CN112846009B - 一种高温特征优异的钛合金精密轧制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高温特征优异的钛合金精密轧制方法，属于钛合金轧制技术领域，其技术方案要点是包括以下步骤：S1：坯料下料；S2：坯料加热；S3：坯料镦粗后冲孔；S4：坯料加热；S5：坯料内孔马扩；S6：坯料加热；S7：坯料预轧；S8：坯料加热；S9：坯料终轧，本发明的优点在于合理分配每道工序的锻造变形量，减少对流线破坏，使锻件流线趋于贴合零件形状，提高材料利用率。
Description
技术领域
本发明涉及钛合金轧制技术领域，特别涉及一种高温特征优异的钛合金精密轧制方法。
背景技术
钛合金指的是多种用钛与其他金属制成的合金金属。钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属，钛合金强度高、耐蚀性好和耐热性高等优点，因为其具有的机械性能优点，钛合金也受到各方青睐。目前钛合金锻件在国产某型先进航空发动机中广泛使用，尤其TC2钛合金机匣使用量占比超过60％，是一种中等强度的α-β两相型钛合金，具有优异的综合力学性能，合金长时间工作温度在350℃-400℃。
进气机匣外环是某型发动机上使用的大型异形薄壁钛合金环件，尺寸大、壁厚薄，轧制成型难度大，材质为TC2钛合金，属于难变形材料，在锻造过程中变形抗力较大，目前一般使用整体成型，后续使用机加的方式加工成型，对流线破坏较大，并且材料利用率较低。
发明内容
本发明的目的是提供一种高温特征优异的钛合金精密轧制方法，其优点在于合理分配每道工序的锻造变形量，减少对流线破坏，使锻件流线趋于贴合零件形状，提高材料利用率。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种高温特征优异的钛合金精密轧制方法，包括以下步骤：S1：坯料下料；S2：坯料加热；S3：坯料镦粗后冲孔；S4：坯料加热；S5：坯料内孔马扩；S6：坯料加热；S7：坯料预轧；S8：坯料加热；S9：坯料终轧。
进一步的，在步骤S1中，下料的尺寸为：φ400×603mm，重量341Kg。
进一步的，在步骤S2中，坯料装炉升温至960℃，之后保温240min。
进一步的，在步骤S3中，坯料镦粗后尺寸为540×330±5mm。
进一步的，在步骤S4中，坯料经过镦粗和冲孔之后升温到960℃，之后进行保温，所述保温时间为130min。
进一步的，在步骤S5中，坯料马扩尺寸至：Φ680×Φ400(+15/0)× 300±5mm。
进一步的，在步骤S6中，坯料升温到960℃，之后保温100min。
进一步的，在步骤S7中，坯料预轧尺寸至：内孔：Φ680±15mm；上缘外径：Φ860mm；下缘外径：Φ880mm；厚度：300±5mm；台阶厚度：115±5mm；台阶过渡倒圆角：R40mm。
进一步的，在步骤S8中，经过预轧的坯料入炉升温至960℃，之后保温 90min。
进一步的，在步骤S9中，坯料终轧尺寸至：内孔上缘：Φ1020mm；内孔下缘：Φ1046mm；上缘外径：Φ1114mm；下缘外径：Φ1180mm；厚度：310mm；台阶厚度：160mm。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1.充分考虑环件的变形控制和材料的截面分配，从而达到使流线更贴合零件和节材的目的。
2.通过多次热处理，并且热处理温度为960℃，保证组织全部转化为α相和β相的等轴晶组织，进一步增加材料的塑性，有利于变形控制。
附图说明
图1是高温特征优异的钛合金精密轧制方法的步骤示意图；
图2是坯料的预轧示意图；
图3是坯料的终轧示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
实施例：一种高温特征优异的钛合金精密轧制方法，如图1所示，包括以下步骤：
S1：坯料下料：工作人员准备TC2钛合金原料，下料的尺寸为：φ400 ×603mm，重量341Kg。
S2：坯料加热：坯料装炉升温至960℃，之后保温240min。TC2钛合金加热到800℃以上，晶体组织的再结晶基本全部完成，转变为α相和β相的等轴晶组织，随着退火温度的上升材料强度降低，塑性提高，合金强度下降，塑性升高有利于变形。超过800℃之后，随着温度上升，晶粒继续长大，同时保温一段时候，保证组织完成转化。提高TC2钛合金的塑性，有利于后续的变形控制。
S3：坯料镦粗后冲孔。坯料镦粗后尺寸为540×330±5mm。
S4：坯料加热。坯料经过镦粗和冲孔之后升温到960℃，之后进行保温，保温时间为130min。
S5：坯料内孔马扩。坯料马扩尺寸至：Φ680×Φ400(+15/0)×300± 5mm。
S6：坯料加热。坯料升温到960℃，之后保温100min。其目的是为了提高钛合金的塑性，方便之后预轧变形。
S7：如图2所示，坯料预轧尺寸至：内孔：Φ680±15mm；上缘外径：Φ 860mm；下缘外径：Φ880mm；厚度：300±5mm；台阶厚度：115±5mm；台阶过渡倒圆角：R40mm。
S8：坯料加热。经过预轧的坯料入炉升温至960℃，之后保温90min。其目的是为了提高钛合金的塑性，为之后的最终环轧提供便利。
S9：如图3所示，坯料终轧，坯料终轧尺寸至：内孔上缘：Φ1020mm；内孔下缘：Φ1046mm；上缘外径：Φ1114mm；下缘外径：Φ1180mm；厚度： 310mm；台阶厚度：160mm。
采用本方法成型锻件可以使锻件流线更加贴合零件，提高锻件质量。矩形轧制下料400kg，与传统一次成型相比，节材15％，降低原材料成本，提高经济效益。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (1)
1.一种高温特征优异的钛合金精密轧制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：坯料下料，下料的尺寸为：φ400×603mm，重量341Kg；S2：坯料加热，坯料装炉升温至960℃，之后保温240min；S3：坯料镦粗后冲孔，坯料镦粗后尺寸为Φ540×330±5mm；S4：坯料加热，坯料经过镦粗和冲孔之后升温到960℃，之后进行保温，所述保温时间为130min；S5：坯料内孔马扩，坯料马扩尺寸至：Φ680×Φ4000 +15×（300±5）mm；S6：坯料加热，坯料升温到960℃，之后保温100min；S7：坯料预轧，坯料预轧尺寸至：内孔：Φ680±15mm；上缘外径：Φ860mm；下缘外径：Φ880mm；整体厚度：300±5mm；台阶厚度：115±5mm；台阶过渡倒圆角：R40mm；S8：坯料加热，经过预轧的坯料入炉升温至960℃，之后保温90min；S9：坯料终轧，坯料终轧尺寸至：内孔上缘：Φ1020mm；内孔下缘：Φ1046mm；上缘外径：Φ1114mm；下缘外径：Φ1180mm；整体厚度：310mm；台阶厚度：160mm。
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