。
实施例4
本实施例包括以下步骤：
步骤一、采用真空自耗电弧炉经3次熔炼，制备得到TC4钛合金铸锭；
步骤二、将步骤一中得到的TC4钛合金铸锭进行锻造，首先在900℃保温2h，再升温至1150℃～1200℃保温3h进行开坯锻造，且开坯锻造的变形量为50％～60％，开坯锻造的终锻温度不小于800℃，然后加热至940℃～960℃保温2h进行成品锻造，成品锻造的变形量为35％～40％，成品锻造的终锻温度不小于800℃，得到锻造棒坯；
步骤三、将步骤二中得到的锻造棒坯依次经锯切和机加工后得到挤压锭坯；所述机加工对锯切后锻造棒坯外表面的单边去除量为4mm～6mm，以去除表面缺陷，所述挤压锭坯的规格为272mm×300mm(直径×长度)；
步骤四、将步骤三中得到的挤压锭坯进行玻璃润滑，先在挤压锭坯表面刷涂防氧化涂层，然后滚涂玻璃粉，并在挤压模具的锥面上放置玻璃粉进行润滑，然后加热至1000℃～1100℃进行挤压，挤压采用的挤压模具为U型，挤压模具定径带长度为12mm，挤压模具入口角半径R＝12mm，得到壁厚为8mm的U型挤压型坯；所述挤压采用的挤压比为60，挤压速度为100mm/s～150mm/s；
步骤五、将步骤四中得到的U型挤压型坯先喷砂再进行酸洗，所述酸洗采用的酸洗液由HNO3溶液和HF溶液组成，酸洗的去除量为0.1mm～0.2mm，以去除表面缺陷及玻璃粉，然后进行微张力热连轧，采用电阻炉加热型坯，加热温度为900℃～1000℃，轧制速度为0.3mm/s～3mm/s，道次变形量为5％～20％，轧制道次为7次，得到壁厚3mm的U型轧制型材；
步骤六、将步骤五中得到的U型轧制型材先喷砂再进行酸洗，酸洗采用的酸洗液由HNO3溶液和HF溶液组成，酸洗的去除量为0.1mm～0.2mm，以去除表面氧化皮及缺陷，然后在750℃～800℃、真空度数值小于1×10-2Pa的条件下进行退火2h，得到TC4钛合金薄壁U型材。
实施例5
本实施例包括以下步骤：
步骤一、采用真空自耗电弧炉经3次熔炼，制备得到TC4钛合金铸锭；
步骤二、将步骤一中得到的TC4钛合金铸锭进行锻造，首先在900℃保温2h，再升温至1150℃～1200℃保温3h进行开坯锻造，且开坯锻造的变形量为50％～60％，开坯锻造的终锻温度不小于800℃，锻件表面修磨后，加热至1100℃～1150℃保温2.5h进行二火次锻造，变形量为50％～60％，终锻温度不小于800℃，锻件表面再次修磨后，加热至1080℃～1120℃保温2h进行三火次锻造，变形量为40％～50％，终锻温度不小于800℃，锻件表面再次修磨后，加热至940℃～960℃保温2h进行成品锻造，成品锻造的变形量为35％～40％，成品锻造的终锻温度不小于800℃，得到锻造棒坯；
步骤三、将步骤二中得到的锻造棒坯依次经锯切和机加工后得到挤压锭坯；所述机加工对锯切后锻造棒坯外表面的单边去除量为4mm～6mm，以去除表面缺陷，所述挤压锭坯的规格为272mm×300mm(直径×长度)；
步骤四、将步骤三中得到的挤压锭坯进行玻璃润滑，先在挤压锭坯表面刷涂防氧化涂层，然后滚涂玻璃粉，并在挤压模具的锥面上放置玻璃粉进行润滑，然后加热至900℃～1000℃进行挤压，挤压采用的挤压模具为十字型，挤压模具定径带长度为12mm，挤压模具入口角半径R＝10mm，得到壁厚为15mm的十字型挤压型坯；所述挤压采用的挤压比为40，挤压速度为100mm/s～150mm/s；
步骤五、将步骤四中得到的十字型挤压型坯先喷砂再进行酸洗，所述酸洗采用的酸洗液由HNO3溶液和HF溶液组成，酸洗的去除量为0.2mm，以去除表面缺陷及玻璃粉，然后进行微张力热连轧，采用电阻炉加热型坯，加热温度为900℃～950℃，轧制速度为0.3mm/s～3mm/s，道次变形量为5％～20％，轧制道次为9次，得到壁厚3.5mm的十字型轧制型材；
步骤六、将步骤五中得到的十字型轧制型材先喷砂再进行酸洗，酸洗采用的酸洗液由HNO3溶液和HF溶液组成，酸洗的去除量为0.15mm～0.2mm，以去除表面氧化皮及缺陷，然后在750℃～800℃、真空度数值小于1×10-2Pa的条件下进行退火2h，得到TC4钛合金薄壁十字型材。
实施例6
本实施例包括以下步骤：
步骤一、采用真空自耗电弧炉经3次熔炼，制备得到TA15钛合金铸锭；
步骤二、将步骤一中得到的TA15钛合金铸锭进行锻造，首先在900℃保温2h进行开坯锻造，且开坯锻造的变形量为50％～60％，开坯锻造的终锻温度不小于800℃，然后加热至940℃～960℃保温2.5h进行成品锻造，成品锻造的变形量为30％～40％，成品锻造的终锻温度不小于800℃，得到锻造棒坯；
步骤三、将步骤二中得到的锻造棒坯依次经锯切和机加工后得到挤压锭坯；所述机加工对锯切后锻造棒坯外表面的单边去除量为4mm～6mm，以去除表面缺陷，所述挤压锭坯的规格为352mm×600mm(直径×长度)；
步骤四、将步骤三中得到的挤压锭坯进行玻璃润滑，先在挤压锭坯表面刷涂防氧化涂层，然后滚涂玻璃粉，并在挤压模具的锥面上放置玻璃粉进行润滑，然后加热至1000℃～1100℃进行挤压，挤压采用的挤压模具为Z型，挤压模具定径带长度为12mm，挤压模具入口角半径R＝8mm，得到壁厚为30mm的Z型挤压型坯；所述挤压采用的挤压比为30，挤压速度为60mm/s～100mm/s；
步骤五、将步骤四中得到的Z型挤压型坯先喷砂再进行酸洗，所述酸洗采用的酸洗液由HNO3溶液和HF溶液组成，酸洗的去除量为0.2mm，以去除表面缺陷及玻璃粉，然后进行微张力热连轧，采用电阻炉加热型坯，加热温度为900℃～1000℃，轧制速度为0.3mm/s～5mm/s，道次变形量为5％～20％，轧制道次为10次，得到壁厚4mm的Z型轧制型材；
步骤六、将步骤五中得到的Z型轧制型材先喷砂再进行酸洗，酸洗采用的酸洗液由HNO3溶液和HF溶液组成，酸洗的去除量为0.15mm～0.2mm，以去除表面氧化皮及缺陷，然后在750℃～800℃、真空度数值小于1×10-2Pa的条件下保温2h，得到TA15钛合金薄壁Z型材。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (8)
1.一种钛或钛合金挤压轧制薄壁型材的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、采用真空自耗电弧炉经2～3次熔炼，制备得到钛或钛合金铸锭；
步骤二、将步骤一中得到的钛或钛合金铸锭在900℃～1200℃进行2～4火次锻造，得到锻造棒坯；
步骤三、将步骤二中得到的锻造棒坯依次经锯切和机加工后得到挤压锭坯；
步骤四、将步骤三中得到的挤压锭坯进行润滑，然后加热后进行挤压，得到挤压型坯；
步骤五、将步骤四中得到的挤压型坯进行表面处理以去除表面缺陷，然后加热至钛或钛合金相变点下进行热轧，得到轧制型材；所述热轧为微张力热连轧，采用电阻炉进行加热，加热温度为800℃～1000℃，所述热轧的轧制速度为0.3m/s～5mm/s，道次变形量为5％～20％，轧制道次为4～10次，所述轧制型材的厚度为1.5mm～4mm；
步骤六、将步骤五中得到的轧制型材进行表面处理以去除表面氧化皮及缺陷，然后进行退火，得到钛或钛合金型材。
2.根据权利要求1所述的一种钛或钛合金挤压轧制薄壁型材的制备方法，其特征在于，步骤二中所述锻造的具体过程为：在1000℃～1200℃的温度下进行阶梯式升温的开坯锻造，且开坯锻造的变形量不小于50％，然后在钛或钛合金相变点以下10℃～50℃进行成品锻造，且成品锻造的变形量大于30％。
3.根据权利要求1所述的一种钛或钛合金挤压轧制薄壁型材的制备方法，其特征在于，步骤三中所述机加工对锯切后锻造棒坯外表面的单边去除量为2mm～5mm，所述挤压锭坯的直径比步骤四中挤压采用的挤压筒内直径小3mm～6mm。
4.根据权利要求1所述的一种钛或钛合金挤压轧制薄壁型材的制备方法，其特征在于，步骤四中所述润滑的方式为刷涂或浸润润滑剂，且润滑后挤压锭坯后表面的润滑剂厚度为0.05mm～0.2mm；或在挤压锭坯表面刷涂防氧化涂层，然后滚涂玻璃粉，并在挤压模具的锥面上放置玻璃粉进行润滑；或采用厚度0.6mm～1mm的软钢或紫铜将挤压锭坯完全包覆。
5.根据权利要求1所述的一种钛或钛合金挤压轧制薄壁型材的制备方法，其特征在于，步骤四中所述挤压锭坯润滑后加热的温度为750℃～1100℃；所述挤压采用的挤压比为5～60，挤压速度为10mm/s～150mm/s，步骤四中得到的挤压型坯的厚度为4mm～30mm。
6.根据权利要求1所述的一种钛或钛合金挤压轧制薄壁型材的制备方法，其特征在于，步骤四中所述挤压采用的挤压模具为H型、T型、L型、U型、Z型或十字型，挤压模具的锥角为90°～120°，挤压模具定径带长度为6mm～12mm，挤压模具入口角半径R＝5mm～12mm。
7.根据权利要求1所述的一种钛或钛合金挤压轧制薄壁型材的制备方法，其特征在于，步骤五和步骤六中所述表面处理的方式均为：先进行喷砂、抛光或打磨，再进行酸洗，所述酸洗采用的酸洗液由HNO3溶液和HF溶液组成，酸洗的去除量为0.05mm～0.2mm。
8.根据权利要求1所述的一种钛或钛合金挤压轧制薄壁型材的制备方法，其特征在于，步骤六中所述退火的方式为真空退火，所述真空退火的温度为600℃～800℃，真空度数值小于1×10-2Pa，保温时间为0.5h～2h。
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